一种LED灯稳压式节能保护系统的制作方法

本发明属于城市照明技术领域，具体涉及一种led灯稳压式节能保护系统。

背景技术：

随着城市照明建设的飞速发展，城市照明系统虽然在为人们提供便捷生活、营造城市宜居环境，但是我们也不能忽视其所消耗的大量电力资源，为了缓解这两者的矛盾，在智慧城市发展过程中，必将产生一种按需照明，智能管理的照明信息管理系统，对提高整个城市照明的亮灯率、节约能源、改善投资环境、减少交通事故、保障人身安全，稳定社会治安等起到有效的作用。

现在传统的路灯开关大多采用时间控制或人工控制，这在实际管理过程中会带来很多不方便。由于外界环境的不确定性，导致城市led照明控制受到影响。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的不足，本发明提供了一种led灯稳压式节能保护系统，该系统具体包括：

电源、红外检测器、单片机，所述单片机与信号稳压放大电路、信号延时保护电路、led灯亮度采集处理单元、led灯连接，所述红外检测器与所述信号稳压放大电路连接，所述电源与所述信号延时保护电路连接，其中，所述信号稳压放大电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、第一晶体管t1、第二晶体管t2、第三晶体管t3、第四晶体管t4、电容c1、电容c2、第一二极管d1、第二二极管d2，其中，所述电容c1一端与所述红外检测器连接，所述电容c1另一端与所述电阻r1一端、所述第一晶体管t1第二端、所述第二晶体管t2第二端连接，所述电阻r1另一端与所述第二晶体管t2第一端、所述电阻r2一端、所述第一晶体管t1第三端、所述第三晶体管t3第三端、所述电阻r3一端、所述电容c2一端连接，所述第二晶体管t2第三端与所述第一晶体管t1第一端连接，所述r2另一端与所述第一二极管d1负极、所述第二二极管d2负极、所述第三晶体管t3第二端、所述第四晶体管t4第二端连接，所述第三晶体管t3第一端与所述第四晶体管t4第三端连接，所述第四晶体管t4第一端与所述电阻r3另一端、所述电阻r4一端连接，所述电阻r4另一端与所述电容c2另一端、所述第一二极管d1正极、所述第二二极管d2正极、所述单片机连接。

在本发明的一个实施例中，所述第一晶体管t1、所述第二晶体管t2、所述第三晶体管t3、所述第四晶体管t4均为三极管。

在本发明的一个实施例中，所述电阻r4为可变电阻。

在本发明的一个实施例中，所述信号延时保护电路包括电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、第五晶体管t5、第六晶体管t6、第七晶体管t7、第八晶体管t8、电容c3、电容c4、第三二极管d3、第四二极管d4、第五二极管d5、第六二极管d6，其中，所述电源与所述第三二极管d3正极、所述第四二极管d4正极连接，所述电容c3一端与所述第五二极管d5正极、所述电阻r5一端、所述第三二极管d3负极、所述第四二极管d4负极连接，所述第五二极管d5负极与电源vdd、所述电阻r6一端连接，所述电阻r6另一端与所述第六晶体管t6第二端、所述电容c4一端、所述电阻r7一端、所述第六二极管d6正极连接，所述电阻r7另一端与所述电阻r9一端、所述第七晶体管t7第一端连接，所述电阻r5另一端与第五晶体管t5第一端连接，所述第五晶体管t5第二端与所述第六晶体管t6第一端连接，所述第六二极管d6负极与所述电阻r8一端连接，所述电阻r8另一端与所述单片机连接、所述第八晶体管t8第二端连接，所述第八晶体管t8第一端与所述第七晶体管t7第二端连接，所述电容c3另一端、所述第五晶体管t5第三端、所述第六晶体管t6第三端、所述第七晶体管t7第三端、所述第八晶体管t8第三端、所述电阻r9另一端均接地。

