專利名稱：住宅公用路燈用電量分配裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種用電量分配裝置，尤其與住宅公用路燈用電量的分配裝置有關(guān)。
隨著住宅樓(房)“一戶一電表”制的推廣，住宅公用路燈電費(fèi)的管理成為一個(gè)令人頭痛的問(wèn)題?，F(xiàn)有住宅公用路燈的用電量分配采用手工的方式，即增加一只電表用于計(jì)公用路燈的用電量，然后，抄表員將總的用電量平攤到各住戶。這種方法的缺點(diǎn)是操作不便，工作量大，而且不能對(duì)路燈進(jìn)行延時(shí)熄滅控制，以及沒(méi)有白天限制使用路燈等功能。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種住宅公用路燈用電量分配裝置，它能自動(dòng)地將住宅公用路燈的用電量平攤到各住戶電表中，并且還能對(duì)路燈進(jìn)行延時(shí)熄滅控制，另外還可對(duì)白天使用路燈進(jìn)行限制調(diào)節(jié)。
為解決上述任務(wù)，本實(shí)用新型采用的技術(shù)解決方案是采用以內(nèi)有監(jiān)控程序的單片機(jī)為核心，由開(kāi)關(guān)按鈕電路、路燈電路、相線切換電路組成一種住宅公用路燈用電量分配裝置，開(kāi)關(guān)按鈕電路的一端送入單片機(jī)，單片機(jī)的輸出信號(hào)O1～Oi各與相線切換電路中的R1～Ri相應(yīng)連接、相線切換電路中的各繼電器J1～Ji的動(dòng)合觸點(diǎn)DH1～DHi并接后與路燈電路的一端A相連，其中單片機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)各種輸入信號(hào)的處理以及產(chǎn)生相線切換電路的切換信號(hào)，具體地說(shuō)，單片機(jī)不斷地檢測(cè)輸入端口P3.7的狀態(tài)，一旦檢測(cè)到為有效電平，單片機(jī)按照路燈點(diǎn)亮?xí)r間(可選)除以住戶數(shù)運(yùn)算得到的平均時(shí)間Ti，從O1～Oi送出一個(gè)持續(xù)時(shí)間為T(mén)i的有效電平信號(hào)，通過(guò)三極管Q1～Qi中某一個(gè)的放大，使得繼電器J1～Ji中的一個(gè)動(dòng)合，將對(duì)應(yīng)引自住戶電表用戶側(cè)的相線即X1～Xi中的一條切換進(jìn)路燈電路6的一端A，對(duì)路燈供電，由于每個(gè)住戶的相線輪流依次按時(shí)間Ti對(duì)路燈電路提供電能，因此路燈一次點(diǎn)亮?xí)r間為T(mén)i×住戶數(shù)i。
在上述住宅公用路燈用電量分配裝置中，可以設(shè)置一個(gè)環(huán)境光亮度判斷電路，其判斷輸出結(jié)果送入單片機(jī)的一輸入端口，供監(jiān)控程序識(shí)別判斷是否允許使用路燈。
在上述住宅公用路燈用電量分配裝置中，它還可以設(shè)置一個(gè)路燈點(diǎn)亮?xí)r間選擇電路，供單片機(jī)監(jiān)控程序選擇路燈單次點(diǎn)亮?xí)r間。
本實(shí)用新型具有以下有益效果(1)成本低(整個(gè)裝置總成本約為150元，不及一個(gè)電表的價(jià)格)；(2)安裝方便；(3)可以限制白天使用路燈，以杜絕不必要的浪費(fèi)(4)延時(shí)熄滅，節(jié)約電能；(5)節(jié)省勞力，減少工作量。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的描述

圖1是住宅公用路燈用電量分配裝置的線路圖；圖2是環(huán)境光亮度判斷電路。
