移动式照明灯塔控制器以及移动式照明灯塔

摘要

移动式照明灯塔控制器以及移动式照明灯塔，其包括：单片机；检测模块；开关模块，其包括第一开关单元、第二开关单元以及第三开关单元；其中，当该检测模块检测到该市电没有正常工作时，该单片机输出发电机启动信号，该第三开关单元闭合以使该发电机启动，当该检测模块检测到该发电机正常启动后，该单片机输出发电机控制信号，该第二开关单元闭合以使该发电机给该灯具供电。本发明能够在市电供电异常的情况下，自动控制发电机供电，避免了人工操作在应急抢险中的不便以及对生活和工作的不良影响。

说明书

技术领域

本发明涉及控制电路，尤其涉及移动式照明灯塔控制器以及移动式照明灯塔。

背景技术

移动式照明设备一般都是自带发电机组用来给灯具供电；或者发电机供电，同时具有市电供电接口，当使用场所方便连接市电时，需要先手动关闭发电机，插上市电供电线，灯塔内部市电回路上的接触器吸合，断开发电机供电回路，接入市电，再打开灯具控制总开关点亮灯具。 

请参阅图1，这里市电和发电机供电回路通过接触器隔离。如果市电断电了或者在应急抢险等没有市电的场所使用，则需要人去开启发电机，这样就耽误了抢救。另一种情况，当市电电压由于某些原因降低时，接触器依然吸合，保持市电给灯具供电，但此时灯具可能由于输入电压偏低出现熄灭或闪烁现象，这就会给生活和工作造成不良影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，而提出一种移动式照明灯塔控制器以及移动式照明灯塔，其能够解决现有技术中在遇险抢修过程中需要人手控制启动发电机耽误抢救或者因为市电欠压的情况而给生活和工作带来的不良影响的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种移动式照明灯塔控制器，其包括：单片机，其包括：市电检测输入端、发电机检测输入端、发电机控制输出端、市电控制输出端以及发电机启动输出端；检测模块，其包括：市电检测单元以及发电机检测单元，该市电检测单元包括第一降压电阻、第一光耦合器以及第一微调电阻，该发电机检测单元包括第二降压电阻、第二光耦合器以及第二微调电阻，第一降压电阻串设在市电的火线以及第一光耦合器的阳极之间，第一光耦合器的阴极连接该市电的零线，该第一光耦合器的集电极连接一第一电源，该第一光耦合器的发射极连接该第一微调电阻的活动端，该第一微调电阻的输出端连接该单片机的市电检测输入端，第二降压电阻串设在发电机的火线以及第二光耦合器的阳极之间，第二光耦合器的阴极连接该发电机的零线，该第二光耦合器的集电极连接该第一电源，该第二光耦合器的发射极连接该第二微调电阻的活动端，该第二微调电阻的输出端连接该单片机的发电机检测输入端；开关模块，其包括第一开关单元、第二开关单元以及第三开关单元，该第一开关单元串设在该发电机以及灯具之间，该第二开关单元串设在该市电以及灯具之间，该第三开关单元作为该发电机的启动开关；其中，当该检测模块检测到该市电没有正常工作时，该单片机输出发电机启动信号，该第三开关单元闭合以使该发电机启动，当该检测模块检测到该发电机正常启动后，该单片机输出发电机控制信号，该第二开关单元闭合以使该发电机给该灯具供电。

优选地，该检测模块还包括调整单元，该调整单元包括第三光耦合器以及第三微调电阻，该单片机还包括采样反馈端以及采样输出端，该第三光耦合器的阳极连接该采样输出端，该第三光耦合器的阴极接地，该第三光耦合器的集电极连接该第一电源，该第三光耦合器的发射极连接该第三微调电阻后接地，该第三微调电阻的活动端连接该单片机的反馈采样端。

优选地，该第一开关单元包括：第四光耦合器以及第一继电器，该第二开关单元包括：第五光耦合器以及第二继电器，该第三开关单元包括：第六光耦合器、三极管以及第三继电器，该第一继电器包括第一线圈以及受控于该第一线圈的第一开关，该第二继电器包括第二线圈以及受控于该第二线圈的第二开关，该第三继电器包括第三线圈以及受控于该第三线圈的第三开关；该第四光耦合器、第五光耦合器以及第六光耦合器的阳极均连接该第一电源，该发电机控制输出端、市电控制输出端以及发电机启动输出端分别连接第四光耦合器、第五光耦合器以及第六光耦合器的阴极，该第一线圈的一端连接一第二电源，该第一线圈的另一端连接该第四光耦合器的发射极，该第二线圈的一端连接一第二电源，该第二线圈的另一端连接该第五光耦合器的发射极，该第六光耦合器的阴极连接该三极管的基极，该第三线圈的一端连接第二电源，该第三线圈的另一端连接该三极管的发射极。

