CN110650570A - 带电量检测的智能led灯控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带电量检测的智能LED灯控制***，包括与负载连接的电流取样模块、电压取样模块、单相电能计量处理器、耦合电路、核心处理器、与核心处理器连接的通讯模块、与核心处理器连接的LED数码管和PWM控制信号输出模块，核心处理器与单相电能计量处理器连接，电路取样模块和电压取样模块均与单相电能计量处理器连接，单相电能计量处理器经耦合电路与核心处理器连接，PWM控制信号输出模块与核心处理器连接。本发明，能够实时统计所负载的LED灯具用电总量，采用5V或12V的脉冲控制PWM输出的占空比来控制LED灯驱动的电流输出大小从而控制LED灯具的亮度，更节能。
Description
技术领域
本发明属于LED灯控制技术领域，尤其涉及一种带电量检测的智能LED灯控制***。
背景技术
目前，市面上的节能灯控***都是采用时钟、光敏、红外、声控、电阻分压手动调节开关进行调光和控制，未能达到全自动控制，实现LED照明二次节能最大化的目的。
因此，现有技术有待于改善。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种带电量检测的智能LED灯控制***，旨在解决背景技术中所提及的技术问题，可实时统计所负载的LED灯具用电总量，采用5V或12V的脉冲控制PWM输出的占空比来控制LED灯具驱动的电流输出大小从而控制LED灯的亮度。
本发明的一种带电量检测的智能LED灯控制***，包括与负载连接的电流取样模块、电压取样模块、单相电能计量处理器、耦合电路、核心处理器、与核心处理器连接的通讯模块、与核心处理器连接的LED数码管和PWM控制信号输出模块，核心处理器与单相电能计量处理器连接，电路取样模块和电压取样模块均与单相电能计量处理器连接，单相电能计量处理器经耦合电路与核心处理器连接，PWM控制信号输出模块与核心处理器连接。
优选地，PWM控制信号输出模块包括第五十二电阻、第五十三电阻、第一三极管、第五十电阻和第五十一电阻，第一三极管的基极同时与第五十电阻一端和第五十一电阻一端连接，第五十电阻另一端同时与核心处理器的第四插脚和第五插脚连接，第一三极管的发射极同时与第五十一电阻另一端和地连接，第一三极管的集电极同时与第五十二电阻一端和第五十三电阻一端。
优选地，电压取样模块包括第五十八电阻、第五十九电阻、第六十电阻、第六十一电阻、第六十二电阻、第六十三电阻、第六十四电阻和第四十一电容，第五十八电阻一端与负载连接，另一端经第五十九电阻与第六十电阻一端连接，第六十电阻另一端经第六十一电阻与第六十二电阻一端连接，第六十二电阻另一端经第六十三电阻同时与第六十四电阻一端、第四十一电容一端和单相电能计量处理器的第二插脚连接，第六十四电阻另一端同时与第四十一电容另一端和地连接。
优选地，单相电能计量处理器的型号为HT7017。
优选地，电流取样模块包括第五十五电阻、第四十六电阻、第五十六电阻、第三十七电容和第三十八电容，第五十五电阻一端同时与负载、第四十六电阻一端和第五十六电阻一端连接，另一端同时与第一百电阻一端和第五十七电阻一端连接，第一百电阻另一端同时与第四十六电阻另一端、第三十七电容一端和第三十八电容一端连接，第三十七电容另一端同时与第五十六电阻另一端和单相电能计量处理器的第五插脚连接，第三十八电容另一端同时与第五十七电阻另一端和单相电能计量处理器的第六插脚连接。
优选地，耦合电路包括第一光电隔离芯片、第二光电隔离芯片、第三光电隔离芯片和第四光电隔离芯片，第一光电隔离芯片一端与单相电能计量处理器的第十五插脚连接，另一端与核心处理器的第四十六插脚连接，第二光电隔离芯片一端与单相电能计量处理器的第十四插脚连接，另一端与核心处理器的第三十五插脚连接，第三光电隔离芯片一端与单相电能计量处理器的第十插脚连接，另一端与核心处理器的第三十四插脚连接，第四光电隔离芯片的第三插脚同时与第七十七电阻一端和第七十八电阻一端连接，第七十七电阻另一端与LED灯连接，第四光电隔离芯片的第二插脚与单相电能计量处理器的第九插脚连接。
