RU232247U1 - Светодиодный светильник, саморегулируемый от естественной освещенности - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к осветительной технике, неподвижно установленным осветительным устройствам, и может быть использована для освещения торговых, производственных и жилых помещений. Решаемая задача - снижение электропотребления, повышение срока службы светильника и поддержание оптимального уровня освещенности. В саморегулируемом светильнике, содержащем источник питания, фильтр помех, преобразователь напряжения, контроллер выходного тока, светодиоды, цифровой блок управления и оптический датчик освещенности на корпусе светильника, выход которого соединен с входом цифрового блока управления, имеющего двухстороннюю связь с модулем памяти и выход, соединенный с входом контроллера, это достигается тем, что контроллер выходного тока имеет один канал и подключен к одному источнику света, состоящего из последовательно соединенных между собой светодиодов, которые имеют идентичные спектры излучений и связаны посредством цифрового блока управления и контроллера с модулем памяти для автоматического регулирования оптимального уровня освещенности. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к осветительной технике, а именно к непереносным, неподвижно установленным осветительным устройствам, и может быть использована для освещения офисных, торговых, спортивных, производственных, жилых и других помещений.

Светильник может быть установлен в ячейке подвесного потолка, непосредственно к потолку, а также на стены. Известен энергосберегающий светодиодный светильник (патент на полезную модель №109263, 2011 г.). Светильник содержит источник света в виде светодиодных групп параллельно соединенных, преобразователь напряжения и датчик присутствия с питанием от сети. Каждая светодиодная группа подключена к питающей сети через свой преобразователь. При этом одна светодиодная группа с преобразователем подключена напрямую к питающей сети, а остальные через выключатель, управляемый датчиком присутствия. Для дежурного освещения используют работу одной светодиодной группы в нормальном режиме. При появлении человека в зоне освещения светильника срабатывает датчик присутствия (акустический, инфракрасный), по сигналу которого подключаются все остальные светодиодные группы. Таким образом, обеспечивается работа светильника в энергосберегающем режиме. Данный светильник не учитывает естественное освещение через окна и светопрозрачные перегородки. Работа светодиодного светильника никак не связана с естественным освещением, что и снижает его энергосберегающий фактор.

Известен регулируемый светодиодный светофор (патент РФ №2249524, 2003 г.), который обеспечивает контроль яркости излучения светодиодов и ведения режимов двойного снижения напряжения. Степень яркости излучения фиксируется фоторезисторами и регулируется ступенчато в двух или трех режимах освещенности, что и не позволяет в полной мере обеспечить энергосбережение светодиодного светофора.

Известен «Интеллектуальный драйвер светодиодного светильника» (патент РФ №2426281, кл. Н05В 37/02, 2010 г.), который относится к области контроля и регулировки процесса освещения светодиодными светильниками. Драйвер (блок питания светодиодов) содержит последовательно соединенные генератор синусоидального напряжения, преобразователь напряжения, фильтр и светодиодный светильник, датчик тока, датчик напряжения, датчик освещенности, блок управления, интерфейсный блок, задающий блок, блок индикации, исполнительные механизмы и технологические датчики. Блок управления соединен с датчиками напряжения, тока, освещенности, блоком индикации, интерфейсным блоком, технологическими датчиками и исполнительными механизмами. Технический результат - повышение точности, возможность диагностики и коррекции светового потока. Блок питания работает следующим образом. Блок управления получает через интерфейсный блок алгоритм задания от задающего блока и воздействует на преобразователь напряжения, обеспечивающего преобразование напряжения генератора и контролируемого датчиком напряжения и датчиком тока. Коррекция тока светодиодного светильника производится либо по заданному уровню тока, либо по заданной освещенности измеряемой датчиком освещенности. Датчик освещенности измеряет освещенность самого светодиодного светильника. Информация с датчика освещенности поступает через блок управления в блок индикации. Естественная освещенность, которая меняется в течение суток, от окон, светопрозрачных перекрытий и перегородок не учитывается. Это приводит к лишним энергозатратам, сокращает срок службы компонентов светильника и не позволяет добиться равномерной освещенности от группы светильников, так как не учитывается влияние естественного освещения. напряжений и включение вместо него дросселя. Подбором номинала индуктивности дросселя и времени открытого состояния ключевого элемента микросхемы обратноходового преобразователя добиваются формирования на дросселе напряжения обратного хода, равного рабочему напряжению линейки светодиодов. Стабилизация тока линейки светодиодов осуществляется с помощью балластного сопротивлении небольшого номинала, падение напряжения на котором открывает светодиод оптоэлектронного преобразователя, включенного в обратную связь устройства