优选地，该开关模块还包括驱动芯片，该驱动芯片包括第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端，该驱动芯片的第一输入端连接该第四光耦合器的发射极，该驱动芯片的第二输入端连接该第五光耦合器的发射极，该驱动芯片的第一输出端连接该第一线圈，该驱动芯片的第二输出端连接该第二线圈。

优选地，该驱动芯片为ULN2003。

优选地，该移动式照明灯塔控制器还包括指示模块，该指示模块包括：用于指示发电机正常工作的第一LED灯、用于发电机报警的第二LED灯、用于指示市电正常的第三LED灯、用于市电报警的第四LED灯、用于指示发电机供电状况的第五LED灯、用于指示市电供电状况的第六LED灯、用于指示移动式照明灯塔控制器是否是自动控制模式的第七LED灯、用于指示移动式照明灯塔控制器是否是手动控制模式的第八LED灯以及用于指示移动式照明灯塔控制器是否正常工作的第九LED灯；该第一LED灯、第二LED灯、第三LED灯、第四LED灯、第五LED灯、第六LED灯、第七LED灯、第八LED灯以及第九LED灯的阳极均连接一电源，该第一LED灯、第二LED灯、第三LED灯、第四LED灯、第五LED灯、第六LED灯、第七LED灯、第八LED灯以及第九LED灯的阳极均连接该单片机的输入端。

优选地，移动式照明灯塔控制器还包括电源变换模块，其包括降压芯片，该降压芯片的输入端连接该第一电源，该降压芯片变换该第一电源为该第二电源。

优选地，移动式照明灯塔控制器包括手动控制模块，其从通过延长线引到远离移动式照明灯塔控制器的地方，其包括用于启动该手动控制模块的手动控制按键、用于驱动该单片机输出该发电机控制信号的发电机控制按键、用于驱动该单片机输出该市电控制信号的市电控制按键以及用于驱动该单片机输出关断信号的关断按键，该手动控制按键、发电机控制按键、市电控制按键以及关断按键均连接单片机，其中，当按下该手动控制按键时，该移动式照明灯塔控制器仅由该手动控制模块控制。

本发明还提出一种移动式照明灯塔，其包括如上所述的移动式照明灯塔控制器。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的移动式照明灯塔控制器以及移动式照明灯塔，通过检查市电的供电状况，在市电供电异常的情况下，自动启动发电机供电，避免了人手操作在应急抢险中的不便，也避免了因为断电或者电压不足给生活和工作带来的不良影响。

附图说明

图1为现有技术的移动式照明灯塔控制器的电路图。

图2为本发明的移动式照明灯塔控制器的电路图。

附图标记说明：单片机IC7  检测模块1  市电检测单元11  第一降压电阻R3  第一光耦合器IC1  第一微调电阻RW3  第一电容C1  第四电容C4  第三二极管D3  第五电阻R5  发电机检测单元12  第二降压电阻R4  第二光耦合器IC2  第二微调电阻RW4  第三电容C3  第五电容C5  第四二极管D4  第六电阻R6   调整单元13  第三光耦合器IC3  第三微调电阻RW6  开关模块2  驱动芯片IC11  第四光耦合器IC8  第一继电器J1  第一线圈J11  第一开关J12  第五光耦合器IC9  第二继电器J2  第二线圈J21   第二开关J22  第六光耦合器IC12  三极管Q4  第三继电器J3  第三线圈J31  第三开关J32  指示模块3  第一LED灯LED1  第二LED灯LED2  第三LED灯LED3  第四LED灯LED4  第五LED灯LED5  第六LED灯LED6  第七LED灯LED7  第八LED灯LED8  第九LED灯LED9  电源变换模块4  降压芯片IC6  手动控制模块5  手动控制按键SW1  发电机控制按键SW2  市电控制按键SW3  关断按键SW4。

具体实施方式

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

请参阅图1，一种移动式照明灯塔控制器，其包括：单片机IC7、检测模块1、开关模块2、指示模块3、电源变换模块4以及手动控制模块5。

其中，当该检测模块1检测到该市电没有正常工作时，该单片机IC7输出发电机启动信号，以使该发电机启动，当该检测模块1检测到该发电机正常启动后，该单片机IC7输出发电机控制信号，以使该发电机给该灯具供电。

单片机IC7包括：市电检测输入端、发电机检测输入端、发电机控制输出端、市电控制输出端、发电机启动输出端、采样反馈端以及采用输出端。本实施例中，该单片机IC7的型号为ATMEGA16。该ATMEGA16的管脚PA0、PA1、PC0、PC1、PC2、PA6、AREF分别对应该市电检测输入端、发电机检测输入端、发电机控制输出端、市电控制输出端、发电机启动输出端、采样反馈端以及采用输出端。