如圖1所示的住宅公用路燈用電量分配裝置，包括單片機(jī)1、相線切換電路2、環(huán)境光亮度判斷電路3、路燈點(diǎn)亮?xí)r間選擇電路4，以及開(kāi)關(guān)按鈕電路5和路燈電路6組成。單片機(jī)1可采用內(nèi)部帶程序存儲(chǔ)器的，也可采用外部擴(kuò)展的方式，例如美國(guó)ATMEL公司的89C51，它采用通常的方式構(gòu)成一個(gè)最小系統(tǒng)。
路燈開(kāi)關(guān)按鈕電路5采用多個(gè)不帶鎖按鈕開(kāi)關(guān)K1～Km并聯(lián)而成，個(gè)數(shù)根據(jù)實(shí)際需要而定。每個(gè)開(kāi)關(guān)一端接系統(tǒng)地，另一端接單片機(jī)的輸入端P3.7。在P3.7上接有一個(gè)上拉電阻Rh，因此沒(méi)有開(kāi)關(guān)被按下時(shí)，它處于高電平。單片機(jī)不斷地檢測(cè)P3.7的狀態(tài)，當(dāng)有一個(gè)或一個(gè)以上開(kāi)關(guān)按鈕被按下，P3.7變?yōu)榈碗娖?，由于開(kāi)關(guān)是不帶鎖的，能自動(dòng)釋放，因此產(chǎn)生的是一個(gè)負(fù)脈沖，向單片機(jī)發(fā)出一個(gè)要求點(diǎn)亮路燈的有效請(qǐng)求信號(hào)，單片機(jī)1得到此有效信號(hào)后，進(jìn)一步從輸入端口P3.6獲取環(huán)境光亮度判斷電路3產(chǎn)生的信號(hào)/EN的電平狀態(tài)，決定是否要點(diǎn)亮路燈。
環(huán)境光亮度判斷電路3(見(jiàn)圖2)的核心是一個(gè)單電源比較器7，例如LM393，它的電源為+5伏，它采用通常的比較電路接法，它的輸出端Out接有一個(gè)上拉電阻Rg，使一般情況下(例如白天)，處于高電平狀態(tài)(不允許使用路燈信號(hào)狀態(tài))；同相輸入端P的電阻Rc與反相輸入端N的電阻Re具有相同的阻值，電阻Rd的阻值可根據(jù)光敏電阻Rf的型號(hào)以及允許使用路燈的環(huán)境光亮度的上限決定，例如Rf采用型號(hào)為MG-45光敏電阻，則Rd可取為100K左右。當(dāng)環(huán)境光較暗時(shí)，光敏電阻Rf的阻值遠(yuǎn)大于電阻Rd，則比較器7翻轉(zhuǎn)成允許使用路燈的有效低電平信號(hào)輸出。單片機(jī)從P3.6取得該有效信號(hào)(可以使用路燈信號(hào))后，再進(jìn)一步通過(guò)輸入端口P3.4、P3.5從路燈點(diǎn)亮?xí)r間選擇電路4取得設(shè)定的路燈一次點(diǎn)亮的時(shí)間。
路燈點(diǎn)亮?xí)r間選擇電路4中的開(kāi)關(guān)S1、S2可采用微型單刀開(kāi)關(guān)，例如計(jì)算機(jī)用的撥碼開(kāi)關(guān)，也可采用短路塊的方式。它們的一端并接在系統(tǒng)地上，另一端分別通過(guò)兩個(gè)上拉電阻Ra、Rb送入單片機(jī)1的輸入端口P3.4、P3.5，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1或S2沒(méi)有閉合時(shí)，對(duì)應(yīng)的P3.4或P3.5處于高電平狀態(tài)，當(dāng)任何一個(gè)閉合時(shí)，所對(duì)應(yīng)的輸入端口P3.4或P3.5就處于低電平狀態(tài)。單片機(jī)根據(jù)輸入信號(hào)P3.4與P3.5的四種組合狀態(tài)00、01、10、11，選擇四種點(diǎn)亮?xí)r間中的一種，四種點(diǎn)亮?xí)r間可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)，例如，定義00即兩個(gè)均為低電平，亦即S1、S2均閉合，對(duì)應(yīng)路燈點(diǎn)亮1分鐘。
