ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ СВЕТИЛЬНИКА

Полезная модель относится к области электротехники и предназначена для автоматического управления освещением с целью энергосбережения.
Наиболее близким к заявленному блоку питания светильника, преимущественно с люминесцентными или светодиодными лампами, является устройство автономного конструктивного модуля для автоматического управления освещением, представленное в патенте RU №2399171, МПК H05B 37/02, 10.09.2010. Известное устройство содержит датчик звука и микропроцессор, обеспечивающие двухуровневое управление электронного балласта светильника по оригинальной программе.
Недостатком этого устройства является ограниченные функциональные возможности, обусловленные наличием одномерного измерительного элемента -датчика звука, который реагирует лишь на звук, а также отсутствие источника бесперебойного питания.
Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей за счет управления яркостью светильника в зависимости от движения, присутствия человека в данном месте или уровня естественного освещения, а также обеспечение бесперебойного питания.
Технический результат достигается тем, что в интеллектуальном блоке питания светильника, преимущественно с люминесцентными или светодиодными лампами, состоящий из источника вторичного электропитания, соединенного с блоком управления, имеющим датчик с микроконтроллером, согласно настоящей полезной модели, датчик блока управления представляет собой матричный датчик, выполненный в виде многомерного измерительного элемента, который интегрирует в себе функции датчиков освещенности, присутствия и движения, при этом в блок управления введен беспроводной интерфейс типа ZigBee, соединенный с микроконтроллером.
При этом в интеллектуальный блок питания светильника введен источник бесперебойного питания, выполненный в виде ионистора, соединенный с источником вторичного электропитания.
Таким образом, технический результат достигается путем создания интеллектуального блока питания для управления режимами работы как отдельного светильника, так и группы светильников, обеспечивающего повышение энергосбережения за счет управления яркостью светильника в зависимости от движения, присутствия человека в данном месте или уровня естественного освещения, а также обеспечения режима удаленной диагностики посредством беспроводного протокола ZigBee.
При таком исполнении блока питания светильника его энергопотребление значительно снизится за счет автоматического управления, возможности зонального разделения освещения, регулирования уровня освещенности в зависимости от требований санитарных норм и правил.
На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого интеллектуального блока питания светильника.
На схеме цифрами обозначены:
1 - светильник с люминесцентными или светодиодными лампами;
2 - источник вторичного электропитания;
3 - блок управления
4 - микроконтроллер;
5 - матричный датчик;
6 - беспроводной интерфейс типа ZigBee;
7 - источник бесперебойного питания.
Интеллектуальный блок питания светильника 1, преимущественно с люминесцентными или светодиодными лампами, состоит из источника 2 вторичного электропитания, соединенного с блоком 3 управления, имеющим датчик с микроконтроллером 4.
Отличием предлагаемого интеллектуального блока питания светильника является то, что датчик блока 3 управления представляет собой матричный датчик 5, выполненный в виде многомерного измерительного элемента, который интегрирует в себе функции датчиков освещенности, присутствия и движения, при этом в блок 3 управления введен беспроводной интерфейс 6 типа ZigBee, соединенный с микроконтроллером 4. В интеллектуальный блок питания светильника введен источник 7 бесперебойного питания, выполненный в виде ионистора, соединенный с источником 2 вторичного электропитания.
Интеллектуальный блок питания светильника работает следующим образом.
Микроконтроллер 4 по сигналу матричного датчика 5 программно управляет несколькими режимами яркости светильника, а также его включения и выключения.
- «Режим 1» - отсутствие человека в помещении - светильник выключен;
- «Режим 2» - при появлении человека светильник включается, и его яркость достигает значение (регулирование яркости от 10%-100%), обеспечивающее необходимую освещенность на поверхности, причем благодаря беспроводной технологии связи типа ZigBee есть возможность предсказывания траектории движения человека и, соответственно, включения необходимых светильников;
- «Режим 3» - при зрительной работе человека светильник обеспечивает освещенность рабочей поверхности согласно санитарным нормам (от 5 люкс), благодаря функции матричного датчика 5 - измерение уровня освещенности естественного света в помещении.
В «Режиме 1» выключение светильника происходит поэтапно путем снижения уровня яркости, что необходимо для люминесцентных ламп в силу возможного их перегорания в результате частого включения и выключения, для светодиодных ламп указанное угрозы не представляет.
В «Режиме 2» светильник работает не в полную мощность и включается по необходимости, что значительно сокращает расходы на электроэнергию и обеспечивает более длительный срок службы. Последнее объясняется меньшей деградацией люминофора у люминесцентных ламп и более слабому нагреву светодиодных, что также увеличивает срок их службы.
В «Режиме 3» функцию возможности регулирования необходимого уровня освещенности рабочей зоны выполняет матричный датчик 5 с помощью заданного алгоритма программы микроконтроллера 4.
Достоинством предлагаемого интеллектуального блока питания светильника также является использование в нем беспроводного интерфейса 6 ZigBee, который дает возможность интеграции всех используемых светильников в помещении. Главным преимуществом интеграции всех устройств системы освещения посредством стандарта ZigBee является простота установки и обслуживания. Благодаря ячеистой топологии сети и использованию специальных алгоритмов маршрутизации сеть ZigBee к тому же обеспечивает самовосстановление и гарантированную доставку сигнала в случаях обрыва связи между отдельными узлами, отказа какого-то элемента.
Еще одним достоинством интеллектуального блока питания является использование энергонакопительного конденсатора - ионистора. Его преимуществами являются высокая скорость зарядки и разрядки, длительный срок службы, малые габаритные размеры, высокая эффективность (95%). Наличие ионистора в схеме обеспечит бесперебойное питание светильника и защиту от сбоев в электросети, что увеличит срок службы люминесцентных ламп и, как следствие, эффективность системы светильников в целом.