автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.07, диссертация на тему:Локально-централизованная система дистанционного управления освещением на базе ЭПРА с частотным регулированием мощности люминесцентных ламп

На правах рукописи

У'

003470527

ПЬЯНЗИН ДЕНИС ВАСИЛЬЕВИЧ

ЛОКАЛЬНО-ЦЕНТРАЛИЗОВАННАЯ СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ОСВЕЩЕНИЕМ НА БАЗЕ ЭПРА С ЧАСТОТНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ МОЩНОСТИ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП

Специальность: 05.09.07 - светотехника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саранск 2009

003470527

Работа выполнена на кафедре радиотехники Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва»

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Витковскнн Олег Павлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Свешников Виктор Константинович

кандидат технических наук, доцент Вдовин Михаил Владимирович

Ведущая организация - ГУП Республики Мордовия «НИИИС имени А.Н. Лодыгина»

Защита состоится «17» июня 2009 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212. 117.13 при ГОУВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» по адресу: 430005, г. Саранск, ул. Большевистская, д.68, корп. 2, ауд. 243.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва».

Отзывы на автореферат просим направлять по адресу: 430005, г. Саранск, ул. Большевистская, д.68а, ГОУВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва», Диссертационный совет Д 212.117.13.

Автореферат разослан «_»_2009 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета Д 212.117.13

к.т.н., доценг

Общая характеристика работы

Актуальность работы. В настоящее время, большое внимание уделяется проблеме экономии электроэнергии при освещении помещений. Внедрение регулируемых электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА) открывает широкие возможности в плане построения систем управления освещением (СУО). Их применение обеспечивает возможность значительной экономии электроэнергии и формирования комфортных режимов освещения в жилых и офисных помещениях [1,2].

Российские компании на сегодняшний день только выходят на рынок систем управления освещением, поэтому пока им трудно конкурировать с ведущими мировыми производителями в данной области. Однако, большинство СУО, которые предлагают зарубежные компании, поставляются в ограниченном количестве и относятся к централизованным системам, что в свою очередь предопределяет их высокую стоимость и определённую область применения.

Рынок систем управления освещением имеет тенденцию к постоянному росту, в частности, появилась ниша относительно дешёвых СУО с менее широкими функциональными возможностями (по сравнению с централизованными системами), основным достоинством которых является экономия электроэнергии, а также возможность адресного управления световым потоком светильников и их диагностики на наличие неисправностей [3]. Главными потребителями систем такого уровня являются административные учреждения, предприятия, частные фирмы и т.д. Таким образом, у разработчиков появляется возможность занять указанную нишу, предлагая относительно недорогие системы управления освещением.

С целью дальнейшего развития принципов построения СУО, целесообразно рассмотреть возможность и определить эффективность применения систем дистанционного управления освещением с ИК - каналом приёма и передачи информации, обладающих функциями как локальных, так и централизованных систем, что позволит сохранить широкие функциональные возможности, упростить монтаж системы и снизить её себестоимость.

Цель работы. Разработка и исследование элементов локально - централизованной системы управления освещением, которая позволяет обеспечить дистанционное адресное управление световым потоком отдельных либо группы светильников с помощью пульта дистанционного управления (ПДУ), а также централизованную диагностику причин отказов осветительных установок на базе персонального компьютера (ПК) с применением специально разработанного программного обеспечения. Кроме этого, решается задача по разработке средств математического моделирования и прикладных программ для исследования ЭПРА с частотным регулированием мощности люминесцентных ламп (ЛЛ).

В соответствии с поставленной целью сформулированы задачи работы:

- анализ принципов построения современных систем управления освещением и их отдельных функциональных узлов, а также средств моделирования и автоматизированного проектирования, которые применяются при разработке СУО;

- разработка элементов локально - централизованной системы управления освещением;

- разработка экспериментальной установки для снятия электрических характеристик различных типов современных люминесцентных ламп при высокочастотном питании;

- разработка программы автоматизированного расчёта параметров ЭПРА;

- разработка модели регулируемого ЭПРА с люминесцентными лампами и системой управления с применением среды МаЛаЬ с целью проведения исследований различных схемотехнических вариантов построения данных аппаратов.

