基于光敏及定时的小区照明控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于光敏及定时的小区照明控制系统，其由直流供电电路、光线采样电路、计数/定时电路、电源过零检测电路、光耦触发电路、光隔离电路、以及固态继电器电路组成；直流供电电路由T、D

【技术实现步骤摘要】
基于光敏及定时的小区照明控制系统
本技术涉及一种小区或厂区的自动照明控制技术，尤其一种具有光敏以及定时功能的照明控制设备，实际上该设计可以用于基于外界光线的亮度变化的任何长短时间的开关应用。
技术介绍
小区或厂区的照明系统一般由专人负责定时开启或关闭，这种运行模式会有很多弊端，比如由于责任人的不尽责，导致该开启路灯的时候，小区却一片漆黑；或者遗忘关闭路灯的时间，让路灯整夜亮着。这种管理模式不但会造成国家资源的浪费，更造成小区居民的生活不便、对居民的生命安全造成威胁。针对上述现实情况，可以设计一个小区路灯照明控制系统，这个系统在外界光照达到预调的黑暗度时可触发导通照明灯具，并保持该状态在三十分钟到六个小时内连续可调。该设计的基本思想是尽量使电气的电源消耗减至最小。此控制系统主要用来控制小区或厂区的路灯照明系统，但事实上它具有一定的通用性，比如作为“家里有人”防贼系统，防贼系统在控制照明的前提下如果加以声音（比如收音机）控制，效果会更好，这很容易实现。实际上，该设计可以用于基于外界光线的亮度变化的任何长短时间的开关应用。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种结构简单、造价低廉、使用可靠、能自动控制小区或厂区的照明设备工作或停止工作的系统装置。为实现上述目的，本技术提供一种基于光敏元件及定时元件的小区照明控制系统，由一个直流供电电路、一个光线采样电路、一个计数/定时电路、一个电源过零检测电路、一个光耦触发电路、一个光隔离电路、以及一个由双向可控硅组成的固态继电器电路组成；所述直流供电电路由变压器T、整流二极管D1、电阻R1和稳压二极管D3、、滤波电容C1组成一个+5V稳压电路，所述直流供电电路提供的+5V直流输出，作为IC1、IC2、各个晶体管以及所述光线采样电路等低压控制系统电路的供电；所述光线采样电路的输出作为所述计数/定时电路工作的触发信号；晶体管Q1构成所述光耦触发电路，所述计数/定时电路的输出连接晶体管Q1的发射级，所述电源过零检测电路的输出连接晶体管Q1的基极，晶体管Q1集电极输出连接所述光隔离电路即光耦IC3的非地输入端；光电耦合器IC3的输出连接双向可控硅Q2的栅极G，使所述光隔离电路的输出控制固态继电器电路导通，照明灯具点亮。所述光线采样电路，通过光敏电阻R14与门电路N1及其外围阻容网络所完成，+5V供电依次通过光敏电阻R14、电阻R10、电位器P2连接工作地，+5v连接门电路N1的2脚，光敏电阻R14、电阻R10的连接点依次通过电阻R8、R9连接门电路N1的1脚，电阻R8、R9的连接点通过电容C4连接工作地，门电路N1的1脚和3脚之间连接电阻R11。所述电源过零检测电路，由二极管D的正端通过电阻R2连接门电路N3的8脚，N3的9脚连接工作地，N3的10脚连接N4的12脚，并且N3的10脚依次连接电阻R5、电容C2到地，电阻R5、电容C2的连接点连接N4的13脚，以上元件共同组成一个简单而有效的交流电源过零检测器。所述固态继电器电路由一个双向可控硅Q2组成一个固态继电器，光电耦合器IC3的初级没有电流通过，光耦次级连接双向可控硅Q2栅极G，光耦次级没有触发信号输出，双向可控硅Q2栅极G没有开启电流、处于关闭状态，照明灯具熄灭；光耦IC3初级有电流，光耦次级有触发信号输出，双向可控硅栅极G出现开启电流，双向可控硅导通，照明灯具点亮。附图说明附图1、附图2、附图3用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，附图1是本技术小区照明控制系统电气原理图；附图2是计数器电路CD4060内部电路功能框图；附图3是由N3和N4一起组成的交流电源过零检测器过零检测测试点逻辑图。具体实施方式附图1是本技术设计的小区照明控制系统电气原理图，包括两个强弱电隔离电路、一个直流供电电路、一个光线采样电路、一个计数/定时电路、一个电源过零检测电路、一个触发电路、以及一个由可控硅组成的固态继电器电路。下面详细介绍本技术。强弱电隔离：强弱电隔离电路分前级隔离以及后级隔离，前级由降压变压器实现，后级由光电耦合器实现，强弱电分开不但可以防止电磁感应相互干扰，更可以充分保证人体的安全，对于后期检修极有益处。直流供电：直流供电采用很普通的设计，变压器T、整流二极管D1、由电阻R1和稳压二极管D3组成稳压电路、滤波电容C1，以上部分共同构成一个5V直流输出，作为IC1、IC2、各个晶体管以及光线采样电路等的供电。振荡定时电路：本设计核心电路以一只14级串行二进制计数器集成电路CD4060（IC1）为基础，CD4060内部电路如附图2所示。由图可知CD4060具有10个计数输出端。其内置了时钟振荡电路，振荡器外接RC元件或石英晶体就可以形成可控多谐振荡，振荡器已在内部连接到计数器的时钟输入端。此时钟脉冲振荡器在整个电路中起重要作用，振荡器的振荡频率由电容C3、电阻R6、电位器P1决定，其中P1作为调节主频率之用，通过调节主频率的大小，4060的10个分频信号输出端皆可输出不同频率的脉冲控制信号,合理利用各种频率的组合，可以得到许多很有趣的电子开关应用。主振荡频率可以这样计算：f=(Hz)式中单位f为赫兹，电阻为欧姆，电容为法拉。4060的复位端（12脚）R前接传感器电路，由于环境的变化，传感器输出反转。比如该脚一旦变为高电平，计数器将被清零或复位，这时4060计数器的所有输出端都将被清零，包括本设计将要使用的Q14(3脚)输出将变为低电平，此时振荡器使用将无效；而该脚一旦变为低电平，计数器将开始计数，计时开始一个周期后，各分频输出端即有4分频到10分频，12分频到14分频等10种不同频率脉冲信号输出，只要利用不同的分频输出端即可得到不同周期的开关脉冲控制信号。本文利用14分频（3脚：Q14）信号作为本设计的开关脉冲控制信号，电位器P1调节主频率，14分频后将会得到30分钟到六个小时不等的开关脉冲控制信号，这是本设计的核心。14分频的信号频率为fQ14=其中f为主频率，故第3管脚的输出信号fQ14相对应别的分频输出频率最小，相对应周期最长。光线亮度采样电路:当一个逻辑“0”出现在CD4060（IC1）的复位输入端R（12脚）时，时钟脉冲电路开始工作，计数器开始计数，这是通过光敏电阻R14与门电路N1及其阻容网络所完成的。CD4077(IC2)为一个四2输入端异或非门，本设计使用的N1、N2、N3、N4门电路皆属于IC2，异或非门的逻辑就是：2个数进行异或非运算,相同为1,不同为0，恰好与异或门相反，下面不再赘述。当外界光线亮度足够时，光敏电阻阻值很小，电容C4通过电阻R8充电，门电路N1之1脚变为高电平，N1两输入端相同皆为高电平，输出高电平，CD4060（IC1）12脚高电平，计数器复位，各输出端皆为低电平“0”，振荡器使用无效。当外界亮度下降时，光敏电阻阻值急剧增加，电容C4通过电阻R8、R10、P2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于光敏及定时的小区照明控制系统，其特征在于：所述照明控制系统由一个直流供电电路、一个光线采样电路、一个计数/定时电路、一个电源过零检测电路、一个光耦触发电路、一个光隔离电路、以及一个固态继电器电路组成；所述直流供电电路由变压器T、整流二极管D

