ОСВЕТИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО С МИКРОПРОЦЕССОРНЫМ БЛОКОМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Предложенное техническое решение относится к области техники сверхвысоких частот (СВЧ), электротехники и светотехники, в частности к осветительным устройствам на основе безэлектродной газоразрядной лампы с СВЧ накачкой, использующим колбу из оптически прозрачного материала, заполненную плазмообразующим веществом, и применяемым в системах освещения для различных объектов: общественных зданий, производственных помещений, транспортной инфраструктуры, сельскохозяйственных объектов (теплиц, аэро- и гидропонных шкафов), спортивных сооружений, объектов специального назначения.
Известна плазменная осветительная система с модуляцией (патент KR 20060128501 А, МПК: H01J 65/04, опубликован 14.12.2006) [1], содержащая магнетрон для генерации электромагнитных волн, высоковольтный генератор для подачи питания в магнетрон, колбу, заполненную плазмообразующим веществом, испускающим видимое излучение, и резонатор, в котором размещена колба, и который экранирует электромагнитные волны, и пропускает оптическое излучение. В данной системе величина подаваемого на магнетрон тока регулируется для контроля яркости светоизлучающей системы в соответствии с условиями освещенности окружающей среды.
Недостатком данной плазменной осветительной системы является отсутствие возможности регулирования яркости излучения в зависимости от других внешних параметров помимо освещенности окружающей среды (температуры, наличия движения и т.п.), а также отсутствие возможности программирования режима работы осветительной системы в соответствии с определенным алгоритмом, что существенно ограничивает области применения системы.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является "Устройство возбуждения безэлектродной сверхвысокочастотной газоразрядной лампы" (патент RU 114225 U1, МПК: H01J 65/00, опубликован 10.03.2012) [2], содержащее колбу, которая выполнена из оптически прозрачного материала и наполнена рабочим плазмообразующим составом веществ, сетчатый резонатор, отражатель, электродвигатель для вращения колбы, СВЧ генератор, волновод, генератор высокого напряжения, блок аварийного отключения, соединенный с термодатчиком СВЧ генератора и датчиком вращения электродвигателя.
Недостатком данного устройства является отсутствие возможности регулирования светового потока во времени из-за невозможности задания алгоритма работы осветительного устройства разработчиком или пользователем, а также отсутствие регулирования светового потока осветительного устройства в зависимости от внешних параметров окружающей среды (освещенности, температуры, движения и т.п.). Это не позволяет данному устройству найти более широкое применение в различных системах освещения и решать проблему энергосбережения и оптимизации световых сценариев, создаваемых осветительным устройством.
Технической задачей заявленного технического решения является создание осветительного устройства со встроенным микропроцессорным блоком интеллектуального управления, который регулирует световой поток во времени за счет изменения режимов работы осветительного устройства.
Технический результат, достигнутый в заявленном техническом решении, заключается в том, что микропроцессорный блок интеллектуального управления позволяет изменять режимы работы источника вторичного питания, а, следовательно, всего осветительного устройства, что улучшает энергосбережение и увеличивает срок службы осветительного устройства.
Поставленная задача решается благодаря тому, что оосветительное устройство с микропроцессорным блоком интеллектуального управления содержит колбу, выполненную из оптически прозрачного материала и наполненную рабочим плазмообразующим составом веществ, сетчатый резонатор, отражатель, электродвигатель, СВЧ генератор, волновод, источник вторичного питания, выполняющий функции генератора высокого напряжения, блок аварийного отключения, термодатчик и датчик вращения. В представленном техническом решении осветительное устройство снабжено микропроцессорным блоком интеллектуального управления. Выход микропроцессорного блока интеллектуального управления соединен с источником вторичного питания, а вход микропроцессорного блока интеллектуального управления соединен с блоком аварийного отключения, с возможностью изменения режимов работы источника вторичного питания, а, следовательно, и изменения режимов работы всего осветительного устройства.
Микропроцессорный блок интеллектуального управления является частью осветительного устройства, а внешние датчики (освещенности, температуры, движения и т.п.) и пользовательский интерфейс являются внешними источниками сигналов.
Предлагаемое техническое решение поясняется графическим изображением.
На фиг. 1 показана блочная схема осветительного устройства с микропроцессорным блоком интеллектуального управления.
В представленное устройство входит:
1 - отражатель;
2 - сетчатый резонатор;
3 - колба;
4 - СВЧ генератор;
5 - термодатчик;
6 - источник вторичного питания;
7 - волновод;
8 - электродвигатель;
9 - датчик вращения;
10 - блок аварийного отключения;
11 - микропроцессорный блок интеллектуального управления;
12 - внешние датчики;
13 - пользовательский интерфейс.
В осветительном устройстве с микропроцессорным блоком интеллектуального управления внутри отражателя 1, размещен сетчатый резонатор 2, соединенный с СВЧ генератором 4 посредством волновода 7. Внутри сетчатого резонатора 2 расположена колба 3, закрепленная на ножке, которая соединена с электродвигателем 8. Источник вторичного питания 6 соединен с СВЧ генератором 4 и электродвигателем 8. Термодатчик 5, присоединенный к СВЧ генератору 4, и датчик вращения 9, присоединенный к электродвигателю 8, соединены с входом блока аварийного отключения 10. Выход блока аварийного отключения 10 соединен с входом микропроцессорного блока интеллектуального управления 11. Выход микропроцессорного блока интеллектуального управления 11 соединен с входом источника вторичного питания 6. Внешние датчики 12 (освещенности, температуры, движения и т.п.) и пользовательский интерфейс 13 соединены со входом микропроцессорного блока интеллектуального управления 11.
