無(wú)極調(diào)光無(wú)線路燈控制器的制作方法

本實(shí)用新型涉及道路照明控制領(lǐng)域，特別是一種無(wú)極調(diào)光無(wú)線路燈控制器。

背景技術(shù)：

目前用于道路照明的路燈幾乎全部采用定時(shí)器回路進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制器，通過(guò)時(shí)控器控制路燈回路中的交流接觸器的分合實(shí)現(xiàn)路燈的開(kāi)關(guān)燈，不能實(shí)現(xiàn)任意單個(gè)路燈的開(kāi)和關(guān)；同時(shí)也不能實(shí)現(xiàn)某個(gè)路燈故障的檢測(cè)，路燈不亮后，需要通過(guò)人員巡查才能夠確定路燈已經(jīng)故障。

目前市面上的路燈控制器對(duì)路燈功率、電壓、電流進(jìn)行采樣，通常采用的較大體積的電流傳感器和電壓傳感器，因產(chǎn)品體積較大，導(dǎo)致產(chǎn)品不便于安裝到路燈燈頭或者路燈燈桿檢修孔等狹窄的空間中，對(duì)產(chǎn)品的安裝有一定的限制，

目前市面上的路燈控制器在其設(shè)備故障后，路燈也會(huì)隨之關(guān)燈，從而增加了路燈故障的幾率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種無(wú)極調(diào)光無(wú)線路燈控制器，能夠?qū)β窡舻墓β?、電壓、電流進(jìn)行采樣，便于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線控制，便于確定故障點(diǎn)；體積小，便于安裝。在優(yōu)選的方案中，路燈控制器在設(shè)備故障后，不會(huì)影響路燈的照明。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種無(wú)極調(diào)光無(wú)線路燈控制器，電能采樣模塊與CPU處理器模塊連接，CPU處理器模塊與路燈控制繼電器連接，CPU處理器模塊還與PWM調(diào)光電路連接；

無(wú)線通訊模塊與CPU處理器模塊連接，無(wú)線通訊模塊還通過(guò)無(wú)線方式與路燈無(wú)線網(wǎng)關(guān)設(shè)備連接；

所述的電源模塊由非隔離電源和隔離電源組成，其中非隔離電源將交流變?yōu)橹绷骱蠼o電能采樣模塊供電，電能采樣模塊與電能采樣電路連接；

隔離電源將交流電變?yōu)橹绷麟姾蠼oCPU處理器模塊、無(wú)線通訊模塊、路燈控制繼電器和PWM調(diào)光電路供電。

電能采樣模塊采用RN8209D芯片，進(jìn)行有功電能、無(wú)功電能、電壓、電流信息的采集，將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)光耦隔離的UART接口發(fā)送到CPU處理器模塊。

在電能采樣電路內(nèi)設(shè)有兩個(gè)1歐姆2W，精度為1%的采樣電阻以并聯(lián)的方式進(jìn)行路燈電能采樣。

還設(shè)有防雷擊電路，防雷擊電路中，第一壓敏電阻與第二壓敏電阻串聯(lián)，第一壓敏電阻和第二壓敏電阻之間的接點(diǎn)與氣體放電管的一端連接，氣體放電管的另一端接地，第一壓敏電阻和第二壓敏電阻與第三壓敏電阻并聯(lián)。

所述的路燈控制繼電器中采用常閉觸點(diǎn)與路燈負(fù)載連接。

所述的非隔離電源采用FT8410芯片和HT7133芯片將交流轉(zhuǎn)換為非隔離直流電源。

所述的隔離電源采用LM2596芯片和REG1117芯片將交流電變?yōu)?2V、5V和3.3V直流電源。

所述的CPU處理器模塊采用STM32F103RCT6芯片。

所述的無(wú)線通訊模塊采用EL1663B芯片。

所述的PWM調(diào)光電路中，CPU處理器模塊輸出PWM_IN信號(hào)的引腳經(jīng)過(guò)第一電阻與光耦元件連接，光耦元件的輸出經(jīng)過(guò)第二電阻與三極管的基極連接，三極管的發(fā)射極輸出PWM_OUT信號(hào)，三極管的集電極與電源連接。

本實(shí)用新型提供的一種無(wú)極調(diào)光無(wú)線路燈控制器，通過(guò)采用高精度采樣電阻進(jìn)行采樣的方案，配合采用非隔離電源和隔離電源雙電源的方案，解決了路燈控制器采樣電流傳感器和電壓傳感器體積過(guò)大的問(wèn)題，同時(shí)保證了CPU處理器模塊和無(wú)線通訊模塊的抗干擾性，提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。設(shè)置的PWM調(diào)光電路，能夠以變頻的方式進(jìn)行調(diào)光，使用更方便。

