基于单片机的节电照明控制系统

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1、薹寻单膊瓤晌节电照嘲控制蒸绫万方数据E1ectricitySaVerControlSystemofthe111uminationBasedonSingle-chipMicroprocessor■上海交通大学机电控制研究所吴永桥金康进施光林52单片机为核心研制了一台新型的节电照明控制系统，给出了系统的工作原理、件流程。实际使用证明，该控制系统可使日光灯在电压波动范围较大的情况下，使其处于较佳运行状态，节电效果明显，具有优良的控制效果。关键词：照明；控制；节电；单片机引言目前我国电力工业发展速度很快，但是电力供应不足和用电效率低下的状况依

2、然比较严重，在今后相当一段时间内将继续存在。推行照明节电技术，节约电能是改善电力负荷紧张状况的主要途径之一。我国照明用电约占总发电量的12％左右，且以低效照明为主，因此成为终端节电的主要对象之一。照明用电大都属于峰时用电，由此可见，照明节电具有节约电量和缓和高峰用电的双重作用。工作原理提倡照明节能，不等于降低对视觉作业的要求和降低照明质量。照明节能的基本原则应是保证不降低工作场所的视觉要求，在保证照度标准和照明质量的前提下，力求减少照明系统中的能量损失，最有效地利用电能。根据理论计算和实验测量，电压与灯源的功率关系为：P=(韦一)。6

3、×PⅣ如当电源180v时，100w的荧光灯所消耗的实际功率：卢嘲”悱(器16x100-72脚∥灯泡的使用寿命与电压的关系如下：三p@r-)1‘2x凰按上例100W灯泡额定使用寿命3000小时，实际使用寿命为：式中：胙嘞”×、日Ⅳ=碍务”x3000=38低8慨世界电子元器件20¨．4p一一灯源实际消耗的功率WPⅣ一一灯源额定电压时消耗的功率Wy一一灯源实际运行电压V●，Ⅳ一一灯源额定电压V圩一一灯源实际使用寿命上“一一灯源额定使用寿命从上述可知，降压节电是一种切实可行的方法，不仅节约了电能，而且稳定了电压，延长了灯泡的使用寿命，达到了双

4、重意义上的节能。根据日光灯的特性，在启动时需要瞬时高压才能发光，启动后仅需要较低的电压就可以维持。节电控制器便是利用日光灯的这个特性，在电网上电初始阶段，以220V电压输出，等日光灯运行稳定后再降到200V、190V或180V低电压输出。节电控制器的工作模式为：节电器开始工作后，首先以满电压在预设的预热时间段内运行(参见图1的a段)；预热时间过后，节电器的输出电压开始平滑下降(参见图1的b段)，直至输出电压降至预设的节电水平，并保持这一水平稳定运行(参见图1的c段)；当节电水平设置值改变或节电控制信号断开，、输出电压将改变为新的节电水

5、平或恢复满电压输出(参见图l的d段)。硬件设计整个系统硬件结构框图如图2所示。它包括强电部分、单片机及其外围电路、电流采样电路、电压采样电路和驱动电路等。电气组成系统强电部分有一三抽头变压器，输入交流220V，输出分别为200v、190v、180V，再加上220V，一共四级。分别由继电器J2、J3、J4和Jl控制。可通过控制闭合特定的继电器，达到控制输出电秒■万方数据压的目的。继电器J5联接限流器接在变压器两头。电流过大时，继电器J5闭合分流，从而使流过变压器的电流不至于过大。图l节电控制器的工作曲线单片机及其外围电路单片机选用AT8

6、9C52，其内含256个字节的RJ～M，32条I／0I线，3个16位定时器／计数器，且自带8K的电擦除EEPROM，用以保存控制程序。用ADc0809作为模数转换器，实现对电流、电压由模拟量向数字量的转换，时钟是单片机的ALE经D触发器缩频，控制口由P2．7、wR、RD和或非门组成的标准控制电路，结果输出采用延时方式，延时大约为180嶂。单片机的PO口与ADC0809的输出端口连接，读取AD转换后的结果。采样电路和驱动电路系统根据电网的电压和电流，作出相应的控制策略，所以采样是必不可少的。用电流互感器作为电流检测元件，它能够反映主电路

7、中的电流，并能将控制电路与主电路隔离，提高安全性，降低干扰。互感器中的电流经过整流、电流电压转换、滤波、校准后，输出给模数转换器ADC0809。■4够图2系统硬件结构框图电压采样通过变压器采集电网电压，变压器也具有隔离作用，采集到的电压经过整流、滤波，校准后输出给ADC0809。单片机输出脉冲经隔离、功枣放大后可直接接到继电器控制级，控制继电器。为降低来自电网的干扰，由单片机I／o线产生的触发脉冲，必须经隔离后送至继电器的控制电路中。继电器儿—J4工作时，在同一时刻最多只有一个继电器闭合，所以共有八种状态。单片机的三路(P1．o~P1

8、．2)经三八译码器转换后可得到八路控制信号，这些信号经放大后用于控制继电器动作。不需要继电器动作时，可由P1．3关闭三八译码器的输出。X50诣由于系统参数较多，所以选用一片x5045，它含有512个8位EEPROM，以串