Методы исследования. В диссертации использованы методы математического моделирования, программирования, схемотехнического анализа, теории измерений, экспериментальные методы.

Научная новизна работы:

- предложен принцип построения и структура локально - централизованной системы дистанционного управления освещением, а также разработаны её элементы с применением микроконтроллерных средств;

- разработана экспериментальная установка для снятия электрических характеристик современных типов люминесцентных ламп при высокочастотном питании, позволяющая формировать токи в цепи лампы и напряжения на ней с учётом регулировки светового потока ЛЛ, а также выполнять компьютерную обработку результатов измерений;

- разработана модель регулируемого ЭПРА с люминесцентными лампами и системой управления с применением среды Ма^аЬ на основе сочетания методов имитационного и структурного моделирования, что позволяет значительно упростить её, а также повысить скорость вычислений. При этом модель ЛЛ не требует математического описания внутренних процессов лампы, так как достаточным является лишь наличие вольтамперной характеристики, которая задаётся в табличной форме с применением функциональных модулей среды МаЛаЬ.

Практическая ценность работы:

- предложена локально - централизованная система дистанционного управления освещением с ИК - интерфейсом;

- на основе проведённых исследований разработана экспериментальная установка для снятия электрических характеристик современных типов люминесцентных ламп при высокочастотном питании;

- разработан и изготовлен макетный образец регулируемого ЭПРА с микроконтроллерной системой управления, пульт дистанционного управления с ИК - интерфейсом, которые являются основными элементами указанной системы управления освещением;

- разработанное программное обеспечение СУО может найти практическое применение в аналогичных системах на светодиодах.

Положения, выносимые на защиту:

- принципы построения и схемотехнические решения локально - централизованной системы управления освещением;

- комплект программ для реализации алгоритма работы системы;

- математическая модель ЭПРА с частотным регулированием мощности люминесцентных ламп;

- результаты исследования процесса изменения тока в цепях электродов люминесцентных ламп при регулировании мощности в различных схемах электронных пускорегулирующих аппаратов.

Личный вклад автора. Обоснование поставленных задач и перспективных направлений исследований, разработка основных положений второй, третьей и четвёртой глав диссертации, создание установки для снятия электрических характеристик люминесцентных ламп и макетного образца ЭПРА с дистанционным управлением выполнены совместно с к.т.н., доцентом Витковским О.П. Компьютерное моделирование, написание прикладных программных средств, проведение исследований, анализ научных и практических результатов выполнены автором самостоятельно.

Достоверность результатов работы основана: на экспериментальном подтверждении адекватности используемых при исследовании моделей; на достаточном совпадении экспериментальных и расчетных данных; на успешном внедрении в практику решений, полученных на основе теоретических разработок.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры радиотехники Мордовского государственного университета имени Н.П. Огарёва (Саранск 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009 г.г.), на IV Всероссийской научно - технической конференции «Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики» (Саранск, 2006 г.), на V и VI Республиканской научно - практической конференции «Наука и инновации в Республике Мордовия» (Саранск, 2006, 2007 г.г.), на V Всероссийской молодёжной научной школе «Материалы нано-, микро-, оптоэлектрони-ки и волоконной оптики: физические свойства и применение» (Саранск, 2006 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 10 печатных работ в сборниках, журналах, тезисах докладов на конференциях. Список работ приведён в конце автореферата.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников, приложений. Общий объём диссертации 173 страницы, включая 8 таблиц, 66 рисунков и 5 приложений. Список использованных источников содержит 82 наименования.

Содержание работы

Введение. Во введении показана актуальность диссертационной работы, её научная новизна и практическая ценность, сформулированы основные положения, выносимые на защиту, представлена структура диссертации.

1 Современные системы управления освещением на базе регулируемых ЭПРА. В первой главе проводится анализ принципов построения и тенденций развития современных систем управления освещением, способов дистанционного управления освещением, особенностей построения современных регулируемых ЭПРА для питания ЛЛ, способов моделирования электронных пускорегулирующих аппаратов.

