专利名称：一种照明自动控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电技术领域，特别涉及一种照明自动控制装置。
背景技术：
电与人们的生产、生活息息相关。 经过长期的实践，人们已能利用电能在晚上或天气昏暗时进行照明。一般情况下，照明系统处于关闭状态。当人们需要照明时，通过人工触发照明系统的开关，接通照明电路，照明装置进行工作实现照明。照明系统的开关包括多种具体实现形式，比如手拉式开关、触点式开关、声控式开关等，这些开关借助于人施加的物理作用力或以人声作为触发媒介触发开关接通电路。然而，这些开关开启或关闭照明系统的方式较多地适用于室内有人控制的情况，人可以主动开启或关闭照明，对于在室外环境或公共照明的情形下，比如，仅在有人经过才需要开启的路灯、楼道等，并不适合采用上述方式对于触点式照明，由于必须以物理作用力才能开启或关闭照明，给人们带来不便，开启后也常容易忘记关闭，导致电能损耗；对于声控式照明，人们通常不能较为准确地知道开启照明需要的声音分贝，过小无法开启照明，过大则干扰其他人，而在室外环境下，声音嘈杂更是无法实现有效的照明开启。因此，现有照明系统不能较好地满足现实需要。
实用新型内容有鉴于现有技术不能较好地兼顾室内或室外公共照明的问题，本实用新型提供了一种照明自动控制装置，通过该装置既可提供室内公共照明，又可满足室外公共照明的需要。本实用新型提供的照明自动控制装置包括用于感应目标物的传感器、微控制器和继电器，以及包含阻值随光照强度变化的光敏电阻元件的光敏电阻模块，所述微控制器分别与传感器、继电器和光敏电阻模块连接，所述继电器与照明装置连接，其中所述微控制器包括第一通信单元、第二通信单元和控制单元，所述第一通信单元用于接收传感器感应到目标物后发送的电信号，所述第二通信单元用于接收光敏电阻模块发送的反映光敏电阻阻值变化的电信号，所述控制单元用于根据第一通信单元和第二通信单元接收到的电信号控制继电器导通或断开，以开启或关闭照明装置。优选地，所述传感器包括菲涅尔透镜系统和两个极化方向相反的电热释单元，其中所述菲涅尔透镜系统包括多个透镜单元，相邻透镜单元的透镜视场相隔一个盲区，目标物在菲涅尔透镜系统视域内移动产生断续透射信号；所述传感器根据两个电热释单元接收到的断续透射信号强度的不同形成电信号，并将该电信号发送给微控制器。优选地，所述微控制器的控制单元包括运算放大器、双向鉴幅器和与门电路，其中[0011]所述运算放大器与双向鉴幅器连接，用于将第一通信单元接收到的传感器的电信号进行放大，并将放大后的信号发送给双向鉴幅器；所述双向鉴幅器与与门电路连接，用于从放大后的信号中鉴别出触发信号，并将该触发信号发送到与门电路；所述与门电路，用于将第二通信单元接收到的光敏电阻模块的电信号和所述触发信号进行与运算，并将运算结果输出以控制继电器导通或断开。进一步优选地，所述微控制器的控制单元还包括状态控制器、延迟时间定时器和封锁时间定时器，所述状态控制器分别与延迟时间定时器、封锁时间定时器连接，则所述与门电路通过状态控制器与继电器连接。优选地，所述装置包括电源模块，该电源模块包括稳压电路、与稳压电路连接的输入滤波电容元件和与稳压电路连接的电感元件，以及与电感元件成η型连接的二极管和输出滤波电容兀件。 优选地，所述装置的传感器包括多个，则所述微控制器的第一通信单元还包括或门电路，用于对多个传感器的电信号进行逻辑或操作。本实用新型实施例提供的照明自动控制装置通过传感器感应目标物的存在，在感应到目标物后通过微控制器的控制单元控制继电器导通或断开，从而开启或关闭照明装置。与现有技术相比，由于本实用新型实施例不依赖于物理作用力或借助人声，而只要有目标物出现或离开，即可自动开启或关闭照明系统，避免人为进行额外操作，满足了方便的需求。此外，本申请实施例还包含随光照强度变化的光敏电阻元件，从而可根据外界光线的强弱实现照明装置的开启或关闭，特别适合于室外环境的应用。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本实用新型实施例的结构框图；图2为本实用新型实施例的控制单元的一种电路结构图；图3为本实用新型实施例的电源模块的一种电路结构图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，
以下结合附图和具体实施方式