在本发明的一个实施例中，所述第五晶体管t5、所述第六晶体管t6、所述第七晶体管t7、所述第八晶体管t8均为三极管。

在本发明的一个实施例中，所述电阻r7为可变电阻。

在本发明的一个实施例中，所述红外检测器采用的是红外传感器，所述红外传感器的型号为hc-sr501。

在本发明的一个实施例中，所述led灯亮度采集处理单元中led灯亮度采集采用的是亮度传感器，所述亮度传感器型号为apds-9002。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明通过信号稳压放大电路，将红外检测器检测到的信号进行稳压、放大处理，并将该放大稳定的信号输入单片机，提高了单片机处理能力。

2、本发明通过在单片机与供电电源之间加入信号延时保护电路，使电源可以给单片机提供稳定的电压，以及应对电源启动中电源信号突然增加可能对后续电路带来的烧损隐患。

3、本发明通过红外检测器检测人是否在led灯使用范围，然后再通过亮度传感器采集led环境内的亮度信息，控制单片机是否输出控制电流点亮led灯，起到节能效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种led灯稳压式节能保护系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种led灯稳压式节能保护系统中信号稳压放大电路示意图；

图3为本发明实施例提供的一种led灯稳压式节能保护系统中的信号延时保护电路示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

本发明涉及一种led灯稳压式节能保护系统。请参见图1、图2、图3，图1为本发明实施例提供的一种led灯稳压式节能保护系统的结构示意图；图2为本发明实施例提供的一种led灯稳压式节能保护系统中信号稳压放大电路示意图；图3为本发明实施例提供的一种led灯稳压式节能保护系统中的信号延时保护电路示意图。本发明的led灯稳压式节能保护系统具体包括：

电源、红外检测器、单片机，单片机与信号稳压放大电路、信号延时保护电路、led灯亮度采集处理单元、led灯连接，红外检测器与信号稳压放大电路连接，电源与信号延时保护电路连接。

其中，为保证本实施例的可靠运行，单片机优先采用qx9910集成芯片，与电源连接的信号延时保护电路与单片机供电端连接，led灯亮度采集处理单元与单片机set管脚连接，led灯与单片机out管脚连接，与红外检测器连接的信号稳压放大电路与单片机的rt管脚连接。

其中，红外检测器采用的是红外传感器，通过红外检测器对led灯的使用范围内进入的人进行检测，并将检测的信息传输给信号稳压放大电路；同时红外检测器检测人是否在检测范围，并将检测结果传输给单片机。

优选地，红外传感器的型号为hc-sr501。

其中，信号稳压放大电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、第一晶体管t1、第二晶体管t2、第三晶体管t3、第四晶体管t4、电容c1、电容c2、第一二极管d1、第二二极管d2，其中，电容c1一端与红外检测器连接，电容c1另一端与电阻r1一端、第一晶体管t1第二端、第二晶体管t2第二端连接，电阻r1另一端与第二晶体管t2第一端、电阻r2一端、第一晶体管t1第三端、第三晶体管t3第三端、电阻r3一端、电容c2一端连接，第二晶体管t2第三端与第一晶体管t1第一端连接，r2另一端与第一二极管d1负极、第二二极管d2负极、第三晶体管t3第二端、第四晶体管t4第二端连接，第三晶体管t3第一端与第四晶体管t4第三端连接，第四晶体管t4第一端与电阻r3另一端、电阻r4一端连接，电阻r4另一端与电容c2另一端、第一二极管d1正极、第二二极管d2正极、单片机连接。

优选地，信号稳压电路4中电阻r4为可变电阻。

优选地，信号稳压电路4第一晶体管t1、第二晶体管t2、第三晶体管t3、第四晶体管t4均为三极管。

进一步地，信号稳压放大电路中，第一晶体管t1、第二晶体管t2组成信号稳压放大电路的一级放大电路结构，第三晶体管t3、第四晶体管t4组成信号稳压放大电路的二级放大电路结构。三极管本身具有放大电流的效果，使信号稳压放大电路中输出电流增加，提高电路的带负载能力。本实施例中，第一晶体管t1与第二晶体管t2之间、第三晶体管t3与第四晶体管t4之间分别采用达林顿的连接方式，达林顿连接方式使得三极管的放大倍数是两只三极管放大倍数的乘积，从而提高电路的电流放大增益。