Современные системы управления освещением могут быть разделены на три группы, по количеству управляемых световых точек. Для первой группы характерно

управление одним либо несколькими близко расположенными светильниками. Электронный блок управления таких систем встраивается прямо в корпус управляемого светового прибора. Вторая группа систем управления имеет локальный характер и охватывает световое оборудование отдельных помещений. Наиболее сложные - централизованные системы, допускающие подключение большого числа раздельно управляемых групп светильников в пределах одного или даже нескольких зданий. В системах третьего типа в качестве центральной станции выбирается персональный компьютер, позволяющий осуществлять единый контроль над сетью локальных станций управления освещением. Наиболее применяемым в настоящее время способом обмена информацией между локальными станциями и персональным компьютером в системе управления освещением является использование специальной выделенной линии. Данный способ также применяется для обмена информацией в локальных системах, входящих в централизованную СУО [4,5].

Область применения каждой из трёх систем, представленных в классификации, определяется, как правило, экономической целесообразностью, а также финансовыми возможностями предприятия, либо учреждения, в котором данная СУО будет эксплуатироваться.

Предлагается комбинированная локально - централизованная система дистанционного управления освещением, которая отличается тем, что пульт дистанционного управления и ЭПРА светильников, расположенные в различных локальных системах, обеспечивают взаимную передачу и приём цифровых сигналов по ИК -каналу, а также сохранение принятой информации в памяти ПДУ с последующем его подключением к ПК для централизованной диагностики состояния светильников с использованием специально разработанного программного обеспечения.

При построении локально - централизованной системы управления освещением отсутствует необходимость прокладки дополнительной выделенной линии между ПДУ и ПК, так как для диагностики состояния системы может использоваться любой персональный компьютер при установке соответствующего программного обеспечения. Кроме этого, ПДУ такой системы является мобильным, что обеспечивает возможность его подключения к СОМ либо USB порту персонального компьютера. При такой конфигурации снижается себестоимость системы, трудоёмкость процесса монтажа и установки. Применение ИК - интерфейса позволило создать малогабаритный ПДУ на базе микроконтроллера с широкими функциональными возможностями: адресное управление световым потоком отдельных либо группы светильников, двусторонний обмен данными между пультом управления и ЭПРА, диагностику неисправностей светильников, подключение к ПК с целью обработки полученной информации.

В процессе проектирования СУО важное значение имеет разработка и исследование регулируемых ЭПРА, которые определяют, в значительной степени, качественные параметры системы - от создания комфортного уровня освещения и повышения эксплутационных характеристик самих источников света до реализации энергосберегающих технологий. Одной из основных задач при разработке данных аппаратов является обеспечение максимального срока службы JIJI, который в значительной степени определяется требованиями к эксплуатации электродов ламп при регулировании светового потока в заданном диапазоне.

С целью проведения исследований процесса изменения тока в цепях электродов люминесцентных ламп при различных вариантах построения регулируемых ЭПРА, разработана математическая модель электронного пускорегулирующего аппарата с люминесцентными лампами и системой управления в среде МгЛЬаЬ. При этом использовались методы имитационного и структурного моделирования.

В работе предлагается способ построения моделей люминесцентных ламп путём задания их вольтамперных характеристик в табличной форме с применением функциональных модулей среды Ма1ЬаЬ. Такие модели ламп могут подключаться непосредственно в модель ЭПРА, построенную на основе электротехнических элементов библиотеки 81тРо\уег8у51ет5.

Предложенный способ моделирования ЭПРА позволяет упростить процесс моделирования и исследования данных устройств и может найти широкое применение в инженерной практике при разработке электронных пускорегулирующих аппаратов.

2 Разработка локально - централизованной системы дистанционного управления освещением. Во второй главе изложены принципы построения локально - централизованной системы управления освещением по ИК - каналу и определены её параметры, разработан специализированный ПДУ для адресного управления световым потоком светильников и их диагностики на наличие неисправностей. Кроме этого, разработаны протокол обмена цифровой информацией между ПДУ и светильниками по ИК - каналу, а также алгоритмы программного обеспечения данной СУО.