检测模块1包括：市电检测单元11、发电机检测单元12以及调整单元13。该市电检测单元11包括第一降压电阻R3、第一光耦合器IC1、第一微调电阻RW3、第一电容C1、第四电容C4、第三二极管D3以及第五电阻R5。第一降压电阻R3串设在市电的火线以及第一光耦合器IC1的阳极之间，第一光耦合器IC1的阴极连接该市电的零线，该第一光耦合器IC1的集电极连接一第一电源，该第一光耦合器IC1的发射极连接该第一微调电阻RW3的活动端，该第一微调电阻RW3的输出端连接该单片机IC7的市电检测输入端。第一电容C1连接在市电的火线与零线之间，第三二极管D3连接在第一光耦合器IC1的阳极与阴极之间，第四电容C4连接在第一光耦合器IC1的阳极与阴极之间。第一光耦合器IC1的发射极连接第五电阻R5至该第一微调电阻RW3的活动端。

该发电机检测单元12包括第二降压电阻R4、第二光耦合器IC2、第二微调电阻RW4、第三电容C3、第五电容C5、第四二极管D4以及第六电阻R6。第二降压电阻R4串设在发电机的火线以及第二光耦合器IC2的阳极之间，第二光耦合器IC2的阴极连接该发电机的零线，该第二光耦合器IC2的集电极连接该第一电源，该第二光耦合器IC2的发射极连接该第二微调电阻RW4的活动端，该第二微调电阻RW4的输出端连接该单片机IC7的发电机检测输入端。第三电容C3连接在市电的火线与零线之间，第四二极管D4连接在第二光耦合器IC2的阳极与阴极之间，第五电容C5连接在第二光耦合器IC2的阳极与阴极之间。第二光耦合器IC2的发射极连接第六电阻R6至该第二微调电阻RW4的活动端。

该调整单元13包括第三光耦合器IC3以及第三微调电阻RW6。该第三光耦合器IC3的阳极连接该单片机IC7，该第三光耦合器IC3的阴极接地，该第三光耦合器IC3的集电极连接该第一电源，该第三光耦合器IC3的发射极连接该第三微调电阻RW6后接地，该第三微调电阻RW6的活动端连接该单片机IC7的反馈采样端。

本实施例中，第一光耦合器IC1、第二光耦合器IC2以及第三光耦合器IC3的型号均为TLP521。

开关模块2包括：驱动芯片IC11、第一开关单元、第二开关单元以及第三开关单元。该第一开关单元串设在该发电机以及灯具之间，该第二开关单元串设在该市电以及灯具之间，该第三开关单元作为该发电机的启动开关。

该第一开关单元包括：第四光耦合器IC8以及第一继电器J1。该第二开关单元包括：第五光耦合器IC9以及第二继电器J2。该第三开关单元包括：第六光耦合器IC12、三极管Q4以及第三继电器J3。该第一继电器J1包括第一线圈J11以及受控于该第一线圈J11的第一开关J12，该第二继电器J2包括第二线圈J21以及受控于该第二线圈J21的第二开关J22，该第三继电器J3包括第三线圈J31以及受控于该第三线圈J31的第三开关J32。

该第四光耦合器IC8、第五光耦合器IC9以及第六光耦合器IC12的阳极均连接该第一电源，该发电机控制输出端、市电控制输出端以及发电机启动输出端分别连接第四光耦合器IC8、第五光耦合器IC9以及第六光耦合器IC12的阴极，该第一线圈J11的一端连接一第二电源，该第一线圈J11的另一端连接该第四光耦合器IC8的发射极，该第二线圈J21的一端连接一第二电源，该第二线圈J21的另一端连接该第五光耦合器IC9的发射极，该第六光耦合器IC12的阴极连接该三极管Q4的基极，该第三线圈J31的一端连接第二电源，该第三线圈J31的另一端连接该三极管Q4的发射极。

该驱动芯片IC11包括第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端。该驱动芯片IC11的第一输入端连接该第四光耦合器IC8的发射极，该驱动芯片IC11的第二输入端连接该第五光耦合器IC9的发射极，该驱动芯片IC11的第一输出端连接该第一线圈J11，该驱动芯片IC11的第二输出端连接该第二线圈J21。

