路灯控制开关自保持装置及实现方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及路灯控制开关自保持装置及实现方法，电路包括单片机MSP430F149，日光照度检测模块和光电隔离控制模块，单片机MSP430F149片内A/D转换器ADC端口与日光照度检测模块连接，由光敏感光器件采集光信号，将光信号转换电压信号，通过单片机程序判断光照度，使能开关预动保护电路，预动作继电器K1，判断预动作执行反馈信号，预动作完成后，立即使能自保持控制开关电路中各执行动作的控制端口，控制自保持控制开关K2、K3、K4闭合或断开，控制时长30ms，之后，判断自保持控制开关执行反馈信号，正确执行完成后，关闭所有控制输出端口，执行动作结束；通过自保持控制开关控制交流接触器动作闭合与断开，实现交流接触器所控负荷开或关。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电器节能装置，特别涉及一种。
技术介绍
目前，在国家制定的可持续发展的战略大背景下，节能减耗成为了路灯管理部门的首要任务和前提，路灯的控制对于节约能源，减少损耗具有很大关系，现有的路灯控制系统采用的方法是通过控制柜电路，用直流继电器控制外部交流接触器吸合通电，之后，由自保电路始终保持供电以维持继电器吸合，使得路灯一直开着，路灯亮10个小时，控制柜电路中的继电器也要在直流电持续供电的情况下吸合10小时。现有的路灯控制系统的电能消耗非常大，那么，如何改变现有的用直流继电器控制外部交流接触器吸合方式，从而大大减少了控制部分电能消耗呢？无疑要通过新技术来解决。因此，如何解决这个问题就成为了本
的技术人员所要研究和解决的课题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对目前路灯控制器现状，提供一种新改进方案，利用磁保持控制继电器吸合与断开，设计实现控制路灯开关，更加节省的投入，更适合现场改造和应用后日常维护，节约能源，减少损耗。本专利技术是通过这样的技术方案实现的路灯控制开关自保持装置，其主电路包括中央处理器，日光照度检测模块和光电隔离控制模块，其特征在于，中央处理器采用单片机MSP430F149 ；日光照度检测模块包括光敏感光器件和分压电阻，单片机MSP430F149片内A/D转换器ADC端口与日光照度检测模块连接，由光敏感光器件采集光信号，采用电阻分压方法，将光信号转换成随光线强弱变化而变化对应的电压信号，电压信号传送到单片机MSP430F149片内A/D转换器ADC端口，经A/D转换后电压信号转换成数字信号； 光电隔离控制模块包括开关预动保护电路、预动作反馈电路、自保持控制开关电路和接线端子C0N14，接线端子C0N14中的信号端包括闸-输出、闸-返回、闸-闭合01、闸-闭合02、闸-闭合03、闸-断开01、闸-断开02、闸-断开03，它们分别与单片机MSP430F149的I/O 口连接； 开关预动保护电路由光电耦合器U9、三极管V10、预动作继电器K1、稳压二极管VI、二极管V2、V3及阻容元件组成；光电耦合器U9的输入回路正极与VCC/3. 3V电源端连接，光电耦合器U9的输入端负极通过电阻R42与接线端子C0N14的“闸-输出”端连接；光电耦合器U9的输出回路的集电极端与12V电源正极连接，输出回路的发射极端经电阻R2、稳压二极管Vl连接三极管VlO的基极，三极管VlO的集电极串接预动作继电器K1，预动作继电器Kl的一组常开触点的一端与12V电源正极连接，同组常开触点的另一端与外供路闸的12V电源正极端子连接；当预动作继电器Kl吸合时，路闸的12V电源正极端子接通12V电源正极； 