优选地，通讯模块包括RS485上行通讯模块和RS485下行通讯模块。
优选地，还包括与核心处理器连接的磁保继电器模块。
本发明的带电量检测的智能LED灯控制***，有益效果如下：可实时统计所负载的LED灯具用电总量，采用5V或12V的脉冲控制PWM输出的占空比来控制LED灯具驱动的电流输出大小从而控制LED灯具的亮度，适用性高。
附图说明
图1为本发明带电量检测的智能LED灯控制***的原理框图；
图2为本发明带电量检测的智能LED灯控制***中PWM控制信号输出模块和核心处理器的电路连接示意图；
图3本发明带电量检测的智能LED灯控制***中电流取样模块、电压取样模块、单相电能计量处理器之间的电路连接示意图；
图4本发明带电量检测的智能LED灯控制***中单相电能计量处理器、耦合电路、核心处理器之间的电路连接示意图；
图5本发明带电量检测的智能LED灯控制***中磁保继电器模块和核心处理器之间的电路连接示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。需要注意的是，相关术语如“第一”、“第二”等可以用于描述各种组件，但是这些术语并不限制该组件。这些术语仅用于区分一个组件和另一组件。例如，不脱离本发明的范围，第一组件可以被称为第二组件，并且第二组件类似地也可以被称为第一组件。术语“和/或”是指相关项和描述项的任何一个或多个的组合。
如图1所示，图1为本发明带电量检测的智能LED灯控制***的原理框图。
本发明的一种带电量检测的智能LED灯控制***，包括与负载10连接的电流取样模块11、电压取样模块12、单相电能计量处理器13、耦合电路14、核心处理器15、与核心处理器连接的通讯模块16、与核心处理器连接的LED数码管18和PWM控制信号输出模块17，核心处理器与单相电能计量处理器连接，电路取样模块和电压取样模块均与单相电能计量处理器连接，单相电能计量处理器经耦合电路与核心处理器连接，PWM控制信号输出模块与核心处理器连接。本发明的带电量检测的智能LED灯控制***，应用于灯具内，有益效果如下：可实时统计所负载的LED灯具用电总量，采用5V或12V的脉宽控制PWM输出的占空比来控制LED灯驱动的电流输出大小从而控制LED灯具的亮度，适用性高，LED灯具与负载连接。
如图2所示，图2为本发明带电量检测的智能LED灯控制***中PWM控制信号输出模块和核心处理器的电路连接示意图。PWM控制信号输出模块包括第五十二电阻R52、第五十三电阻R53、第一三极管Q1、第五十电阻R50和第五十一电阻R51，第一三极管Q1的基极同时与第五十电阻一端和第五十一电阻一端连接，第五十电阻另一端同时与核心处理器的第四插脚PA11/SCL1和第五插脚PA10/SDA1连接，第一三极管的发射极同时与第五十一电阻另一端和地连接，第一三极管的集电极同时与第五十二电阻一端和第五十三电阻一端；核心处理器的型号为M0518LXXAE；本优选实施例子对于PWM控制信号输出模块进行具体电路限定，以实现以下原理：PWM调光信号输出是核心处理器接收到管理中心、光照仪、红外人体检测仪、无线调光控制器发送的调光指令后的调光占空比输出，用来控制具有PWM调光控制功能的LED灯驱动的电流和电压输出，从而控制LED数码管的亮度，改变照明环境的照度。PWM调光信号可以是12V也可以是5V 。