其中，信号稳压放大电路中第一晶体管t1、第二晶体管t2、第三晶体管t3、第四晶体管t4的第一端均为三极管的基极，第一晶体管t1、第二晶体管t2、第三晶体管t3、第四晶体管t4的第二端均为三极管的集电极，第一晶体管t1、第二晶体管t2、第三晶体管t3、第四晶体管t4的第三端为三极管的发射极。

进一步地，信号稳压放大电路中二极管d1、二极管d2并联，与电阻r2使信号稳压放大电路二级放大电路结构中第三晶体管t3集电极、第四晶体管t4集电极的电压保持不变，稳定在某个电压值。当信号稳压放大电路中出现某种原因使信号输出端电压降低或升高时，因为第三晶体管t3集电极、第四晶体管t4集电极的电压保持不变，则信号稳压放大电路一级放大电路结构中第一晶体管t1发射集与集电极之间电压、第二晶体管t2的发射集与集电极之间电压降低或升高，从而使信号输出端电压升高或是降低，进而达到稳压的效果。

优选地，二极管d1、二极管d2均为稳压二极管。

进一步地，将信号稳压放大电路中电阻r4设计为可变电阻，通过改变电阻r4的电阻阻值，可以调节信号稳压放大电路中稳压效果。

具体地，通过在信号稳压放大电路中设计电阻r4为可变电阻，通过调节可变电阻r4的阻值而改变第三晶体管t3、第四晶体管t4基极的偏置电压，进而快速调节信号稳压放大电路的输出电压，具有很好的实用价值。

本实施例提供的信号稳压放大电路，通过将红外检测器检测到的信号进行稳压、放大处理，将该放大稳定的信号输入单片机，提高了单片机处理能力。

进一步地，信号延时保护电路包括电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、第五晶体管t5、第六晶体管t6、第七晶体管t7、第八晶体管t8、电容c3、电容c4、第三二极管d3、第四二极管d4、第五二极管d5、第六二极管d6，其中，电源与第三二极管d3正极、第四二极管d4正极连接，电容c3一端与第五二极管d5正极、电阻r5一端、第三二极管d3负极、第四二极管d4负极连接，第五二极管d5负极与电源vdd、电阻r6一端连接，电阻r6另一端与第六晶体管t6第二端、电容c4一端、电阻r7一端、第六二极管d6正极连接，电阻r7另一端与电阻r9一端、第七晶体管t7第一端连接，电阻r5另一端与第五晶体管t5第一端连接，第五晶体管t5第二端与第六晶体管t6第一端连接，第六二极管d6负极与电阻r8一端连接，电阻r8另一端与单片机连接、第八晶体管t8第二端连接，第八晶体管t8第一端与第七晶体管t7第二端连接，电容c3另一端、第五晶体管t5第三端、第六晶体管t6第三端、第七晶体管t7第三端、第八晶体管t8第三端、电阻r9另一端均接地。

优选地，信号延时保护电路中第五晶体管t5、第六晶体管t6、第七晶体管t7、第八晶体管t8均为三极管。

其中，第三二极管d3、第四二极管d4并联，当电源出现反接、短路、接错的时候，第三二极管d3、第四二极管d4反向截止，会自动切断电源的输入信号与后续电路的流通回路，对后续电路起到很好的保护作用。本实施例信号保护电路不局限于以上举例。

进一步地，信号延时保护电路中，电阻r5、电阻r6、第五晶体管t5、第六晶体管t6、电容c3、第五二极管d5组成第一级延时电路，电阻r7、电阻r8、第七晶体管t7、第八晶体管t8、电容c4、第六二极管d6组成二级延时电路。延时电路工作中：第一级延时电路中，电阻r5给电容c3充电，直到第五晶体管t5基极、第六晶体管t6基极导通；第二级延时电路中，同理，电阻r7给电容c4充电，直至第七晶体管t7基极、第八晶体管t8基极导通，led灯才工作，起到延时的作用。