Установка дополнительного фототранзистора, включенного параллельно фототранзистору оптоэлектронного преобразователя, позволяет регулировать ток линейки.

Известно "Устройство управления током светодиодов" (патент RU 163910 U1 2015.02.03), относится к светотехнике и может быть использовано в производстве осветительных приборов, предназначенных для промышленного и бытового применения.

Устройство управляет током линейки светодиодов. Новым в данном устройстве является исключение из конструкции обратноходового преобразователя напряжения импульсного трансформатора светодиодов от нуля до максимального значения при изменении уровня внешнего естественного освещения, делая устройство исключительно полезным при организации лестничного освещения многоквартирного жилого дома.

Недостатком данного устройства является невозможность поддерживать освещенность на заданном оптимальном уровне отдельным или группой светильников, освещаемой ими поверхности, ввиду необходимости вывода их датчиков (фототранзисторов) за пределы помещения. При установке в помещении, датчики будут регистрировать свет от своих светильников, что приведет к непредсказуемому результату.

В качестве прототипа выбираем систему освещения с обратной связью от датчиков (патент US 20130307419 AI). Система освещения включает в себя источники света с различными спектрами излучений, сенсорный блок и систему управления. Блок датчиков предназначен для измерения спектрального содержания света. Система управления может отобрать спектральное распределение для дополнения от других источников света от частей видимого спектра до ультрафиолетовых и инфракрасных. Спектры различных цветов от 4-50. Назначение освещения эстетическое и коммерческое. Так, например, при обнаружении помидора светильник излучает красный свет, а при обнаружении баклажана - фиолетовый.

В патенте US 20130307419 AI источники света соединены параллельно. Согласно этой логике в работе светильника происходит коммутация спектров света различной цветовой гаммы с целью получения необходимого спектра излучения светильника. Отличия системы освещения патента US 20130307419 AI и светодиодного светильника саморегулируемого от естественного освещения представлены в таблице.

Решаемая техническая задача - создание светодиодного светильника саморегулируемого от естественного освещения, снижение энергопотребления, повышение срока службы светильника и поддержание оптимального уровня освещенности.

Решаемая техническая задача в светодиодном светильнике саморегулируемого от естественной освещенности, содержащем источник питания, фильтр помех, преобразователь напряжения, контроллер выходного тока, светодиоды, цифровой блок управления и оптический датчик освещенности, установленный на наружной стенке корпуса светильника и направленный вниз в сторону освещаемой светильником поверхности, выход которого соединен с входом цифрового блока управления, имеющего двухстороннюю связь с модулем памяти и имеющего выход, соединенный с сигнальным входом контроллера, отличающемся тем, что контроллер выходного тока имеет один канал и подключен к одному источнику света, состоящему из последовательно соединенных между собой светодиодов, которые имеют идентичные спектры излучений и связаны посредством цифрового блока управления и контроллера с модулем памяти для автоматического регулирования оптимального уровня освещенности. Для поддержания оптимальной освещенности в процессе работы светильника, цифровой блок управления сравнивает значение оптимальной освещенности, записанной в модуле памяти, со значением датчика освещенности и посылает сигнал управления в контроллер выходного тока. В результате этого происходит регулирование тока светодиодов в большую или меньшую сторону до полного совпадения значения датчика и значения в модуле памяти. Таким образом, поступающий в окна солнечный свет, приводит к снижению световой мощности светильника. Происходит снижение энергопотребления, но общая освещенность в помещении не меняется и остается в пределах значения оптимальной освещенности.