設(shè)置的無(wú)線通訊模塊采用了大功率無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊，實(shí)現(xiàn)了路燈的遠(yuǎn)程無(wú)線通訊，通過(guò)該無(wú)線通訊模塊將路燈控制器的電能采樣信息、路燈故障檢測(cè)信息傳輸?shù)綗o(wú)線路燈網(wǎng)關(guān)設(shè)備，通過(guò)無(wú)線路燈網(wǎng)關(guān)設(shè)備的RS232通訊口將信息傳輸?shù)焦芾矸?wù)器軟件中，通過(guò)路燈管理服務(wù)器軟件實(shí)現(xiàn)路燈的故障檢測(cè)及能耗統(tǒng)計(jì)，同時(shí)管理服務(wù)器軟件可以通過(guò)無(wú)線路燈網(wǎng)關(guān)設(shè)備將開(kāi)關(guān)燈、調(diào)光策略和和指令發(fā)送到無(wú)極調(diào)光無(wú)線路燈控制器中，實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)光無(wú)線路燈控制器的遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)燈及調(diào)光控制器，該大功率無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊最大具有1W的無(wú)線發(fā)射功率，最遠(yuǎn)可以實(shí)現(xiàn)10公里的無(wú)線通訊管理。

電能采樣電路采用的兩個(gè)1歐姆2W，精度為1%的采樣電阻以并聯(lián)的方式進(jìn)行路燈電能采樣。每個(gè)采樣電阻可以完成25安培的電能采樣，2個(gè)采樣電阻可以完成高達(dá)50安培的電能采樣，本實(shí)用新型電能采樣范圍寬、精度高、體積小，避免了采用電流互感器導(dǎo)致產(chǎn)品體積過(guò)大的問(wèn)題。

防雷擊電路夠有效保護(hù)產(chǎn)品在戶外使用時(shí)不被雷擊損壞，防雷等級(jí)高達(dá)6KV。

采用常閉觸點(diǎn)進(jìn)行路燈負(fù)載的開(kāi)關(guān)控制，即使在本路燈控制器故障的情況下，依然保持路燈供電電源和路燈負(fù)載是導(dǎo)通的狀態(tài)，保證了本路燈控制器故障，也不影響路燈的照明。

本實(shí)用新型路燈控制器不僅可以用于控制器高壓鈉燈的電子鎮(zhèn)流器的控制及采樣，也可以用于LED路燈的控制及采樣；也可以用于城市道路的路燈的開(kāi)關(guān)控制和故障檢測(cè)，還可以用于園區(qū)路燈、居民區(qū)路燈和樓宇照明燈具的開(kāi)關(guān)控制和故障檢測(cè)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明：

圖1為本實(shí)用新型中非隔離電源的電路圖。

圖2為本實(shí)用新型中隔離電源的電路圖。

圖3為本實(shí)用新型中CPU處理器模塊的電路圖。

圖4為本實(shí)用新型中無(wú)線通訊模塊的電路圖。

圖5a~5d為本實(shí)用新型中電能采樣模塊的電路圖。

圖6a~6c為本實(shí)用新型中電能采樣電路的電路圖。

圖7為本實(shí)用新型中防雷擊電路的電路圖。

圖8為本實(shí)用新型中路燈控制繼電器的電路圖。

圖9為本實(shí)用新型中PWM調(diào)光電路的電路圖。

圖10為本實(shí)用新型中變壓調(diào)光電路的電路圖。

具體實(shí)施方式

一種無(wú)極調(diào)光無(wú)線路燈控制器，電能采樣模塊與CPU處理器模塊連接，CPU處理器模塊與路燈控制繼電器連接，CPU處理器模塊還與PWM調(diào)光電路連接；所述的CPU處理器模塊采用STM32F103RCT6芯片。采用STM32F103RCT6處理器實(shí)現(xiàn)了路燈的定時(shí)開(kāi)關(guān)、調(diào)光、電能采樣、路燈故障檢測(cè)、無(wú)線通訊的控制運(yùn)算功能。

所述的PWM調(diào)光電路中的主要結(jié)構(gòu)為：CPU處理器模塊輸出PWM_IN信號(hào)的引腳經(jīng)過(guò)第一電阻R31與U10光耦元件LTV817連接，光耦元件的輸出經(jīng)過(guò)第二電阻R33與三極管Q2的基極連接，三極管Q2的發(fā)射極輸出PWM_OUT信號(hào)，三極管Q2的集電極與輸入電源連接。如圖9中所示，PWM調(diào)光電路能夠?qū)崿F(xiàn)5V、10V的PWM調(diào)光，調(diào)光PWM占空比可以從10%~100%，PWM頻率可以從50Hz~500KHz，本實(shí)用新型PWM調(diào)光控制范圍廣、適用能力強(qiáng)。

優(yōu)選的方案中，調(diào)光還能夠采用變壓調(diào)光電路和PWM調(diào)光電路的組合方案；

CPU處理器模塊與變壓調(diào)光電路連接，變壓調(diào)光電路與PWM調(diào)光電路連接。

如圖10中，變壓調(diào)光電路能夠?qū)崿F(xiàn)1~10V的調(diào)光，調(diào)光比例可以從10%~100%，調(diào)光進(jìn)階為1%。