單片機(jī)1得到路燈點(diǎn)亮?xí)r間后，通過(guò)運(yùn)算點(diǎn)亮?xí)r間除以住戶數(shù)i得到每個(gè)住戶應(yīng)承擔(dān)的對(duì)路燈的供電時(shí)間，例如，路燈點(diǎn)亮?xí)r間為1分鐘，公用走道內(nèi)的住戶為12戶，則每戶承擔(dān)的時(shí)間是5秒鐘；單片機(jī)就根據(jù)此時(shí)間依次輪流從O1～Oi送出低電平有效信號(hào)，通過(guò)R1～Ri送到三極管Q1～Qi基極，各三極管Q1～Qi的發(fā)射極接電源VCC，集電極接繼電器線圈的一端，經(jīng)小功率三極管Q1～Qi中的一個(gè)放大驅(qū)動(dòng)后，對(duì)應(yīng)一個(gè)繼電器得電動(dòng)合，從而使引自對(duì)應(yīng)住戶電表用戶側(cè)的相線接入到路燈電路6，對(duì)路燈電路供電，點(diǎn)亮路燈。當(dāng)每個(gè)住戶的相線都承擔(dān)對(duì)路燈長(zhǎng)為5秒鐘的供電后，路燈總的點(diǎn)亮?xí)r間是1分鐘，此后路燈熄滅。相線切換電路2中的繼電器J1～Ji可采用小型密封繼電器，例如4123型，線圈電壓為12V，其定觸點(diǎn)D1～Di接各住戶的相線X1～Xi，動(dòng)合觸點(diǎn)DH1～DHi并接路燈電路6的A端。
為了保證動(dòng)作的安全可靠，相線切換電路2中只能有一個(gè)繼電器動(dòng)合，而且一個(gè)繼電器在閉合前，必須等待另一個(gè)閉合的繼電器完全斷開(kāi)。這可以通過(guò)延時(shí)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，另外，在各繼電器的線圈上必須反并一個(gè)用以釋放線圈斷開(kāi)瞬間感應(yīng)電勢(shì)的二極管E1～Ei，可采用普通的整流二極管，例如IN4001，以保護(hù)對(duì)應(yīng)支路的三極管。
路燈電路6的各燈泡L1～Ln并聯(lián)連接，一端A接相線切換電路2，另一端B接零線，燈泡的個(gè)數(shù)根據(jù)實(shí)際需要以及所選繼電器的負(fù)載能力而定。例如，所選繼電器的承載能力為220W，則最多可并接25W燈泡8個(gè)。
總的來(lái)說(shuō)，單片機(jī)1是這樣工作的①?gòu)妮斎攵丝赑3.7檢測(cè)到開(kāi)關(guān)按鈕電路5產(chǎn)生有效負(fù)脈沖(即按了一下開(kāi)關(guān))后②進(jìn)一步從輸入端口P3.6獲取環(huán)境光亮度判斷電路3的輸出信號(hào)/EN，如果為高電平，則說(shuō)明不允許開(kāi)燈，單片機(jī)回到①處重新執(zhí)行；否則，如果是低電平，則③再?gòu)妮斎攵丝赑3.4、P3.5得到路燈點(diǎn)亮?xí)r間選擇電路4選擇的路燈點(diǎn)亮?xí)r間④通過(guò)路燈點(diǎn)亮?xí)r間除以住戶數(shù)運(yùn)算得到每戶應(yīng)承擔(dān)的對(duì)路燈的供電時(shí)間Ti；⑤依次輪流從輸出端口O1～Oi輸出Ti寬的負(fù)脈沖，使各繼電器J1～Ji相繼動(dòng)合，實(shí)現(xiàn)各住戶輪流對(duì)路燈供電，也就實(shí)現(xiàn)了路燈用電量即電費(fèi)的自動(dòng)分配。
