變壓調光無線路燈控制器的制作方法

本實用新型涉及道路照明控制領域，特別是一種變壓調光無線路燈控制器。

背景技術：

目前用于道路照明的路燈幾乎全部采用定時器回路進行開關控制器，通過時控器控制路燈回路中的交流接觸器的分合實現路燈的開關燈，不能實現任意單個路燈的開和關；同時也不能實現某個路燈故障的檢測，路燈不亮后，需要通過人員巡查才能夠確定路燈已經故障。

目前市面上的路燈控制器對路燈功率、電壓、電流進行采樣，通常采用的較大體積的電流傳感器和電壓傳感器，因產品體積較大，導致產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，對產品的安裝有一定的限制，

目前市面上的路燈控制器在其設備故障后，路燈也會隨之關燈，從而增加了路燈故障的幾率。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種變壓調光無線路燈控制器，能夠對路燈的功率、電壓、電流進行采樣，便于實現遠程無線控制，便于確定故障點；體積小，便于安裝。在優選的方案中，路燈控制器在設備故障后，不會影響路燈的照明。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是：一種變壓調光無線路燈控制器，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處理器模塊還與變壓調光電路連接；

無線通訊模塊與CPU處理器模塊連接，無線通訊模塊還通過無線方式與路燈無線網關設備連接；

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為直流后給電能采樣模塊供電，電能采樣模塊與電能采樣電路連接；

隔離電源將交流電變為直流電后給CPU處理器模塊、無線通訊模塊、路燈控制繼電器和變壓調光電路供電。

電能采樣模塊采用RN8209D芯片，進行有功電能、無功電能、電壓、電流信息的采集，將采集到的數據通過光耦隔離的UART接口發送到CPU處理器模塊。

在電能采樣電路內設有兩個1歐姆2W，精度為1%的采樣電阻以并聯的方式進行路燈電能采樣。

還設有防雷擊電路，防雷擊電路中，第一壓敏電阻與第二壓敏電阻串聯，第一壓敏電阻和第二壓敏電阻之間的接點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。

所述的路燈控制繼電器中采用常閉觸點與路燈負載連接。

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

所述的隔離電源采用LM2596芯片和REG1117芯片將交流電變為12V、5V和3.3V直流電源。

所述的CPU處理器模塊采用STM32F103RCT6芯片。

所述的無線通訊模塊采用EL1663B芯片。

所述的變壓調光電路中設有兩級雙運算放大器。

本實用新型提供的一種變壓調光無線路燈控制器，通過采用高精度采樣電阻進行采樣的方案，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大的問題，同時保證了CPU處理器模塊和無線通訊模塊的抗干擾性，提高了產品的穩定性。設置的變壓調光電路，能夠實現1~10V的調光，調光比例可以從10%~100%，調光進階為1%，可靠性高。

設置的無線通訊模塊采用了大功率無線數據傳輸模塊，實現了路燈的遠程無線通訊，通過該無線通訊模塊將路燈控制器的電能采樣信息、路燈故障檢測信息傳輸到無線路燈網關設備，通過無線路燈網關設備的RS232通訊口將信息傳輸到管理服務器軟件中，通過路燈管理服務器軟件實現路燈的故障檢測及能耗統計，同時管理服務器軟件可以通過無線路燈網關設備將開關燈、調光策略和和指令發送到變壓調光無線路燈控制器中，實現變壓調光無線路燈控制器的遠程開關燈及調光控制器，該大功率無線數據傳輸模塊最大具有1W的無線發射功率，最遠可以實現10公里的無線通訊管理。

電能采樣電路采用的兩個1歐姆2W，精度為1%的采樣電阻以并聯的方式進行路燈電能采樣。每個采樣電阻可以完成25安培的電能采樣，2個采樣電阻可以完成高達50安培的電能采樣，本實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致產品體積過大的問題。

防雷擊電路夠有效保護產品在戶外使用時不被雷擊損壞，防雷等級高達6KV。

采用常閉觸點進行路燈負載的開關控制，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載是導通的狀態，保證了本路燈控制器故障，也不影響路燈的照明。

本實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關控制和故障檢測，還可以用于園區路燈、居民區路燈和樓宇照明燈具的開關控制和故障檢測。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明：

