一种单灯控制器的制作方法

1.本实用新型涉及单灯控制器技术领域，特别涉及一种单灯控制器。


背景技术：

2.目前市面上的智能单灯控制器，不论采用何种通信手段，其功能就是交流开关控制、调光输出。而由于现场条件各异、情况复杂，同时客户的实际需求也有不同，同一款单灯控制器无法满足使用需要，而要针对性设计又会造成产品型号繁多，开发成本增加，现场安装时容易出错等问题。


技术实现要素：

3.本技术通过提供一种单灯控制器，解决了现有技术中现场环境复杂时产品型号繁多且开发成本较高的问题，实现了一款单灯控制器灵活适应不同现场条件且能同时满足不同客户需求的目的。
4.本技术实施例提供了一种单灯控制器，包括：
5.主控cpu；
6.通信模块，所述通信模块分别与所述主控cpu连接，所述通信模块包括lora/nb
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iot模块和rs485接口模块，所述lora/nb
‑
iot模块用以供所述主控cpu与上位机实现无线通信，所述rs485接口模块用以供所述主控cpu与所述上位机实现有线通信；
7.开关量输入模块，所述开关量输入模块设置有多路，所述开关量输入模块与所述主控cpu连接，所述开关量输入模块用以检测外部开关量检测器件的输入信号；
8.继电器及控制模块，所述继电器及控制模块与所述主控cpu连接，所述继电器及控制模块用以控制外部负载的供电回路开关；
9.pwm调光输出模块，所述pwm调光输出模块与所述主控cpu 连接，所述pwm调光输出模块用以控制外部可调灯源调光；
10.其中，所述主控cpu用以接收所述通信模块及所述开关量输入模块发送的信息，并控制所述继电器及控制模块及所述pwm调光输出模块工作。
11.上述实施例的有益效果在于：主控cpu可通过有线或无线通信方式与上位机通信，设置rs485接口模块具有更高优先级从而实现有线通信模式优先，可满足有防爆要求场合的应用；无线通信方式中，主控cpu采用lora与nb
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iot双模上行通信方式，通过内部程序设计可识别并选用，满足不同客户无线接入需求；主控cpu通过开关量输入模块灵活可外接各种开关量检测器件，如接倾斜传感模块、漏水检测模块、门磁开关等触点型传感器，从而能适应不同应用场景和系统；该单灯控制器通过各模块组合可适应现场条件各异且情况复杂的情况，同时能满足不同客户的需求，从而降低设计开发成本，增加产品的附加值。
12.在上述实施例基础上，本技术可进一步改进，具体如下：
13.在本技术其中一个实施例中，所述单灯控制器还包括光电隔离模块，所述继电器及控制模块、所述pwm调光输出模块通过所述光电隔离模块与所述主控cpu连接，所述光电
隔离模块用以对所述主控 cpu传输的信号进行过滤。光电隔离模块采用光耦el3h7、el817(c) 构成继电器及控制模块、pwm调光输出模块与主控cpu间的隔离，以确保控制信号的安全性。
14.在本技术其中一个实施例中，所述单灯控制器还包括交流电能测量模块，所述交流电能测量模块通过所述光电隔离模块与所述主控 cpu连接，所述交流电能测量模块用以测量所述外部负载的供电并将测量结果发送至主控cpu。选用高集成度的单芯片交流电能检测芯片 hlw8032的交流电能测量模块可以对外部负载供电回路进行电压、电流、有功功率的测量，提升外部负载的可靠性。
15.在本技术其中一个实施例中，所述单灯控制器还包括电源模块，所述电源模块用以转换外部电源的电压并给所述主控cpu、所述继电器及控制模块、所述pwm调光输出模块及交流电能测量模块供电。电源模块采用多级电压转换电路，由acdc模块plc03b
‑
12输出12v 以供给继电器及控制模块、pwm调光输出模块，降压后输出5v供给交流电能测量模块；由隔离型dcdc模块hcls1
‑
12s03输出3.3v，供给主控cpu。
16.在本技术其中一个实施例中，所述单灯控制器还包括防雷及emc 模块，所述防雷及emc模块设置于所述继电器及控制模块和所述电源模块与外部输入电源之间。防雷及emc模块用以过滤外部输入电压从而提升控制器及负载的抗电磁干扰和抗浪涌能力。
17.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
18.1.该款单灯控制器通过各模块的组合可实现一款单灯控制器灵活适应不同现场条件且能同时满足不同客户需求，从而降低设计开发成本，增加产品的附加值。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
20.图1为本实用新型的结构框图；
21.其中，1.主控cpu、2.通信模块、3.开关量输入模块、4.光电隔离模块、5.继电器及控制模块、6.pwm调光输出模块、7.电源模块、8. 交流电能测量模块、9.防雷及emc模块。
具体实施方式
22.下面结合具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本技术所附权利要求所限定的范围。
23.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
24.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理
解上述术语在本实用新型中的具体含义。
25.在本实用新型的描述中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本实用新型描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
26.本技术实施例通过提供一种单灯控制器，解决了现有技术中现场环境复杂时产品型号繁多且开发成本较高的问题，实现了一款单灯控制器灵活适应不同现场条件且能同时满足不同客户需求的目的。
27.本技术实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：
28.实施例：