權(quán)利要求1.一種住宅公片路燈用電量分配裝置，包括開(kāi)關(guān)按鈕電路(5)，路燈電路(6)，其特征在于它還包括內(nèi)有監(jiān)控程序的單片機(jī)(1)，相線切換電路(2)，開(kāi)關(guān)按鈕電路(5)的一端送入單片機(jī)(1)，單片機(jī)(1)的輸出信號(hào)O1～Oi與相線切換電路(2)中的R1～Rj相應(yīng)連接，相線切換電路(2)中的各繼電器J1～Ji的動(dòng)合觸點(diǎn)DH1～DHi并接后與路燈電路(6)的一端A相連，其中單片機(jī)(1)負(fù)責(zé)對(duì)各種輸入信號(hào)的處理，以及產(chǎn)生相線切換電路(2)的切換信號(hào)，具體地說(shuō)，單片機(jī)(1)不斷地檢測(cè)輸入端口P3.7的狀態(tài)，一旦檢測(cè)到為有效電平，單片機(jī)(1)從O1～Oi送出一個(gè)監(jiān)控程序內(nèi)定的持續(xù)時(shí)間為T(mén)i的有效電平信號(hào)，通過(guò)Q1～Qi中的一個(gè)三極管的驅(qū)動(dòng)放大，使得繼電器J1～Ji中的一個(gè)動(dòng)合，將對(duì)應(yīng)引自住戶電表用戶側(cè)的相線即X1～Xi中的一條切換進(jìn)路燈電路(6)的一端A，對(duì)路燈電路(6)供電，由于每個(gè)住戶的相線輪流依次按時(shí)間Ti對(duì)路燈電路(6)提供電能，因此路燈一次點(diǎn)亮?xí)r間為T(mén)i乘以住戶數(shù)i。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的住宅公用路燈用電量分配裝置，其特征在于在單片機(jī)(1)的輸入端口P3.6上設(shè)置一環(huán)境光亮度判斷電路(3)，其判斷輸出結(jié)果送入單片機(jī)(1)，供其監(jiān)控程序識(shí)別判斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的住宅公用路燈用電量分配裝置，其特征在于環(huán)境光亮度判斷電路(3)其核心是采用單電源比較器7，它的輸出端Out接有一個(gè)上拉電阻Rg，電阻Rc、Rd串接后連于比較器7的同相輸入端P，電阻Rc的另一端接+5，電阻Rd的另一端接系統(tǒng)地，電阻Re、Rf串接后連于反相輸入端N，電阻Re的另一端接+5，電阻Rf的另一端接系統(tǒng)地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的住宅公用路燈用電量分配裝置，其特征在于在單片機(jī)(1)的輸入端口P3.4、P3.5上設(shè)置有一路燈點(diǎn)亮?xí)r間選擇電路(4)，供單片機(jī)(1)的監(jiān)控程序識(shí)別判斷。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種住宅公用路燈用電量分配裝置。采用內(nèi)有監(jiān)控程序的單片機(jī)為核心,由開(kāi)關(guān)按鈕電路、路燈電路、相線切換電路、路燈點(diǎn)亮?xí)r間選擇電路、環(huán)境光亮度判斷電路組成。當(dāng)開(kāi)關(guān)電路中的開(kāi)關(guān)被按下,它能根據(jù)設(shè)定的路燈點(diǎn)亮?xí)r間除以住戶數(shù)得到平均時(shí)間,按此平均時(shí)間依次輪流地將路燈接入到各住戶電表,以達(dá)到平均分配電量(即電費(fèi))的目的。本實(shí)用新型具有制造成本低、安裝方便、節(jié)約電能、易于推廣等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H05B37/02GK2318790SQ9821028
公開(kāi)日1999年5月12日 申請(qǐng)日期1998年1月11日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月11日
發(fā)明者沈紅衛(wèi) 申請(qǐng)人:沈紅衛(wèi)