预动作反馈电路由光电耦合器U4、电阻R17组成；光电耦合器U4的输入回路正极通过电阻R17与12V电源正极连接，光电耦合器U4的输入端负极与开关预动保护电路控制的预动作继电器Kl的一组常开触点的一端连接，同组常开触点的另一端与电源地GNDl连接；光电耦合器U4的输出回路的集电极端与接线端子C0N14的“闸-返回”端连接，输出回路的发射极端与电源地GND连接；“闸-返回”端通过电阻R16上拉到3.3V，常态为“高电平”，当预动作继电器Kl吸合时，“闸-返回”端由高电平变为低电平；单片机MSP430F149根据“闸-返回”端由高电平到低电平的变化确定“预动作”执行完成；当“闸-返回”端为低电平时，单片机MSP430F149确定预动作完成后，通过I/O口控制自保持控制开关电路中的自保持控制开关K2、K3、K4执行相应的闭合和断开操作，闸-闭合01、闸-断开Ol为自保持控制开关K2执行闭合和断开操作的控制端；闸-闭合02、闸-断开02为自保持控制开关K3执行闭合和断开操作的控制端；闸-闭合03、闸-断开03为自保持控制开关K4执行闭合和断开操作的控制端； 自保持控制开关电路由若干个电路结构相同的开关通道组成；其中，开关通道I由2个光电耦合器U17、U18，2个三极管V14、V15，自保持控制开关K2、2个二极管V4、V5及阻容元件组成；2个光电耦合器U17、U18的输入回路正极与电源VCC端连接，光电耦合器U17的输入端负极通过电阻R51与接线端子C0N14的“闸-闭合01”端连接；光电耦合器U18的输入端负极通过电阻R52与接线端子C0N14的“闸-断开01”端连接；自保持控制开关K2通过一组常开触点控制路闸电路的AC 220V电路通断，进而控制路闸控制设备中的交流接触器动作吸合与断开，实现交流接触器所控负荷开或关； 当“闸-返回”端为低电平时，单片机MSP430F149获得预动作完成得信息，通过I/O 口控制自保持控制开关电路中的“闸-闭合01、闸-断开01”的电平，进而控制2个光电耦合器U17、U18的工作状态； 自保持控制开关K2、K3、K4的当前状态通过遥信电路测量并传送给单片机MSP430F149 ； 遥信电路由光电耦合器、双向TVS管及阻容元件构成，光电耦合器的输入回路正极通过发光二极管、电阻与12V电源正极连接，光电耦合器的输入端负极通过电阻与交流接触器辅助触点的常开组的一端连接，辅助触点的常开组的另一端与电源地GNDl连接； 光电耦合器的输出回路的集电极端通过电阻与VCC/3. 3V电源端连接，同时光电耦合器的输出回路的集电极端与单片机MSP430F149I/0 口连接； 当交流接触器为断开状态下，辅助触点的常开组两端为“断开”状态；当交流接触器为闭合状态下，此辅助触点的常开组两端为“接通”状态。2、路灯控制开关自保持装置的实现方法，包括如下步骤 a)将光照度表编码预存在单片机MSP430F149片内FLASH和外部FLASHFM3164芯片内，存储使用所在地全年日出日落时刻表编码； b)将单片机MSP430F149工作晶振分频，每I秒产生一次中断，在秒中断处理中，采集当前光照度信号数据，并将数据保存在临时存储区，每当采集数据结果达到3次即3秒钟时，计算一次光照度平均值，而后将平均结果保存在光照度滑差数据区，计算光照度滑差数据区内的全部光照度数据的平均值；光照度滑差数据区为专门存储光照度数据的数据区，数据存储采用堆栈“先进先出”处理方式循环保存采集的实时数据，此数据区存储容量为3分钟光照数据容量，数据存储在单片机MSP430F149片内RAM内；、c)设定开灯条件为光照级别<4级； d)将全部光照度数据的平均值计算结果与光照度表中所列光照度平均值进行比较，如符合开灯条件，标识“光照开灯标志”，反之则标识“光照关灯标志”; e)如上述光照度计算结果为每3秒钟计算一次，则每3秒钟更新一次实时光照标志； f)通过程序判断光照度符合控制输出条件时，单片机MSP430F149使能开关预动保护电路，预动作继电器Kl接通电源，单片机MSP430F149判断预动执行反馈信号，预动作完成后，立即使能自保持控制开关电路中的执彳丁动作的控制端口，控制自保持控制开关K2、K3、K4吸合，控制时长30ms，之后，判断自保持控制开关执行反馈信号，正确执行完成后，关闭所有控制输出端口，执行动作结束； g)通过自保持控制开关K2、K3、K4控制220VAC输出或断开，进而控制交流接触器动作吸合本文档来自技高网...