本实施例中，第三光耦合器IC3、第四光耦合器IC8以及第五光耦合器IC9的型号为TLP521。驱动芯片IC11的型号为ULN2003。

该指示模块3包括：用于指示所述发电机正常工作的第一LED灯LED1、用于发电机报警的第二LED灯LED2、用于指示所述市电正常的第三LED灯LED3、用于市电报警的第四LED灯LED4、用于指示所述发电机供电状况的第五LED灯LED5、用于指示所述市电供电状况的第六LED灯LED6、用于指示所述移动式照明灯塔控制器是否是自动控制模式的第七LED灯LED7、用于指示所述移动式照明灯塔控制器是否是手动控制模式的第八LED灯LED8以及用于指示所述移动式照明灯塔控制器是否正常工作的第九LED灯LED9。该第一LED灯LED1、第二LED灯LED2、第三LED灯LED3、第四LED灯LED4、第五LED灯LED5、第六LED灯LED6、第七LED灯LED7、第八LED灯以及第九LED灯的阳极均连接一电源，该第一LED灯LED1、第二LED灯LED2、第三LED灯LED3、第四LED灯LED4、第五LED灯LED5、第六LED灯LED6、第七LED灯LED7、第八LED灯LED8以及第九LED灯LED9的阳极均连接该单片机IC7的输入端。

电源变换模块4包括降压芯片IC6，该降压芯片IC6的输入端连接该第一电源，该降压芯片IC6变换该第一电源为该第二电源。本实施例中，降压芯片IC6的型号为7805。该第一电源的电源为12V，第二电源的电源为5V。

手动控制模块5，其从通过延长线引到远离所述移动式照明灯塔控制器的地方，其包括用于启动该手动控制模块5的手动控制按键SW1、用于驱动该单片机IC7输出该发电机控制信号的发电机控制按键SW2、用于驱动该单片机IC7输出该市电控制信号的市电控制按键SW3以及用于驱动该单片机IC7输出关断信号的关断按键SW4。该手动控制按键SW1、发电机控制按键SW2、市电控制按键SW3以及关断按键SW4均连接该单片机IC7，具体为，分别连接单片机IC7的管脚PD4、PD5、PD6、PD7，其中，当按下该手动控制按键SW1时，该移动式照明灯塔控制器仅由该手动控制模块5控制。在检测模块1或者某些需要手动控制的场合，可以采用该手动控制模块5。

下面结合图1来详细说明本发明的工作原理。

本发明的发电机和市电检测电路完全相同，通过第一降压电阻R3以及第二降压电阻R4降压后分别接入第一光耦合器IC1以及第二光耦合器IC2。第一光耦合器IC1以及第二光耦合器IC2分别通过第五电阻R5以及第六电阻R6分压取样到单片机IC7的管脚PA0和PA1进行A/D转换，实现检测发电机和市电电压功能。这里光耦合器工作在线性区，单片机IC7程序中设置低电压保护工作点，判断发电机和市电电源是否正常。该电压点设定后程序固化，由于检测电路元器件误差，不同控制器可能出现电压保护点不一致，这里可通过第一微调电阻RW3以及第二微调电阻RW4来调整。第一光耦合器IC1以及第二光耦合器IC2在这里起到隔离采样作用，工作在线性区，既可以将单片机IC7和高压采样电路隔离，避免干扰，又实现了对发电机和市电的电压信号进行传递。由第一光耦合器IC1以及第二光耦合器IC2的工作曲线容易受温度影响，在单片机IC7电路中增加一个第三光耦合器IC3，从第三微调电阻RW6采样的电压值也到单片机IC7的管脚PA6进行A/D 转换，得到的数据和来自发电机市电的采样数据进行软件处理，消除由于温度变化对电压采样数据的影响。

当移动式照明灯塔控制器为自动控制模式时：此时移动式照明灯塔控制器在单片机IC7的控制下检测发电机和市电状态，自动判断电压并且控制继电器的开关，自动控制模式下，市电优先供电。当发电机和市电都正常时则市电供电，延时关闭发电机启动信号，发电机关闭。当市电故障或断电后，延时启动发电机用来供电。

如果按下手动控制按键SW1，则移动式照明灯塔控制器只能通过手动控制模块5工作。如果按下发电机控制按键SW2，发电机启动信号有效，发电机控制器开始启动发电机，当发电机启动电压正常后单片机IC7控制第一继电器J1闭合，第二继电器J2断开，由发电机给灯具供电。如果按下市电控制按键SW3，单片机IC7控制第一继电器J1断开，第二继电器J2闭合，延时接通市电，延时控制发电器启动信号断开以关闭发电机。任何时候按下关断按键SW4，市电和发电机控制第一继电器J1以及第二继电器J2同时断开，灯具关闭，同时控制器进入手动工作状态。

本发明还提出一种移动式照明灯塔，其包括如上所述的移动式照明灯塔控制器。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的移动式照明灯塔控制器以及移动式照明灯塔，能自动判断并转换到市电给灯具供电，并且延时关闭发电机组，当市电故障（断电或者电压降低）能够发出发电机启动信号，当发电机启动且电压正常后自动切换到发电机供电，不需要人到灯塔控制面板去控制，这样就避免了在应急抢险中的不便，并且无需人手操作，也避免了因为断电或者电压不足给生活和工作带来的不良影响。

以上仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。