对本申请作进一步详细的说明。实施例一[0025]参见图1，该图示出了本实用新型一个实施例的照明自动控制装置的组成结构框图。该警示装置包括用于感应目标物的传感器101、微控制器102和继电器103，以及包含阻值随光照强度变化的光敏电阻元件的光敏电阻模块104，微控制器102分别与传感器101、继电器103和光敏电阻模块104连接，继电器103与照明装置连接，其中微控制器102包括第一通信单元1021、第二通信单元1022和控制单元1023，第一通信单元1021用于接收传感器感应到目标物后发送的电信号，第二通信单元1022用于接收光敏电阻模块发送的反映光敏电阻阻值变化的电信号，控制单元1023用于根据第一通信单元和第二通信单元接收到的电信号控制继电器导通或断开，以开启或关闭照明装置。继电器103是一种具有隔离功能的自动开关元件，它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)之间的互动关系，其工作原理的实质是用小电流去控制大电流运作以实现电路接通或断开的目的。该装置实施例的工作原理是当有目标物进入传感器的感应范围时，传感器检测到目标物的存在，产生电感应信号(比如高电平)发送给微控制器，微控制器的第一通信单元接收传感器感应到目标物发送的电信号后，将该信号发送给微控制器的控制单元，同时，光敏电阻模块根据光照强度情况将光敏电阻的阻值变化情况发送给微控制器，微控制器的第二通信单元接收到反映光敏电阻阻值变化的电信号后，将该信号发送给微控制器的控制单元，由控制单元根据第一通信单元和第二通信单元接收到的电信号控制继电器导通，从而开启照明装置。基于类似的道理，当目标物离开感应器的感应范围时，传刚器检测到目标物不存在，形成电信号(比如低电平)给微控制器，由微控制器控制继电器断开，从而关闭照明装置。本实施例提供的照明自动控制装置通过传感器感应目标物的存在，在感应到目标物后通过微控制器的控制单元控制继电器导通或断开，从而开启或关闭照明装置。与现有技术相比，由于本实施例不依赖于物理作用力或借助人声，而只要有目标物出现或离开，即可自动开启或关闭照明系统，避免人为进行额外操作，满足了方便的需求。此外，本实施例还包含随光照强度变化的光敏电阻元件，从而可根据外界光线的强弱实现照明装置的开启或关闭，特别适合于室外环境的应用。需要说明的是由于照明装置既存在于室内，也存在于室外，因此，本实施例所述的“目标物”可以是人，也可以是其他物体，比如车辆等物体。当人进入传感器感应范围时，传感器一旦检测到人体，则形成与该情形对应的电信号，并通过微控制器控制继电器导通从而开启照明装置。当车辆离开传感器的感应范围时，传感器检测不到物体继续存在，则形成与该情形对应的电信号，并通过微控制器控制继电器断开从而开启照明装置。实施例二为了更为详细地说明本发明的技术方案，
以下结合附图给出本申请实施例的第二实施例。本实施例的装置包括传感器、微控制器和继电器，以及光敏电阻模块和电源模块。各组成部件分别具有如下的结构本实施例的传感器由菲涅尔透镜系统和两个极化方向相反的电热释单元组成。菲涅尔透镜系统是一种精密的光学系统，通常用于与电热释单元配套使用。菲涅尔透镜系统包含多个透镜单元，每个透镜单元具有一个视场，相邻两个单元的透镜视场既然不连续，也不重叠，形成一个盲区。当热源(比如人)在透镜系统前运动时，从某一透镜单元的透镜视场进入，然后退出又进入到下一个透镜视场，由此出现一个接一个的断续的透射信号。根据实际应用需要，透镜单元的视场可进行不同的设置，比如，可以将警戒水平视场角设置为大于90° ,垂直视场角最大设置为90° ,作用距离设置为10-15m。电热释单兀，由于两个电热释元件极化方向正好相反，在没有目标物进入感应范围时，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同作用，使其产生的释电效应互相抵消，将不会输出需要的信号。一旦目标物进入感应区，目标物的红外辐射通过菲涅尔透镜系统的部分镜面聚焦，被两个电热释单元接收，但是两个电热释单元接收的热量不同、热释效果不同，不能相互抵消，从而输出需要的信号。参见图2，该图示出了本实施例的微控制器的控制单元的电路结构。该控制单元包括前置运算放大器OPl、二级运算放大器0P2、由第一电压比较器COPl和第二电压比较器C0P2以及或门电路Ul组成的双向鉴幅器、状态控制器、延迟时间定时器和封锁时间定时器等组成，它们之间的连接关系如图所示。此外，还包括与门电路U2。控制单元的工作过程是当红外感应单元(比如PIR)以非接触方式检测出来自人体的红外辐射并将其转换成电感应信号，该电感应信号通过输入微控制器的输入端口(IN+、IN-)被输入到前置运放大器0P1，经过前置运算放大器OPl放大后再通过电阻电容网络耦合到二级运算放大器0P2进行二次放大，将直流电位抬高为内置电压Vm后送到由第一电压比较器COPl、第二电压比较器C0P2以及或门电路Ul组成的双向鉴幅器，由双向鉴幅器从放大后的信号中检出有效触发信号Vs。在实际应用过程中，可将双向鉴幅器的内置电压Vh设置为O. 7VDD、'设置为