組合使用變壓調(diào)光電路和PWM調(diào)光電路，以輸出0~10V任意電壓的PWM波形，且PWM占空比可以為10%~100%。例如將0~10V輸出調(diào)整為4.5V電壓輸出，通過(guò)R36電阻將4.5V電壓接入到PWM電路，然后控制PWM調(diào)光電路的占空比，即可以實(shí)現(xiàn)4.5V電壓的PWM波形，如此實(shí)現(xiàn)輸出0~10V任意電壓的PWM波形。

無(wú)線通訊模塊與CPU處理器模塊連接，無(wú)線通訊模塊還通過(guò)無(wú)線方式與路燈無(wú)線網(wǎng)關(guān)設(shè)備連接；如圖4中，所述的無(wú)線通訊模塊采用EL1663B芯片。無(wú)線通訊模塊采用了大功率無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊，通過(guò)無(wú)線通訊模塊將路燈控制器的電能采樣信息、路燈故障檢測(cè)信息傳輸?shù)綗o(wú)線路燈網(wǎng)關(guān)設(shè)備，通過(guò)無(wú)線路燈網(wǎng)關(guān)設(shè)備的RS232通訊口將信息傳輸?shù)焦芾矸?wù)器軟件中，通過(guò)路燈管理服務(wù)器軟件實(shí)現(xiàn)路燈的故障檢測(cè)及能耗統(tǒng)計(jì)，同時(shí)管理服務(wù)器軟件可以通過(guò)無(wú)線路燈網(wǎng)關(guān)設(shè)備將開(kāi)關(guān)燈時(shí)間、調(diào)光策略和和指令發(fā)送到無(wú)極調(diào)光無(wú)線路燈控制器中，實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)光無(wú)線路燈控制器的遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)燈及調(diào)光控制，無(wú)線通訊模塊最大具有1W的無(wú)線發(fā)射功率，最遠(yuǎn)可以實(shí)現(xiàn)10公里的無(wú)線通訊管理。

所述的電源模塊由非隔離電源和隔離電源組成，其中非隔離電源將交流變?yōu)橹绷骱蠼o電能采樣模塊供電，電能采樣模塊與電能采樣電路連接；如圖1中所示。優(yōu)選的，所述的非隔離電源采用FT8410芯片和HT7133芯片將220V交流轉(zhuǎn)換為非隔離3.3V直流電源。

隔離電源將交流電變?yōu)橹绷麟姾蠼oCPU處理器模塊、無(wú)線通訊模塊、路燈控制繼電器和PWM調(diào)光電路供電。如圖2中所示。優(yōu)選的，所述的隔離電源采用LM2596芯片和REG1117芯片將220V交流電變?yōu)?2V、5V和3.3V直流電源。

電能采樣模塊采用RN8209D芯片，進(jìn)行有功電能、無(wú)功電能、電壓、電流信息的采集，將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)光耦隔離的UART接口發(fā)送到CPU處理器模塊。如圖5a~5d中所示。

在電能采樣電路內(nèi)設(shè)有兩個(gè)1歐姆2W，精度為1%的采樣電阻以并聯(lián)的方式進(jìn)行路燈電能采樣。如圖6a~6c中所示，兩個(gè)采用電阻中，每個(gè)采樣電阻可以完成25安培的電能采樣，2個(gè)采樣電阻可以完成高達(dá)50安培的電能采樣。

還設(shè)有防雷擊電路，防雷擊電路中，第一壓敏電阻MOV1與第二壓敏電阻MOV2串聯(lián)，第一壓敏電阻MOV1和第二壓敏電阻MOV2之間的接點(diǎn)與氣體放電管的一端連接，氣體放電管的另一端接地，第一壓敏電阻MOV1和第二壓敏電阻MOV2與第三壓敏電阻MOV3并聯(lián)。如圖7中所示，第一壓敏電阻MOV1與第三壓敏電阻MOV3的連接點(diǎn)和第二壓敏電阻MOV2與第三壓敏電阻MOV3的連接點(diǎn)接負(fù)載。本實(shí)用新型的防雷等級(jí)達(dá)6KV。設(shè)置的第三壓敏電阻MOV3的連接方式提高了電路的可靠性。

如圖8中所示，所述的路燈控制繼電器中采用常閉觸點(diǎn)與路燈負(fù)載連接。即使在本路燈控制器故障的情況下，依然保持路燈供電電源和路燈負(fù)載是導(dǎo)通的狀態(tài)

上述的實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，而不應(yīng)視為對(duì)于本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求記載的技術(shù)方案，包括權(quán)利要求記載的技術(shù)方案中技術(shù)特征的等同替換方案為保護(hù)范圍。即在此范圍內(nèi)的等同替換改進(jìn)，也在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。