隧道燈智能模擬控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及照明控制領(lǐng)域，具體涉及隧道燈智能模擬控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]隧道燈控制器是為隧道照明而設(shè)計的智能開關(guān)裝置。安裝隧道燈控制器后，可使巡道人員在良好的照明狀態(tài)下工作，同時有效地避免長明燈，節(jié)約電能。現(xiàn)有的隧道燈控制器，一般包括電源模塊、微控制器MCU模塊、調(diào)光模塊、4-20MA電流轉(zhuǎn)DC0-5V電壓模塊、市電掉電檢測模塊、繼電器控制模塊、時鐘模塊、MAX485通信模塊和液晶屏顯示模塊。由電源模塊為整個控制器供電；微控制器MCU模塊分別與4-20MA電流轉(zhuǎn)DC0-5V電壓模塊、市電掉電檢測模塊、時鐘模塊、MAX485通信模塊和液晶屏顯示模塊進(jìn)行雙向連接；調(diào)光模塊和繼電器控制模塊分別連接于微控制器MCU模塊的相應(yīng)輸出端。
[0003]其中，4-20MA電流轉(zhuǎn)DC0-5V電壓模塊的作用是將光照傳感器的照度轉(zhuǎn)化而來的4-20MA的電流轉(zhuǎn)化為DC0-5V電壓。調(diào)光模塊的作用是將微控制器MCU模塊輸出的PWM波信號轉(zhuǎn)化為0-10V電壓信號。但這種隧道燈控制器，4-20MA電流轉(zhuǎn)DC0-5V電壓模塊中存在如下問題:(I)模塊中僅僅使用一個取樣電阻，把電流轉(zhuǎn)換成電壓，取樣電阻可以根據(jù)公式R=U/I求出，這種方式雖然簡單，但存在缺陷，由于輸入的電流是4-20Ma，所以輸出不可能有0V，因此達(dá)不到0-5V的要求；(2)有些是使用集成IC芯片，直接把4-20mA轉(zhuǎn)為0-5V，不過成本非常高。調(diào)光模塊存在如下問題=O-1OV調(diào)光，大部分都是使用模擬電路調(diào)光，即通過調(diào)節(jié)電阻的阻值，使輸出的電壓發(fā)生變化，模擬調(diào)光的輸出調(diào)光精度比較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種隧道燈智能模擬控制器，其可以成本較低的方式實現(xiàn)4-20MA電流轉(zhuǎn)DC0-5V電壓模塊0-5V的輸出要求，而且，調(diào)光模塊的輸出調(diào)光精度比較高。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
隧道燈智能模擬控制器，電源模塊、微控制器MCU模塊、調(diào)光模塊、4-20MA電流轉(zhuǎn)DC0-5V電壓模塊、市電掉電檢測模塊、繼電器控制模塊、時鐘模塊、MAX485通信模塊和液晶屏顯示模塊。由電源模塊為整個控制器供電；微控制器MCU模塊分別與4-20MA電流轉(zhuǎn)DC0-5V電壓模塊、市電掉電檢測模塊、時鐘模塊、MAX485通信模塊和液晶屏顯示模塊進(jìn)行雙向連接；調(diào)光模塊和繼電器控制模塊分別連接于微控制器MCU模塊的相應(yīng)輸出端；
4-20MA電流轉(zhuǎn)直流0-5V電壓模塊由VCC電源、放大器Ul、穩(wěn)壓管U2和電阻R1-R6組成，其中，R6的阻值為250 Ω，VCC電源為DC9V電壓，穩(wěn)壓管U2與電阻R3、R4、R5構(gòu)成降壓電路，把VCC電源的DC9V電壓轉(zhuǎn)化為DC5V電壓，DC5V電壓經(jīng)過電阻Rl與放大器Ul的輸入端的負(fù)極連接，光照度傳感器Il輸出的4-20MA電流與放大器Ul的輸入端的正極連接，電阻R2作為反饋電阻，與放大器Ul的輸出端和輸入端的負(fù)極連接，放大器Ul輸出的0-5V電壓連接到微控制器MCU模塊的ADC端口 ；
調(diào)光模塊包括光耦U15、三極管Q2和電壓集成放大器U6，微控制器MCU模塊的PWMO 口輸出0-5V的PWM波信號，經(jīng)過光耦U15隔離，轉(zhuǎn)換為0-3.3V的PWM波信號，PWM波經(jīng)過三極管Q2放大，經(jīng)過依次相串接的電阻R30和R31輸入到電壓集成放大器U6，電容C32、C33并聯(lián)于電阻R31的兩端，電容C35連接在電壓集成放大器U6的第8腳，電阻R32、R33與電壓集成放大器U6的第6腳連接，電阻R33的另一腳和電容C34連接到電壓集成放大器U6的第7腳，電阻R32另一端和電容C34另一端連接到接地端，由電阻R32、R33決定調(diào)光模塊的電壓放大倍數(shù)。