На фиг. 1 представлена структурная схема светодиодного светильника саморегулируемого от естественного освещения.

На фиг. 2 - расположение датчика освещенности в светодиодном светильнике саморегулируемом от естественного освещения.

В примере конкретной реализации светильник 8 содержит: 1 - фильтр помех, 2 - преобразователь напряжения сети, использован преобразователь переменного тока в постоянный АС/ДС; 3 - контроллер выходного тока с ШИМ-регулятором выходного тока; 4 - светодиоды. Позиции 1, 2, 3, 4 соединены последовательно. Выход датчика освещенности (фоторезистора) 6 соединен с входом цифрового блока управления 5, выход которого соединен с сигнальным входом контроллера выходного тока 3. Также цифровой блок управления соединен с модулем памяти 7.

Светодиодный светильник саморегулируемый работает следующим образом (фиг. 1).

Фоторезистор 6, включенный в электрическую цепь, содержащую источник постоянного тока, при облучении изменяет сопротивление, что приводит к изменению тока, который используется для регистрации излучений. На фиг. 2 показано расположение датчика освещенности 6 в светильнике 8. Он установлен на наружной части корпуса светильника и направлен вниз - в сторону освещаемой светильником поверхности 9 в помещении 10. В процессе работы, датчик 6 измеряет освещенность освещаемой светильником поверхности и посылает измеренную информацию в цифровой блок управления 5. Цифровой блок управления 5 сравнивает полученную информацию со значением в модуле памяти и, если помимо света от светильника 8 датчик 6 фиксирует дополнительно естественный свет, проникающий из окна, то значение датчика превысит значение в модуле памяти, и цифровой блок управления 5 посылает сигнал управления в контроллер выходного тока 3 с целью снижения тока светодиодов 4 для восстановления равенства значения датчика освещенности и значения в модуле памяти, поддерживая оптимальную освещенность в помещении. Таким образом, естественный свет, проникающий из окна, приводит к снижению световой мощности светильника. При этом освещенность освещаемой поверхности остается на прежнем оптимальном уровне. Программа работы блока 5 обеспечивает поддержание уровня освещенности освещаемой светильником поверхности на оптимальном уровне путем анализа значений датчика и модуля памяти. При расположении группы светильников, например, на потолке, светильники будут создавать одинаковую равномерную освещенность независимо от удаленности от окна. При этом каждый светильник будет иметь свой уровень потребляемой энергии, тем больший, чем дальше от окна он расположен. Из приведенного следует, что каждый светодиодный светильник саморегулируемый от естественного освещения позволяет потреблять минимальное количество энергии, достаточное для поддержания оптимальной освещенности в помещении, и как следствие, продлить свой ресурс, работая на неполную мощность в течение светового дня. В настоящее время изготовлена опытная партия светодиодных светильников саморегулируемых от естественной освещенности, которая прошла всесторонние испытания.

Claims (1)

1. Светодиодный светильник саморегулируемый от естественной освещенности, содержащий источник питания, фильтр помех, преобразователь напряжения, контроллер выходного тока, светодиоды, цифровой блок управления и оптический датчик освещенности, установленный на наружной стенке корпуса светильника и направленный вниз в сторону освещаемой светильником поверхности, выход которого соединен с входом цифрового блока управления, имеющего двухстороннюю связь с модулем памяти и имеющего выход, соединенный с сигнальным входом контроллера, отличающийся тем, что контроллер выходного тока имеет один канал и подключен к одному источнику света, состоящему из последовательно соединенных между собой светодиодов, которые имеют идентичные спектры излучений и связаны посредством цифрового блока управления и контроллера с модулем памяти для автоматического регулирования оптимального уровня освещенности.