如图3所示，图3本发明带电量检测的智能LED灯控制***中电流取样模块、电压取样模块、单相电能计量处理器之间的电路连接示意图；电压取样模块包括第五十八电阻R58、第五十九电阻R59、第六十电阻R60、第六十一电阻R61、第六十二电阻R62、第六十三电阻R63、第六十四电阻R64和第四十一电容C41，第五十八电阻一端与负载连接，另一端经第五十九电阻与第六十电阻一端连接，第六十电阻另一端经第六十一电阻与第六十二电阻一端连接，第六十二电阻另一端经第六十三电阻同时与第六十四电阻一端、第四十一电容一端和单相电能计量处理器的第二插脚连接，第六十四电阻另一端同时与第四十一电容另一端和地连接。优选地，单相电能计量处理器的型号为HT7017。优选地，电流取样模块包括第五十五电阻R55、第四十六电阻R46、第五十六电阻R56、第三十七电容C37和第三十八电容C38，第五十五电阻一端同时与负载、第四十六电阻一端和第五十六电阻一端连接，另一端同时与第一百电阻R100一端和第五十七电阻R57一端连接，第一百电阻另一端同时与第四十六电阻另一端、第三十七电容一端和第三十八电容一端连接，第三十七电容另一端同时与第五十六电阻另一端和单相电能计量处理器的第五插脚V1P连接，第三十八电容另一端同时与第五十七电阻另一端和单相电能计量处理器的第六插脚V1N连接。上述优选实施例对于电流取样模块、电压取样模块进行具体电路限定，以实现对于负载所输出的电流的获取；以实现对于负载所输出的电压的获取。具体地，电流和电压取样电路对电流和电压进行测量，并把数值输送给电能计量处理器对用电功率进行计算，计算后的功率数据及实时电流和电压值通过耦合电路发送给核心处理器，核心处理器在接收到数据以后通过RS485上行通讯发送给上行管理电脑进行数据汇总和存储并生成报表。
如图4所示，优选地，耦合电路包括第一光电隔离芯片、第二光电隔离芯片、第三光电隔离芯片和第四光电隔离芯片，第一光电隔离芯片一端与单相电能计量处理器的第十五插脚RST连接，另一端与核心处理器的第四十六插脚nRST连接，第二光电隔离芯片一端与单相电能计量处理器的第十四插脚DVDD连接，另一端与核心处理器的第三十五插脚连接，第三光电隔离芯片一端与单相电能计量处理器的第十插脚RX连接，另一端与核心处理器的第三十四插脚TXD3连接，第四光电隔离芯片的第三插脚同时与第七十七电阻一端和第七十八电阻一端连接，第七十七电阻另一端与LED灯LD1连接，第四光电隔离芯片的第二插脚与单相电能计量处理器的第九插脚PF连接。耦合电路是对电量计量处理器与核心处理器的通讯进行隔离，防止高压电对核心处理器进行干扰，保护和防止损坏核心处理器。优选地，通讯模块包括RS485上行通讯模块和RS485下行通讯模块，RS485上行通讯模块和RS485下行通讯模块均为现有的电路模块，其功能是实现与电脑端之间通讯连接。RS485上行通讯是智能LED调光控制***与上端的智能网关、区域主机和服务器通讯的主要接口，用来上传数据和接收来时服务器的所有控制指令。RS485下行通讯是智能LED调光控制***与终端检测设备如光照度检测仪、红外人体检测仪、消防联动模块的通讯接口，用来传输环境检测数据，以实现智能LED调光控制***对灯具的精准调光和开关控制。其中，LED灯LD1和LED数码管18均为指示灯，起指示作用。
如图5所示，优选地，还包括与核心处理器连接的磁保持继电器模块； 磁保持继电器用来控制LED灯驱动电源的通断电，受核心处理器的控制。当***过流、消防报警、远程开光控制、无线开光控制均会引起磁保持继电器相应的闭合和断开动作。磁保持继电器的3、4脚为常开输出控制，控制220V电源的通断，5脚接入DC12V电源，1脚与第四三极管Q4的集电极相连，第四三极管Q4的发射极直接与地相连，第四三极管Q4的基极同时与第九十八电阻R98一端和第九十九电阻R99的一端相连，R98的另一端与核心处理器M0518的24脚相连实现输出信号控制，第九十九电阻R99的另一端与地相连；2脚与第三三极管Q3的集电极相连，三极管Q3的发射极直接与地相连，三极管Q3的基极与电阻R96、R97的一端相连，第九十六电阻R96的另一端与核心处理器M0518的23脚相连实现输出信号控制，第九十七电阻R97的另一端与地相连。
