[发明专利]隧道灯智能模拟控制器

说明书

技术领域

本发明涉及照明控制领域，具体涉及隧道灯智能模拟控制器。

背景技术

隧道灯控制器是为隧道照明而设计的智能开关装置。安装隧道灯控制器后,可使巡道人员在良好的照明状态下工作,同时有效地避免长明灯,节约电能。现有的隧道灯控制器，一般包括电源模块、微控制器MCU模块、调光模块、4-20MA电流转DC0-5V电压模块、市电掉电检测模块、继电器控制模块、时钟模块、MAX485通信模块和液晶屏显示模块。由电源模块为整个控制器供电；微控制器MCU模块分别与4-20MA电流转DC0-5V电压模块、市电掉电检测模块、时钟模块、MAX485通信模块和液晶屏显示模块进行双向连接；调光模块和继电器控制模块分别连接于微控制器MCU模块的相应输出端。

其中，4-20MA电流转DC0-5V电压模块的作用是将光照传感器的照度转化而来的4-20MA的电流转化为DC0-5V电压。调光模块的作用是将微控制器MCU模块输出的PWM波信号转化为0-10V电压信号。但这种隧道灯控制器，4-20MA电流转DC0-5V电压模块中存在如下问题：（1）模块中仅仅使用一个取样电阻，把电流转换成电压，取样电阻可以根据公式R=U/I求出，这种方式虽然简单，但存在缺陷，由于输入的电流是4-20Ma,所以输出不可能有0V，因此达不到0-5V的要求；（2）有些是使用集成IC芯片,直接把4-20mA转为0-5V，不过成本非常高。调光模块存在如下问题：0-10V调光，大部分都是使用模拟电路调光，即通过调节电阻的阻值，使输出的电压发生变化，模拟调光的输出调光精度比较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种隧道灯智能模拟控制器，其可以成本较低的方式实现4-20MA电流转DC0-5V电压模块0-5V的输出要求，而且，调光模块的输出调光精度比较高。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

隧道灯智能模拟控制器，电源模块、微控制器MCU模块、调光模块、4-20MA电流转DC0-5V电压模块、市电掉电检测模块、继电器控制模块、时钟模块、MAX485通信模块和液晶屏显示模块。由电源模块为整个控制器供电；微控制器MCU模块分别与4-20MA电流转DC0-5V电压模块、市电掉电检测模块、时钟模块、MAX485通信模块和液晶屏显示模块进行双向连接；调光模块和继电器控制模块分别连接于微控制器MCU模块的相应输出端；

4-20MA电流转直流0-5V电压模块由VCC电源、放大器U1、稳压管U2和电阻R1-R6组成，其中，R6的阻值为250Ω，VCC电源为DC9V电压，稳压管U2与电阻R3、R4、R5构成降压电路，把VCC电源的DC9V电压转化为DC5V电压，DC5V电压经过电阻R1与放大器U1的输入端的负极连接，光照度传感器I1输出的4-20MA电流与放大器U1的输入端的正极连接，电阻R2作为反馈电阻，与放大器U1的输出端和输入端的负极连接，放大器U1输出的0-5V电压连接到微控制器MCU模块的ADC端口；

调光模块包括光耦U15、三极管Q2和电压集成放大器U6，微控制器MCU模块的PWM0口输出0-5V的PWM波信号，经过光耦U15隔离，转换为0-3.3V的PWM波信号，PWM波经过三极管Q2放大，经过依次相串接的电阻R30和R31输入到电压集成放大器U6，电容C32、C33并联于电阻R31的两端，电容C35连接在电压集成放大器U6的第8脚，电阻R32、R33与电压集成放大器U6的第6脚连接，电阻R33的另一脚和电容C34连接到电压集成放大器U6的第7脚，电阻R32另一端和电容C34另一端连接到接地端，由电阻R32、R33决定调光模块的电压放大倍数。

上述微控制器MCU模块采用新唐的NUC100系列的单片机。

采用上述方案后，本发明的隧道灯智能模拟控制器，4-20MA电流转直流0-5V电压模块只由6个电阻、1个可调稳压三极管TL431，放大器LM358组成，这些元件都非常便宜，因此成本很低。如果输入是4mA的电流，对应输出为0V，如果输入是20mA，对应输出为5V，输入电流与输出电压成正比关系，可实现4-20MA电流转DC0-5V电压模块0-5V的输出要求。     当光照度传感器输出4mA电流时，由于R6的阻值为250Ω，因此输入到放大器U1的正向电压为1V，与负相电压相抵消，因此输出为0V，当光照度传感器输出大于4mA电流时，放大器U1作为跟随器，输出对应的电压，因此，调光模块的输出调光精度比较高。 

附图说明

图1为本发明的系统框图；