【技术保护点】
路灯控制开关自保持装置，其主电路包括中央处理器，日光照度检测模块和光电隔离控制模块，其特征在于，中央处理器采用单片机？MSP430F149；日光照度检测模块包括光敏感光器件和分压电阻，单片机？MSP430F149？片内A/D转换器ADC端口与日光照度检测模块连接，由光敏感光器件采集光信号，采用电阻分压方法，将光信号转换成随光线强弱变化而变化对应的电压信号，电压信号传送到单片机？MSP430F149？片内？A/D？转换器？ADC？端口，经？A/D？转换后电压信号转换成数字信号；光电隔离控制模块包括开关预动保护电路、预动作反馈电路、自保持控制开关电路和接线端子CON14，接线端子CON14中的信号端包括闸？输出、闸？返回、闸？闭合01、闸？闭合02、闸？闭合03、闸？断开01、闸？断开02、闸？断开03，它们分别与单片机MSP430F149的I/O口连接；开关预动保护电路由光电耦合器U9、三极管？V10、预动作继电器？K1、稳压二极管？V1、二极管？V2？、V3及阻容元件组成；光电耦合器U9的输入回路正极与？VCC/3.3V电源端连接，光电耦合器U9的输入端负极通过电阻？R42？与接线端子？CON14？的“闸？输出”端连接；光电耦合器？U9？的输出回路的集电极端与12V电源正极连接，输出回路的发射极端经电阻？R2、稳压二极管？V1？连接三极管V10？的基极，三极管？V10？的集电极串接预动作继电器？K1，预动作继电器？K1？的一组常开触点的一端与？12V？电源正极连接，同组常开触点的另一端与外供路闸的？12V？电源正极端子连接；当预动作继电器？K1？吸合时，路闸的12V电源正极端子接通12V电源正极；预动作反馈电路由光电耦合器？U4、电阻？R17？组成；光电耦合器？U4？的输入回路正极通过电阻R17？与？12V？电源正极连接，光电耦合器？U4？的输入端负极与开关预动保护电路控制的预动作继电器？K1？的一组常开触点的一端连接，同组常开触点的另一端与电源地？GND1？连接；光电耦合器？U4？的输出回路的集电极端与接线端子？CON14？的“闸？返回”？端连接，输出回路的发射极端与电源地？GND？连接；“闸？返回”端通过电阻？R16？上拉到3.3V,常态为“高电平”，当预动作继电器？K1？吸合时，“闸？返回”端由高电平变为低电平；？？？？？单片机？MSP430F149？根据“闸？返回”端由高电平到低电平的变化确定“预动作”执行完成；当“闸？返回”端为低电平时，单片机？MSP430F149？确定预动作完成后，通过I/O口控制自保持控制开关电路中的自保持控制开关K2、K3、K4执行相应的闭合和断开操作，闸？闭合01、闸？断开01为自保持控制开关？K2？执行闭合和断开操作的控制端；闸？闭合02、闸？断开02为自保持控制开关？K3？执行闭合和断开操作的控制端；闸？闭合03、闸？断开03为自保持控制开关？K4？执行闭合和断开操作的控制端；？？？？自保持控制开关电路由若干个电路结构相同的开关通道组成；其中，开关通道1由2个光电耦合器？U17、U18，2个三极管？V14、V15，自保持控制开关？K2、2个二极管？V4、V5？及阻容元件组成；2个光电耦合器？U17、U18？的输入回路正极与电源？VCC？端连接，光电耦合器？U17？的输入端负极通过电阻？R51与接线端子？CON14？的“闸？闭合01”？端连接；光电耦合器？U18？的输入端负极通过电阻？R52？与接线端子？CON14？的“闸？断开01”？端连接；自保持控制开关？K2？通过一组常开触点控制路闸电路的AC？220V电路通断，进而控制路闸控制设备中的交流接触器动作吸合与断开，实现交流接触器所控负荷开或关；当“闸？返回”端为低电平时，单片机？MSP430F149？获得预动作完成得信息，通过I/O口控制自保持控制开关电路中的“闸？闭合01、闸？断开01”的电平，进而控制2个光电耦合器？U17、U18？的工作状态；自保持控制开关K2、K3、K4的当前状态通过遥信电路测量并传送给单片机？MSP430F149；遥信电路由光电耦合器、双向TVS管及阻容元件构成，光电耦合器的输入回路正极通过发光二极管、电阻与？12V？电源正极连接，光电耦合器的输入端负极通过电阻与与交流接触器辅助触点的常开组的一端连接，辅助触点的常开组的另一端与电源地？GND1？连接；光电耦合器的输出回路的集电极端通过电阻与VCC/3.3V电源端连接，同时光电耦合器的输出回路的集电极端与单片机？MSP430F149I/O口连接；当交流接触器为断开状态下，辅助触点的常开组两端为“断开”状态；当交流接触器为闭合状态下，此辅助触点的常开组两端为“接通”状态。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡椿军，朱溟，陈栩，赵芹，
申请(专利权)人：天津斯巴克瑞汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：