本发明克服了市面上照明控制***使用的不方便性和节能效果不明显性，本发明利用网络平台技术、远程控制技术、自动逻辑判断技术，光照度检测技术、人体存在检测技术与时间控制的有机结合，有效的实现了远程开关灯和灯光自动控制，在LED节能灯的基础上，通过照明规则设置和自动控制实现二次节能，避免了长明灯，能做到人离关灯、日照强的时候自动调光和关灯等自动控制，提高了办公大楼和物业管理的时效性，提高了工作效率，降低人力成本。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种带电量检测的智能LED灯控制***，其特征在于，包括与负载连接的电流取样模块、电压取样模块、单相电能计量处理器、耦合电路、核心处理器、与核心处理器连接的通讯模块、与核心处理器连接的LED数码管和PWM控制信号输出模块，核心处理器与单相电能计量处理器连接，电路取样模块和电压取样模块均与单相电能计量处理器连接，单相电能计量处理器经耦合电路与核心处理器连接，PWM控制信号输出模块与核心处理器连接。
2.如权利要求1所述带电量检测的智能LED灯控制***，其特征在于，PWM控制信号输出模块包括第五十二电阻、第五十三电阻、第一三极管、第五十电阻和第五十一电阻，第一三极管的基极同时与第五十电阻一端和第五十一电阻一端连接，第五十电阻另一端同时与核心处理器的第四插脚和第五插脚连接，第一三极管的发射极同时与第五十一电阻另一端和地连接，第一三极管的集电极同时与第五十二电阻一端和第五十三电阻一端。
3.如权利要求1所述带电量检测的智能LED灯控制***，其特征在于，电压取样模块包括第五十八电阻、第五十九电阻、第六十电阻、第六十一电阻、第六十二电阻、第六十三电阻、第六十四电阻和第四十一电容，第五十八电阻一端与负载连接，另一端经第五十九电阻与第六十电阻一端连接，第六十电阻另一端经第六十一电阻与第六十二电阻一端连接，第六十二电阻另一端经第六十三电阻同时与第六十四电阻一端、第四十一电容一端和单相电能计量处理器的第二插脚连接，第六十四电阻另一端同时与第四十一电容另一端和地连接。
4.如权利要求1所述带电量检测的智能LED灯控制***，其特征在于，单相电能计量处理器的型号为HT7017。
5.如权利要求1所述带电量检测的智能LED灯控制***，其特征在于，电流取样模块包括第五十五电阻、第四十六电阻、第五十六电阻、第三十七电容和第三十八电容，第五十五电阻一端同时与负载、第四十六电阻一端和第五十六电阻一端连接，另一端同时与第一百电阻一端和第五十七电阻一端连接，第一百电阻另一端同时与第四十六电阻另一端、第三十七电容一端和第三十八电容一端连接，第三十七电容另一端同时与第五十六电阻另一端和单相电能计量处理器的第五插脚连接，第三十八电容另一端同时与第五十七电阻另一端和单相电能计量处理器的第六插脚连接。
6.如权利要求1所述带电量检测的智能LED灯控制***，其特征在于，耦合电路包括第一光电隔离芯片、第二光电隔离芯片、第三光电隔离芯片和第四光电隔离芯片，第一光电隔离芯片一端与单相电能计量处理器的第十五插脚连接，另一端与核心处理器的第四十六插脚连接，第二光电隔离芯片一端与单相电能计量处理器的第十四插脚连接，另一端与核心处理器的第三十五插脚连接，第三光电隔离芯片一端与单相电能计量处理器的第十插脚连接，另一端与核心处理器的第三十四插脚连接，第四光电隔离芯片的第三插脚同时与第七十七电阻一端和第七十八电阻一端连接，第七十七电阻另一端与LED灯连接，第四光电隔离芯片的第二插脚与单相电能计量处理器的第九插脚连接。
7.如权利要求1所述带电量检测的智能LED灯控制***，其特征在于，通讯模块包括RS485上行通讯模块和RS485下行通讯模块。
8.如权利要求1所述带电量检测的智能LED灯控制***，其特征在于，还包括与核心处理器连接的磁保持继电器模块。
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