29.如图1所示，一种单灯控制器，包括：主控cpu1、通信模块2、开关量输入模块3、光电隔离模块4、继电器及控制模块5、pwm调光输出模块6、电源模块7、交流电能测量模块8、防雷及emc模块 9；
30.主控cpu1选用通用arm芯片stm32f103，软件内核采用u
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cos 系统，主控cpu用以接收通信模块及开关量输入模块发送的信息，并通过光电隔离模块输出信号控制继电器及控制模块及pwm调光输出模块工作；
31.通信模块2与主控cpu电连接，通信模块包括lora/nb
‑
iot模块和rs485接口模块，lora/nb
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iot模块用以供主控cpu与上位机实现无线通信，lora模块为采用sx1278芯片为核心设计的一块通信子板， nb
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iot模块为采用bc26模块及其配套外围电路设计的一块通信子板，两个模块采用兼容性设计：模块尺寸相近、模块供电及与主控cpu 通信接口为同一接口引脚，而nb
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iot则多用了其他3根功能性接口引脚，用于该nb
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iot模块的配置设置、模块自动设别；rs485接口模块用以供主控cpu与上位机实现有线通信，rs485接口模块采用低压 rs485芯片sp3485及esd防护芯片构成，同时可用于对单板的参数进行设置，同时可在主控cpu中设置rs485接口模块具有更高优先级从而实现有线通信模式优先，可满足有防爆要求场合的应用；
32.开关量输入模块3设置有两路，开关量输入模块与主控cpu连接，开关量输入模块用以检测外部开关量检测器件的输入信号，开关量输入模块采用限流电路及esd防护芯片构成，用于对外界干触点信号输入的检测；
33.光电隔离模块4采用光耦el3h7、el817(c)构成，光电隔离模块用以构成继电器及控制模块、pwm调光输出模块、交流电能测量模块与主控cpu间的隔离，对主控cpu传输的信号进行过滤以确保控制信号的安全性；
34.继电器及控制模块5通过光电隔离模块与主控cpu连接并受主控cpu控制，继电器及控制模块中由三极管及配套阻容元件和光耦模块构成继电器的控制电路，实现对继电器的隔离驱动控制，而继电器则控制外部交流负载的供电回路开关；
35.pwm调光输出模块6通过光电隔离模块与主控cpu连接并受主控cpu控制，pwm调光输出模块采用2级rc滤波电路及电流驱动电路将pwm脉宽信号转换成0～10v模拟电压输出，用以控制可调光 led灯源进行调光；
36.电源模块7采用多级电压转换电路用以转换外部220v电源电压，其中由acdc模块plc03b
‑
12转换输出12v以供给继电器及控制模块、 pwm调光输出模块，降压后输出5v供给
交流电能测量模块；由隔离型dcdc模块hcls1
‑
12s03转换输出3.3v，供给主控cpu；
37.交流电能测量模块8通过光电隔离模块与主控cpu连接，交流电能测量模块设置于外部负载供电回路之中，交流电能测量模块选用高集成度的单芯片交流电能检测芯片hlw8032，可以对外部负载供电回路进行电压、电流、有功功率的测量并将测量结果发送至主控cpu，提升外部负载的可靠性；
38.防雷及emc模块9设置于继电器及控制模块、电源模块与外部输入电源之间，防雷及emc模块采用2级tvs管及两端气体放电管及三端气体放电管组成2级防雷电路，采用ntc管及cx、cy电容构成防浪涌及差模滤波电路，防雷及emc模块用以过滤外部220v电源输入，从而提升控制器及负载的抗电磁干扰和抗浪涌能力。
39.上述一种单灯控制器，工作过程如下：
40.外部220v电源输入经防雷及emc模块后分为两路，一路通往电源模块，一路经继电器及控制模块通往外部负载，电源模块通电后分别转换输出非隔离12v、5v和隔离3.3v供给对应模块；主控cpu经自检后经过光电隔离模块控制继电器及控制模块吸合，使得外接的负载得电工作，同时经光电隔离模块输出pwm信号，经pwm调光输出模块输出调光电压，调控可调光led灯源输出功率；
41.交流电能测量模块定时对外接的交流负载供电回路进行检测，并将检测结果定时通过光电隔离模块发送给主控cpu，主控cpu根据检测结果跟设定值进行对比判断是否向上位机发送故障告警；
42.主控cpu则进入轮询状态，分别对lora/nb
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iot模块、rs485模块、开光量输入模块进行轮询检测，并根据所接收到的数据解析后控制继电器及控制模块、pwm调光输出模块，并将执行结果通过 lora/nb
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iot模块发送至上位机。
43.上述本技术实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
44.1.该款单灯控制器通过各模块的组合可实现一款单灯控制器灵活适应不同现场条件且能同时满足不同客户需求，从而降低设计开发成本，增加产品的附加值。
45.2.通信模块采用lora与nb
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iot双模上行通信方式，控制器单板通过不同位置排针跳线，由主控cpu程序自动识别，可灵活满足不同客户无线接入需求。
46.3.开关量输入模块设置有两路输入，控制器可灵活接入各种开关量模块，可实现杆内进水、杆倾斜、异常开门等状态监测告警。
47.4.交流电能测量模块可检测负载供电的电压、电流、功耗等参数，配合主控cpu程序可实现对负载工作状态的识别，实现设备的智能故障检测告警。
48.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。