圖1為本實用新型中非隔離電源的電路圖。

圖2為本實用新型中隔離電源的電路圖。

圖3為本實用新型中CPU處理器模塊的電路圖。

圖4為本實用新型中無線通訊模塊的電路圖。

圖5a~5d為本實用新型中電能采樣模塊的電路圖。

圖6a~6c為本實用新型中電能采樣電路的電路圖。

圖7為本實用新型中防雷擊電路的電路圖。

圖8為本實用新型中路燈控制繼電器的電路圖。

圖9為本實用新型中PWM調光電路的電路圖。

圖10為本實用新型中變壓調光電路的電路圖。

具體實施方式

一種變壓調光無線路燈控制器，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處理器模塊還與變壓調光電路連接；所述的CPU處理器模塊采用STM32F103RCT6芯片。采用STM32F103RCT6處理器實現了路燈的定時開關、調光、電能采樣、路燈故障檢測、無線通訊的控制運算功能。

所述的變壓調光電路中設有兩級雙運算放大器。如圖10中，U7A和U7B雙運算放大器采用LM358。變壓調光電路能夠實現1~10V的調光，調光比例可以從10%~100%，調光進階為1%。

優選的方案中，調光還能夠采用變壓調光電路和PWM調光電路的組合；

所述的PWM調光電路中的主要結構為：CPU處理器模塊輸出PWM_IN信號的引腳經過第一電阻R31與U10光耦元件LTV817連接，光耦元件的輸出經過第二電阻R33與三極管Q2的基極連接，三極管Q2的發射極輸出PWM_OUT信號，三極管Q2的集電極與輸入電源連接。如圖9中所示，PWM調光電路能夠實現5V、10V的PWM調光，調光PWM占空比可以從10%~100%，PWM頻率可以從50Hz~500KHz，本實用新型PWM調光控制范圍廣、適用能力強。

CPU處理器模塊與變壓調光電路連接，變壓調光電路與PWM調光電路連接。

組合使用變壓調光電路和PWM調光電路，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輸出調整為4.5V電壓輸出，通過R36電阻將4.5V電壓接入到PWM調光電路，然后控制PWM調光電路的占空比，即可以實現4.5V電壓的PWM波形，如此實現輸出0~10V任意電壓的PWM波形。

無線通訊模塊與CPU處理器模塊連接，無線通訊模塊還通過無線方式與路燈無線網關設備連接；如圖4中，所述的無線通訊模塊采用EL1663B芯片。無線通訊模塊采用了大功率無線數據傳輸模塊，通過無線通訊模塊將路燈控制器的電能采樣信息、路燈故障檢測信息傳輸到無線路燈網關設備，通過無線路燈網關設備的RS232通訊口將信息傳輸到管理服務器軟件中，通過路燈管理服務器軟件實現路燈的故障檢測及能耗統計，同時管理服務器軟件可以通過無線路燈網關設備將開關燈時間、調光策略和和指令發送到變壓調光無線路燈控制器中，實現變壓調光無線路燈控制器的遠程開關燈及調光控制，無線通訊模塊最大具有1W的無線發射功率，最遠可以實現10公里的無線通訊管理。

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為直流后給電能采樣模塊供電，電能采樣模塊與電能采樣電路連接；如圖1中所示。優選的，所述的非隔離電源采用FT8410芯片和HT7133芯片將220V交流轉換為非隔離3.3V直流電源。

隔離電源將交流電變為直流電后給CPU處理器模塊、無線通訊模塊、路燈控制繼電器和變壓調光電路供電。如圖2中所示。優選的，所述的隔離電源采用LM2596芯片和REG1117芯片將220V交流電變為12V、5V和3.3V直流電源。

電能采樣模塊采用RN8209D芯片，進行有功電能、無功電能、電壓、電流信息的采集，將采集到的數據通過光耦隔離的UART接口發送到CPU處理器模塊。如圖5a~5d中所示。

在電能采樣電路內設有兩個1歐姆2W，精度為1%的采樣電阻以并聯的方式進行路燈電能采樣。如圖6a~6c中所示，兩個采用電阻中，每個采樣電阻可以完成25安培的電能采樣，2個采樣電阻可以完成高達50安培的電能采樣。

還設有防雷擊電路，防雷擊電路中，第一壓敏電阻MOV1與第二壓敏電阻MOV2串聯，第一壓敏電阻MOV1和第二壓敏電阻MOV2之間的接點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。如圖7中所示，第一壓敏電阻MOV1與第三壓敏電阻MOV3的連接點和第二壓敏電阻MOV2與第三壓敏電阻MOV3的連接點接負載。本實用新型的防雷等級達6KV。設置的第三壓敏電阻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與路燈負載連接。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載是導通的狀態

上述的實施例僅為本實用新型的優選技術方案，而不應視為對于本實用新型的限制，本實用新型的保護范圍應以權利要求記載的技術方案，包括權利要求記載的技術方案中技術特征的等同替換方案為保護范圍。即在此范圍內的等同替換改進，也在本實用新型的保護范圍之內。