Данная система разработана с учетом её применения в административных, офисных и производственных помещениях с использованием типовых конструкций светильников.

Структурная схема локально - централизованной системы управления освещением приведена на рис.1.

Система включает в себя следующие функциональные узлы:

- регулируемые ЭПРА с микроконтроллерной системой управления;

- пульт дистанционного управления с ИК - интерфейсом и возможностью подключения ПДУ к персональному компьютеру;

- персональный компьютер для диагностики неисправностей светильников со специально разработанным программным обеспечением;

- светильники с люминесцентными лампами, число которых может варьироваться в зависимости от требований заказчика;

- специализированные датчики движения и освещения.

Основные функции системы дистанционного управления освещением состоят в следующем:

- дистанционное включение и выключение света;

- регулировка светового потока ламп в диапазоне 5%-100%;

- при выключении и повторном включении светильников сохраняется предыдущее значение светового потока;

- адресное управление одним или группой светильников по желанию пользователя;

- диагностика причин нарушения работоспособности светильников (низкое напряжение сети, отсутствие поджига лампы, повреждение электродов лампы, погасание лампы, отсутствие лампы).

_ЛОКАЛЬНАЯ СУО ПОМЕЩЕНИЯ 1

II 11 П-п п—п П-п п и п—г

аз=п гсггп

_ ДАТЧИКИ ДВИЖЕНИЯ И ОСВЕЩЕНИЯ

Р

ЛОКАЛЬНАЯ СУО ПОМЕЩЕНИЯ 2

п—П 1ГГД

П-г

п-п.

II и

П-п

П-п

II II,

4

ДАТЧИКИ ДВИЖЕНИЯ И ОСВЕЩЕНИЯ

ЛОКАЛЬНАЯ СУО ПОМЕЩЕНИЯ N

<1 ' 41

п—П

П-1)

_ ДАТЧИКИ ДВИЖЕНИЯ И ОСВЕЩЕНИЯ

ПДУ

Е3|

Рис.1. Структурная схема локально - централизованной системы управления освещением с ИК - интерфейсом

Передача команд управления с ПДУ, в инфракрасном диапазоне, выполняется с использованием амплитудно - импульсной модуляции несущей частоты Гисс = 36 кГц по специально разработанному последовательному протоколу. В основу данного протокола заложен стартстопный способ передачи информации. Регистрация уровней принимаемых на пульт сигналов осуществляется с применением метода стробирования.

Диагностика локально - централизованной системы управления освещением выполняется централизованно с применением персонального компьютера и специально разработанной программы. Целью диагностики является определение наличия неисправностей в отдельных светильниках системы. Информация об их состоянии передаётся на ПДУ с микроконтроллерной системы управления светильника по ИК - каналу, после этого пульт подключается к СОМ порту компьютера с помощью стандартного кабеля, далее запускается специально разработанная программа диагностики, которая выводит на экран полученные данные.

Разработка отдельных узлов, блоков и алгоритмов локально - централизованной системы управления освещением выполнялась на кафедре радиотехники Мор-

I 9

|

I довского государственного университета им. Н. П. Огарёва. Отладка работы указанной системы управления освещением проводилась на демонстрационном макете, ' который включает в себя регулируемый светильнике ЭПРА на микросхеме 1Я21592 и систему управления на МК Р1С12Р629, пульт дистанционного управления на МК 1 Р1С16Р627, рис. 2, персональный компьютер со специально разработанным про-| граммным обеспечением. Регулируемый ЭПРА и его система управления были ус) тановлены в светильник типа «Мистраль 418А11» на четыре люминесцентные лампы Ь-18"Ш765 мощность 18 Вт каждая, рис.3. Проведены испытания работоспособ-' ности демонстрационного макета в номинальных и аварийных режимах. Результаты I испытаний подтвердили работоспособность электрических схем и программного I обеспечения.

