隧道灯智能模拟控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及照明控制领域，具体涉及隧道灯智能模拟控制器。
【背景技术】
[0002]隧道灯控制器是为隧道照明而设计的智能开关装置。安装隧道灯控制器后，可使巡道人员在良好的照明状态下工作，同时有效地避免长明灯，节约电能。现有的隧道灯控制器，一般包括电源模块、微控制器MCU模块、调光模块、4-20MA电流转DC0-5V电压模块、市电掉电检测模块、继电器控制模块、时钟模块、MAX485通信模块和液晶屏显示模块。由电源模块为整个控制器供电；微控制器MCU模块分别与4-20MA电流转DC0-5V电压模块、市电掉电检测模块、时钟模块、MAX485通信模块和液晶屏显示模块进行双向连接；调光模块和继电器控制模块分别连接于微控制器MCU模块的相应输出端。
[0003]其中，4-20MA电流转DC0-5V电压模块的作用是将光照传感器的照度转化而来的4-20MA的电流转化为DC0-5V电压。调光模块的作用是将微控制器MCU模块输出的PWM波信号转化为0-10V电压信号。但这种隧道灯控制器，4-20MA电流转DC0-5V电压模块中存在如下问题:(I)模块中仅仅使用一个取样电阻，把电流转换成电压，取样电阻可以根据公式R=U/I求出，这种方式虽然简单，但存在缺陷，由于输入的电流是4-20Ma，所以输出不可能有0V，因此达不到0-5V的要求；(2)有些是使用集成IC芯片，直接把4-20mA转为0-5V，不过成本非常高。调光模块存在如下问题=O-1OV调光，大部分都是使用模拟电路调光，即通过调节电阻的阻值，使输出的电压发生变化，模拟调光的输出调光精度比较低。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种隧道灯智能模拟控制器，其可以成本较低的方式实现4-20MA电流转DC0-5V电压模块0-5V的输出要求，而且，调光模块的输出调光精度比较高。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
隧道灯智能模拟控制器，电源模块、微控制器MCU模块、调光模块、4-20MA电流转DC0-5V电压模块、市电掉电检测模块、继电器控制模块、时钟模块、MAX485通信模块和液晶屏显示模块。由电源模块为整个控制器供电；微控制器MCU模块分别与4-20MA电流转DC0-5V电压模块、市电掉电检测模块、时钟模块、MAX485通信模块和液晶屏显示模块进行双向连接；调光模块和继电器控制模块分别连接于微控制器MCU模块的相应输出端；
4-20MA电流转直流0-5V电压模块由VCC电源、放大器Ul、稳压管U2和电阻R1-R6组成，其中，R6的阻值为250 Ω，VCC电源为DC9V电压，稳压管U2与电阻R3、R4、R5构成降压电路，把VCC电源的DC9V电压转化为DC5V电压，DC5V电压经过电阻Rl与放大器Ul的输入端的负极连接，光照度传感器Il输出的4-20MA电流与放大器Ul的输入端的正极连接，电阻R2作为反馈电阻，与放大器Ul的输出端和输入端的负极连接，放大器Ul输出的0-5V电压连接到微控制器MCU模块的ADC端口 ；
调光模块包括光耦U15、三极管Q2和电压集成放大器U6，微控制器MCU模块的PWMO 口输出0-5V的PWM波信号，经过光耦U15隔离，转换为0-3.3V的PWM波信号，PWM波经过三极管Q2放大，经过依次相串接的电阻R30和R31输入到电压集成放大器U6，电容C32、C33并联于电阻R31的两端，电容C35连接在电压集成放大器U6的第8脚，电阻R32、R33与电压集成放大器U6的第6脚连接，电阻R33的另一脚和电容C34连接到电压集成放大器U6的第7脚，电阻R32另一端和电容C34另一端连接到接地端，由电阻R32、R33决定调光模块的电压放大倍数。
[0006]上述微控制器MCU模块采用新唐的NUC100系列的单片机。
[0007]采用上述方案后，本发明的隧道灯智能模拟控制器，4-20MA电流转直流0-5V电压模块只由6个电阻、I个可调稳压三极管TL431，放大器LM358组成，这些元件都非常便宜，因此成本很低。如果输入是4mA的电流，对应输出为0V,如果输入是20mA，对应输出为5V，输入电流与输出电压成正比关系，可实现4-20MA电流转DC0-5V电压模块0-5V的输出要求。当光照度传感器输出4mA电流时，由于R6的阻值为250 Ω，因此输入到放大器Ul的正向电压为IV，与负相电压相抵消，因此输出为0V，当光照度传感器输出大于4mA电流时，放大器Ul作为跟随器，输出对应的电压，因此，调光模块的输出调光精度比较高。
【附图说明】
[0008]图1为本发明的系统框图；
图2为图1中电源模块的电路原理图；
图3为图1中微控制器MCU模块的管脚功能分布示意图；
图4为图1中4-20MA电流转DC0-5V电压模块的电路原理图；
图5为图1中调光模块的电路原理图；
图6为图1中继电器控制模块的电路原理图；
图7为图1中市电掉电检测模块的电路原理图；
图8为图1中MAX485通信模块的电路原理图；
图9为图1中时钟模块的电路原理图。
【具体实施方式】
[0009]本发明的隧道灯智能模拟控制器，如图1所示，包括电源模块1、微控制器MCU模块2、调光模块3、4-20MA电流转DC0-5V电压模块4、市电掉电检测模块5、继电器控制模块6、时钟模块7、MAX485通信模块8和液晶屏显示模块9。由电源模块I为整个控制器供电；微控制器MCU模块2分别与4-20MA电流转DC0-5V电压模块4、市电掉电检测模块5、时钟模块7、MAX485通信模块8和液晶屏显示模块9进行双向连接；调光模块3和继电器控制模块6分别连接于微控制器MCU模块2的相应输出端。
[0010]如图2所示，电源模块I分为四部分，第一部分为:经过稳压模块U5将市电AC220V转为直流电压15V ;第二部分为:将15V经过稳压模块UM4 (L78M12)转化为12V ;第三部分为:将12V经过稳压模块UM5 (L78M05)转化为5V ;第四部分为:将5V经过稳压模块UM13(SPX1117M3-3.3)转化为 3.3V。
[0011]微控制器MCU模块2采用新唐的NUC100系列的单片机，NUC100系列内嵌Cortex-MO核，最高频率可达到50MHZ，具有32K字节的Flash存储器，4K字节的SRAM和4K字节用于存储ISP引导代码的ROM，具有非常丰富的外设，如GP1 口、定时器、I2C、PWM定时器、UART、SP1、看门狗定时器、RTC、ADC、PDMA等。
[0012]如图3所示，微控制器MCU模块2的第25、26、27、28脚输出PWM信号，控制调光模块3，第4、21、23、24脚分别控制继电器控制模块6的4路继电器的开关，第6、7脚与时钟模块7 (DS1307)连接，第37、38、39、41脚连接按键，其余的管脚作用如图3所示。
[0013]如图4所示，4-20MA电流转直流0-5V电压模块4由VCC电源、放大器Ul、稳压管U2和电阻R1-R6组成，用以把光