O.3Vdd,如果Vdd设置为5V，则可有效地抑制± IV范围内的噪声干扰。触发信号Vs通过状态控制器启动延时定时器或封锁时间控制器，同时输出高电平用于控制继电器。·光敏电阻模块包括光敏电阻元件和条件比较器C0P3 (本实施例中条件比较器集成在控制单元之中)，其主要作用在于实现对控制单元的“控制”，相当于控制单元的“开关”，当外界光线满足光照需求时，通过与门电路U2向控制单元发送封锁信号，禁止控制单元对继电器进行控制；当外界光线不能满足光照需求时，通过与门电路U2向控制单元发送开启信号，打开控制单元对继电器的控制功能。具体地，反映光敏电阻阻值的信号先输入条件比较器，当输入条件比较器的电压\小于内置电压\ (在实际应用过程中内置电压Vk可设置为O. 2Vdd)时，条件比较器输出低电平，封住有效触发信号Vs向下级递送；当输入条件比较器的电压\大于内置电压Vk时,条件比较器输出高电平,打开与门电路，有效触发信号Vs可向下级递送，这时触发信号Vs通过状态控制器启动延时定时器或封锁时间控制器，同时输出高电平用于控制继电器。光敏电阻模块需要说明的是通常情况下，为了节约材料和提供反映效率，可以不设置如上述微控制器中的状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间控制器等器件。但在实际应用过程中，为了更好地提高装置的性能，本发明可以优选设置如上的元器件。通过设置延迟定时器可为微控制器提供两种触发方式一是不可重复触发方式，该方式在感应输出高电平后，延时一段时间结束，输出的用于驱动继电器的电信号将自动从高电平变为低电平；一是可重复触发方式，该方式在感应输出高电平后，在延时时间段内，如果目标物在其感应范围内活动，输出的用于驱动继电器的电信号将一直保持高电平，直到目标物离开后才将高电平变为低电平，这两种触发方式可通过跳线进行选择。通过设置封锁时间控制器可使微控制器具有感应封锁时间，该封锁时间控制器可在感应输出后，紧跟设置一个封锁时间段(该时间段可在十分之一秒到几十秒范围内设置)，在此时间段内微控制器不接受任何感应信号。通过该项设置一方面可实现“感应输出时间”和“封锁时间”两者的间隔工作，使本申请实施例应用于间隔探测产品；另一方面可有效抑制负载切换时产生的各种干扰。参见图4，该图示出了本申请实施例的电源模块的电路结构。该电源模块包括包括稳压电路LM2596、与稳压电路连接的输入滤波电容Cin和与稳压电路连接的电感LI，以及与电感LI成“Ir型”连接的二极管Dl和输出滤波电容Cout (电感元件为π型的上横枝电路，二极管和输出滤波电容为π型的左右分枝电路)，在本实施例中，电源模块还包括一个指示电源亮灭的LED电路。具体应用中，各组成部分的可按照如下的方式进行选择对于电感LI的电阻值，可根据LM2596的输出电压、最大输入电压、最大负载电流等参数选择先依据如下公式计算出“电压·微秒常数(Ε · Τ)” E · T= (Vin-Vout) XVout/VinX 1000/f 上式中Vin为LM2596的最大输入电压，Vout为LM2596的输出电压，f为LM2596的工作振荡频率值(150kHz )。在“电压·微秒常数(Ε · T)”确定之后，参照数据手册所提供的相应的“电压·微秒常数(Ε · T)”和负载电流曲线，查找所需电感值。对于输入滤波电容和输出滤波电容的电容值输入滤波电容Cin —般应大于或等于IOOuF,安装时尽量靠近LM2596的输入引脚，其耐压值应与最大输入电压值相匹配；输出滤波电容Cout值可依据下式计算(单位uF)，其耐压值应大于额定输出电压的I. 5-2倍，对于5V电压输出而言，优选使用耐压值为16V的电容器Cout 彡 13300Vin/VoutXL上式中Vin为LM2596的最大输入电压，Vout为LM2596的输出电压，L为经计算并查表选出的电感LI的值，单位是uH。本实施例中，为减少电路板元件的高度，输入滤波电容Cin由三个电容组成，分别为C1、C2、C3 ;输出滤波电容Cout用C4表示。对于二极管的选择二极管Dl—般可使用1N582X系列的肖特基二极管，其额定电流值选择大于最大负载电流的I. 2倍，实际应用中考虑到负载短路的情况，二极管的额定电流值最好大于LM2596的最大电流限制。二极管Dl的反向电压选择大于最大输入电压的