【技术特征摘要】
1.基于光敏及定时的小区照明控制系统，其特征在于：所述照明控制系统由一个直流供电电路、一个光线采样电路、一个计数/定时电路、一个电源过零检测电路、一个光耦触发电路、一个光隔离电路、以及一个固态继电器电路组成；所述直流供电电路由变压器T、整流二极管D1、电阻R1和稳压二极管D3、滤波电容C1组成一个+5V稳压电路，所述直流供电电路提供的+5V直流输出，作为IC1、IC2、各个晶体管以及所述光线采样电路等低压控制系统电路的供电；所述光线采样电路的输出作为所述计数/定时电路工作的触发信号；晶体管Q1构成所述光耦触发电路，所述计数/定时电路的输出连接晶体管Q1的发射级，所述电源过零检测电路的输出连接晶体管Q1的基极，晶体管Q1集电极输出连接所述光隔离电路即光耦IC3的非地输入端；光电耦合器IC3的输出连接双向可控硅Q2的栅极G，使所述光隔离电路的输出控制固态继电器电路导通，照明灯具点亮。


2.根据权利要求1所述的基于光敏及定时的小区照明控制系统，其特征在于：所述光线采样电路，通过光敏电阻R14与门电路N1及其外围阻容网络所完成，+5V供电依次通过光敏电阻R14、电阻R...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔建国，宁永香，崔建峰，崔燚，李光序，
申请(专利权)人：山西工程技术学院，崔建国，
类型：新型
国别省市：山西;14