Осветительное устройство с микропроцессорным блоком интеллектуального управления работает следующим образом.
Микропроцессорный блок интеллектуального управления 11 получает сигналы от внешних датчиков 12 (освещенности, температуры, движения и т.п.), а также сигналы, поступающие через пользовательский интерфейс 13 от оператора, и подает управляющие сигналы на вход источника вторичного питания 6 в соответствии с заложенной в микропроцессорный блок интеллектуального управления 11 программой. Источник вторичного питания 6 преобразует сетевое переменное напряжение (первичное питание) в постоянное и переменное напряжения (вторичное питание) и подает их на СВЧ генератор 4 и электродвигатель 8 соответственно. СВЧ генератор 4 генерирует микроволны, которые через волновод 7 проникают внутрь сетчатого резонатора 2, выполненного светопрозрачным и непрозрачным для сверхвысокочастотных колебаний. Внутри резонатора 2 в зоне пучности электрического СВЧ поля размещена колба 3, закрепленная на ножке, которая соединена с электродвигателем 8 для вращения колбы 3 с целью равномерного распределения температуры по поверхности колбы. Под действием СВЧ энергии рабочий плазмообразующий состав веществ, заполняющий колбу 3, возбуждается, образуя плазму. Плазма испускает оптическое излучение определенного спектра, которое направляется отражателем 1 для освещения внешнего пространства. Датчик вращения 9, фиксирующий показания вращения электродвигателя 8, и термодатчик 5, фиксирующий показания температуры СВЧ генератора 4, передают сигналы в блок аварийного отключения 10. Если скорость вращения колбы 3 окажется ниже/выше заданной, а также температура СВЧ генератора 4 окажется ниже/выше заданной, то блок аварийного отключения 10 сработает и подаст аварийный сигнал в микропроцессорный блок интеллектуального управления 11, который отключит источник вторичного питания 6.
Микропроцессорный блок интеллектуального управления 11 позволяет изменять режимы работы источника вторичного питания 6, а, следовательно, изменять режимы работы всего осветительного устройства, для получения требуемого светового сценария, создаваемого осветительным устройством. Сигналы от пользовательского интерфейса передаются на осветительное устройство (микропроцессорный блок интеллектуального управления) с применением дистанционного управления (wi-fi, Bluetooth, инфракрасный сигнал, сигнал сотовой связи, GSM), а также через порт USB. Микропроцессорный блок интеллектуального управления 11 позволяет использовать сигналы от внешних датчиков (освещенности, температуры, движения и т.п.). В качестве внешних датчиков используются датчики освещенности, датчики температуры, датчики движения и т.п., то есть те, которые требуются для выполнения конкретно поставленных задач осветительного устройства, применяемого в системах освещения для различных объектов: общественных зданий, производственных помещений, транспортной инфраструктуры, сельскохозяйственных объектов, спортивных сооружений, объектов специального назначения.
В частности, для использования в сельскохозяйственных объектах (теплицах, аэро- и гидропонных шкафах) в зависимости от вида выращиваемого растения, его стадии развития (прорастание, рост, цветение или созревание плодов), а также текущего фотопериода, требуется особый режим освещения, который оптимизируется на всем цикле роста растений. Осветительное устройство с микропроцессорным блоком интеллектуального управления программируется, например, на работу в режиме "ночь-рассвет-день-закат" (постепенное изменение яркости освещения во времени), а также на работу с использованием датчика освещенности в случае комбинированного (естественного и искусственного) освещения. В результате, за счет применения осветительного устройства с микропроцессорным блоком интеллектуального управления, оптимизирующим алгоритм работы осветительного устройства, происходит увеличение эффективности роста растений с одновременным обеспечением энергосбережения. Кроме того, микропроцессорный блок интеллектуального управления позволяет использовать осветительное устройство в системах автоматизированного интеллектуального дистанционного управления освещением, например, в системах "умный дом", предусматривающих автоматизацию и дистанционное управление системами жизнеобеспечения и повышения комфорта современного жилья. Варианты задаваемых световых сценариев достаточно разнообразны, они предусматривают условия для любых повседневных ситуаций и событий. Сценарии освещения программируются в соответствии с пожеланиями пользователей, а также используются различные датчики, реагирующие на определенные изменения в окружающей среде. В результате, происходит значительная экономия электроэнергии с одновременным обеспечением комфорта для человека.
Предложенное техническое решение позволяет задавать режимы работы осветительного устройства с помощью микропроцессорного блока интеллектуального управления, регулировать световой поток в соответствии полученными сигналами от датчиков освещенности, температуры, движения и т.п. и от пользовательского интерфейса для получения требуемого режима освещения, что делает предложенное осветительное устройство привлекательным для широкого использования в различных системах освещения.
Исходя из вышеизложенного, технический результат, заключающийся в том, что микропроцессорный блок интеллектуального управления позволяет изменять режимы работы источника вторичного питания, а, следовательно, всего осветительного устройства, что улучшает энергосбережение и увеличивает срок службы осветительного устройства, достигнут.
Следовательно, техническая задача по созданию осветительного устройства со встроенным микропроцессорным блоком интеллектуального управления, который регулирует световой поток во времени за счет изменения режимов работы осветительного устройства, решена.
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1. Патент KR 20060128501 А, МПК: H01J 65/04, опубликован 14.12.2006.
2. Патент RU 114225 U1, МПК: H01J 65/00, опубликован 10.03.2012 г