I.25 倍。需要说明的是为简洁起见，本实施例的上述各类电路结构图中，根据实际需要和关注点的不同，未将有关芯片的全部引脚或有关电路的全部组件均予介绍，本领域普通技术人员结合上述电路公开的内容，应能知晓与其相关的部分。上述内容示例性给出了本申请的两个实施例，在实际应用过程中，基于上述实施例，本领域普通技术人员还可以作出一种或多种变形。比如根据实际需要，对上述实施例作出如下改进处理(I)将本申请实施例照明自动控制装置的各组成元器件集成为到一个或少量的电路板之中，这样可使警示装置的体积大为减小，既方便工人安装，又能节约成本，为该照明控制装置在室外环境中普及推广奠定了基础。(2)将本申请实施例警示装置整体置于封闭箱体内，从而实现防水、防潮、防尘，适应了室外环境的应用需要。[0051 ] ( 3 )本申请实施例警示装置的电源模块除可采用普通供电(干电池、蓄电池)外，还可采用光伏电池等利用太阳能的电源装置供给电源，这样减少了对普通电量的损耗，增强了警示装置实的使用寿命。(4)本申请对本发明的照明自动控制装置的外观形状、安装方式、传感器数量等均不限定。比如照明控制装置的外观可根据安装需要设置为长方体、正方体或圆柱体；传感器的数量可以包括多个，多个传感器设置于不同的方位，他们与一个或门电路连接(该电路可以设置在第一通信单元内部)，通过或门电路对多个传感器的电信号进行逻辑或运算，然后将运算结果由第一通信单元发送到微控制器，从而实现360度感应、无死区。以上所述的本实用新型实施方式，以及例示性的改进，并不构成对本实用新型保 护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
权利要求1.一种照明自动控制装置，其特征在于，该装置包括用于感应目标物的传感器、微控制器和继电器，以及包含阻值随光照强度变化的光敏电阻元件的光敏电阻模块，所述微控制器分别与传感器、继电器和光敏电阻模块连接，所述继电器与照明装置连接，其中 所述微控制器包括第一通信单元、第二通信单元和控制单元，所述第一通信单元用于接收传感器感应到目标物后发送的电信号，所述第二通信单元用于接收光敏电阻模块发送的反映光敏电阻阻值变化的电信号，所述控制单元用于根据第一通信单元和第二通信单元接收到的电信号控制继电器导通或断开，以开启或关闭照明装置。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述传感器包括菲涅尔透镜系统和两个极化方向相反的电热释单元，其中 所述菲涅尔透镜系统包括多个透镜单元，相邻透镜单元的透镜视场相隔一个盲区，目标物在菲涅尔透镜系统视域内移动产生断续透射信号； 所述传感器根据两个电热释单元接收到的断续透射信号强度的不同形成电信号，并将该电信号发送给微控制器。
3.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述微控制器的控制单元包括运算放大器、双向鉴幅器和与门电路，其中 所述运算放大器与双向鉴幅器连接，用于将第一通信单元接收到的传感器的电信号进行放大，并将放大后的信号发送给双向鉴幅器； 所述双向鉴幅器与与门电路连接，用于从放大后的信号中鉴别出触发信号，并将该触发信号发送到与门电路； 所述与门电路，用于将第二通信单元接收到的光敏电阻模块的电信号和所述触发信号进行与运算，并将运算结果输出以控制继电器导通或断开。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述微控制器的控制单元还包括状态控制器、延迟时间定时器和封锁时间定时器，所述状态控制器分别与延迟时间定时器、封锁时间定时器连接，则所述与门电路通过状态控制器与继电器连接。
5.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述装置包括电源模块，该电源模块包括稳压电路、与稳压电路连接的输入滤波电容元件和与稳压电路连接的电感元件，以及与电感元件成η型连接的二极管和输出滤波电容元件。
6.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述装置的传感器包括多个，则所述微控制器的第一通信单元还包括或门电路，用于对多个传感器的电信号进行逻辑或操作。
专利摘要本实用新型提供了一种照明自动控制装置。该装置包括用于感应目标物的传感器、微控制器和继电器，以及包含阻值随光照强度变化的光敏电阻元件的光敏电阻模块，微控制器分别与传感器、继电器和光敏电阻模块连接，继电器与照明装置连接，微控制器包括第一通信单元、第二通信单元和控制单元，控制单元根据第一通信单元和第二通信单元接收到的电信号控制继电器导通或断开，以开启或关闭照明装置。通过本实用新型的装置能较好地满足室内外公共照明的需要。
文档编号H05B37/02GK202750301SQ20122045539
公开日2013年2月20日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者韩春雷, 丁力, 王炜, 毛世炳, 陈水耀, 方云辉, 卿华, 俞文慧, 吴常旭, 张永 申请人:宁波电业局, 浙江省电力公司检修分公司, 国家电网公司