[0006]上述微控制器MCU模塊采用新唐的NUC100系列的單片機(jī)。
[0007]采用上述方案后，本發(fā)明的隧道燈智能模擬控制器，4-20MA電流轉(zhuǎn)直流0-5V電壓模塊只由6個電阻、I個可調(diào)穩(wěn)壓三極管TL431，放大器LM358組成，這些元件都非常便宜，因此成本很低。如果輸入是4mA的電流，對應(yīng)輸出為0V,如果輸入是20mA，對應(yīng)輸出為5V，輸入電流與輸出電壓成正比關(guān)系，可實現(xiàn)4-20MA電流轉(zhuǎn)DC0-5V電壓模塊0-5V的輸出要求。當(dāng)光照度傳感器輸出4mA電流時，由于R6的阻值為250 Ω，因此輸入到放大器Ul的正向電壓為IV，與負(fù)相電壓相抵消，因此輸出為0V，當(dāng)光照度傳感器輸出大于4mA電流時，放大器Ul作為跟隨器，輸出對應(yīng)的電壓，因此，調(diào)光模塊的輸出調(diào)光精度比較高。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；
圖2為圖1中電源模塊的電路原理圖；
圖3為圖1中微控制器MCU模塊的管腳功能分布示意圖；
圖4為圖1中4-20MA電流轉(zhuǎn)DC0-5V電壓模塊的電路原理圖；
圖5為圖1中調(diào)光模塊的電路原理圖；
圖6為圖1中繼電器控制模塊的電路原理圖；
圖7為圖1中市電掉電檢測模塊的電路原理圖；
圖8為圖1中MAX485通信模塊的電路原理圖；
圖9為圖1中時鐘模塊的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0009]本發(fā)明的隧道燈智能模擬控制器，如圖1所示，包括電源模塊1、微控制器MCU模塊2、調(diào)光模塊3、4-20MA電流轉(zhuǎn)DC0-5V電壓模塊4、市電掉電檢測模塊5、繼電器控制模塊6、時鐘模塊7、MAX485通信模塊8和液晶屏顯示模塊9。由電源模塊I為整個控制器供電；微控制器MCU模塊2分別與4-20MA電流轉(zhuǎn)DC0-5V電壓模塊4、市電掉電檢測模塊5、時鐘模塊7、MAX485通信模塊8和液晶屏顯示模塊9進(jìn)行雙向連接；調(diào)光模塊3和繼電器控制模塊6分別連接于微控制器MCU模塊2的相應(yīng)輸出端。
[0010]如圖2所示，電源模塊I分為四部分，第一部分為:經(jīng)過穩(wěn)壓模塊U5將市電AC220V轉(zhuǎn)為直流電壓15V ;第二部分為:將15V經(jīng)過穩(wěn)壓模塊UM4 (L78M12)轉(zhuǎn)化為12V ;第三部分為:將12V經(jīng)過穩(wěn)壓模塊UM5 (L78M05)轉(zhuǎn)化為5V ;第四部分為:將5V經(jīng)過穩(wěn)壓模塊UM13(SPX1117M3-3.3)轉(zhuǎn)化為 3.3V。
[0011]微控制器MCU模塊2采用新唐的NUC100系列的單片機(jī)，NUC100系列內(nèi)嵌Cortex-MO核，最高頻率可達(dá)到50MHZ，具有32K字節(jié)的Flash存儲器，4K字節(jié)的SRAM和4K字節(jié)用于存儲ISP引導(dǎo)代碼的ROM，具有非常豐富的外設(shè)，如GP1 口、定時器、I2C、PWM定時器、UART、SP1、看門狗定時器、RTC、ADC、PDMA等。
[0012]如圖3所示，微控制器MCU模塊2的第25、26、27、28腳輸出PWM信號，控制調(diào)光模塊3，第4、21、23、24腳分別控制繼電器控制模塊6的4路繼電器的開關(guān)，第6、7腳與時鐘模塊7 (DS1307)連接，第37、38、39、41腳連接按鍵，其余的管腳作用如圖3所示。
[0013]如圖4所示，4-20MA電流轉(zhuǎn)直流0-5V電壓模塊4由VCC電源、放大器Ul、穩(wěn)壓管U2和電阻R1-R6組成，用以把光