进一步地，信号延时保护电路中，第五晶体管t5、第六晶体管t6组成信号延时电路的第一级放大电路结构，第七晶体管t7、第八晶体管t8组成信号延时保护电路的第二级放大电路结构。因为三极管本身具有放大电流的效果，则第五晶体管t5、第六晶体管t6、第七晶体管t7、第八晶体管t8使信号延时保护电路中输出电流增加，提高电路的带负载能力。本实施例中，第五晶体管t5与第六晶体管t6之间、第七晶体管t7与第八晶体管t8之间分别采用达林顿的连接方式，达林顿连接方式使得三极管的放大倍数是两只三极管放大倍数的乘积，从而提高电路的电流增益放大，也就是提高了第五晶体管t5、第六晶体管t6、第七晶体管t7、第八晶体管t8的导通电压，第五晶体管t5、第六晶体管t6、第七晶体管t7、第八晶体管t8导通后led灯才工作，从而起到了延时的作用。

其中，信号延时保护电路中第第五晶体管t5、第六晶体管t6、第七晶体管t7、第八晶体管t8的第一端均为三极管的基极，第五晶体管t5、第六晶体管t6、第七晶体管t7、第八晶体管t8的第二端均为三极管的集电极，第五晶体管t5、第六晶体管t6、第七晶体管t7、第八晶体管t8的第三端为三极管的发射极。

进一步地，信号延时保护电路中第五二极管d5、第六二极管d6可以加快电容c3和电容c4的放电速度。本实施例中，第五二极管d5、第六二极管d6也可以是稳压二极管，当第五二极管d5、第六二极管d6为稳压二极管时，第五晶体管t5、第六晶体管t6、第七晶体管t7、第八晶体管t8基极的导通电压相对提高，第一晶体管t1、第二晶体管t2基极提高的导通电压值为第五二极管d5的稳压值，第三晶体管t3、第四晶体管t4基极提高的导通电压值为第六二极管d6的稳压值，从而对电路起到延时的作用。

优选地，第五二极管d5、第六二极管d6均为稳压二极管。

进一步地，信号延时保护电路中，将电阻r7设计为可变电阻，通过改变电阻r7的电阻阻值，可以调节延时保护电路中延时效果。

具体地，通过在信号延时保护电路中设计电阻r7为可变电阻，通过调节可变电阻r7的阻值而改变第七晶体管t7、第八晶体管t8基极的导通电压基极的导通电压，进而起到延时的作用，具有很好的实用价值。

本实施例通过在单片机与供电电源之间加入信号延时保护电路，使电源可以给单片提供稳定的电压，以及应对电源启动中电源信号突然增加可能对后续电路带来的烧损隐患；本实施例电路设计简单，避免了目前工艺复杂的信号延时保护电路，降低了成本。

其中，led灯亮度采集处理单元中的led灯亮度采集采用的是亮度传感器，该亮度传感器对led灯使用范围内的亮度信息进行采集，并与led灯亮度采集处理单元中的预设亮度阈值进行比较，判断是否需要点亮led灯，然后将结果输给单片机，单片机根据led灯亮度采集处理单元的输出来控制是否输出电流给led灯。当亮度采集器采集到的亮度信息大于预设亮度阈值时，led灯亮度采集处理单元输出不需要点亮led灯信号给单片机，单片机不输出控制电流给led灯，led灯不会被点亮；当亮度采集器采集到的亮度信息小于预设亮度阈值时，led灯亮度采集处理单元输出需要点亮led灯信号给单片机，单片机输出控制电流给led灯，led灯被点亮。

进一步地，当单片机输出控制电流给led灯，将led灯点亮后不需要继续进行亮度信息采集，当红外检测器检测到人不在led灯使用范围后，将该不需要点亮led灯的信号输给单片机，单片机不再输出控制电流给led灯，此时，led灯给关闭。

优选地，亮度传感器型号为apds-9002。

本实施例通过led灯亮度采集处理单元采集led灯亮度信息，进而控制单片机是否输出控制电流点亮led灯，根据人是否在led灯使用范围，控制led灯的电亮与关闭，起到节能效果。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。