Рис.3. Расположение ЭПРА и микроконтроллерной системы управления в светильнике типа «Мистраль 418А11»

3 Разработка регулируемого ЭПРА с микроконтроллерной системой управления. В третьей главе изложены материалы по разработке регулируемого ЭПРА с микроконтроллерной системой управления, специализированной экспериментальной установки для снятия электрических характеристик современных типов ЛЛ, а также программного обеспечения для выполнения автоматизированного расчёта параметров ЭПРА с частотным регулированием мощности.

На рис.4 приведена структурная схема разработанной экспериментальной установки для снятия электрических характеристик ЛЛ.

Установка состоит из следующих функциональных узлов:

1 - персональный компьютер;

2 - комплект специально разработанного программного обеспечения;

3 - комплект измерительного оборудования характеристик ЛЛ при ВЧ - питании;

4 - исследуемая ЛЛ;

5 - источник питания;

6 - комплект приборов для настройки источника питания под различные типы

ЛЛ.

Установка позволяет измерять электрические характеристики современных люминесцентных ламп (ТС - TL, PL - L, Т5, Т8, Т12, L и т.д.) при высокочастотном режиме питания в диапазоне изменения мощности 5% - 100%, а также выполнять компьютерную обработку результатов измерений.

Выполнены измерения вольтамперной характеристики ЛЛ типа L-18W/765 в диапазоне регулирования мощности 5% - 100%. Данная характеристика используется в диссертационной работе при построении регулируемого ЭПРА и его математической модели.

1

Рис.4. Структурная схема измерительной установки

С целью автоматизации процесса проектирования ЭПРА с частотным регулированием мощности, а также обработки результатов измерений, полученных с применением измерительной установки, разработана программа автоматизированного расчёта параметров электронных пускорегулирующих аппаратов, которая позволяет рассчитать:

- индуктивность ЬГС5 и ёмкость Сге8 выходного каскада;

- частоты подогрева ГфЬ и пробоя Г,к„;

- ток пробоя 1,кп;

-диапазон частот регулирования;

- фазовую характеристику выходного каскада;

- номинальные значения навесных элементов настройки микросхем драйверов серии 1Я2159.

Используя результаты автоматизированного расчёта, моделирования, а также электрические характеристики ЛЛ, разработан макетный образец регулируемого ЭПРА.

В структуру ЭПРА входят: сетевой фильтр; выпрямитель; корректор коэффициента мощности с функцией повышающего стабилизатора напряжения; полумостовой инвертор, генерирующий напряжение высокой частоты для питания люминесцентных ламп; выходной каскад; микроконтроллерная система управления.

Система управления ЭПРА выполняет следующие функции:

- приём информации с пульта дистанционного управления и её обработка;

- управление световым потоком люминесцентных ламп, путем подачи напряжения на управляющий вход микросхемы драйвера;

- контроль работоспособности ЭПРА;

- передача информации на пульт дистанционного управления для диагностики состояния ЭПРА.

4 Математическое моделирование и исследование ЭПРА системы дистанционного управления освещением. В четвёртой главе представлена модель регулируемого ЭПРА с люминесцентными лампами и системой управления, а также результаты исследования процесса изменения тока в цепях электродов ЛЛ при частотном регулировании мощности для различных схемотехнических решений электронных пускорегулирующих аппаратов.

Структурная схема моделируемого ЭПРА приведена на рис.5, а его математическая модель на рис.6.

Модель ЭПРА с люминесцентными лампами и системой управления построена в среде МаЛаЬ на основе сочетания методов имитационного и структурного моделирования, что позволяет значительно упростить её, а также повысить скорость вычислений. Силовая часть ЭПРА выполнена с использованием имитационных блоков библиотеки 81тРо\уег8уз1етз, а система управления и модель ЛЛ с помощью блоков БтиНпк, отражающие лишь алгоритм их работы.

ЮС

четырёх люминесцентных ламп

Построение математической модели выполнено с учётом следующих допущений:

- взаимная магнитная связь обмоток трансформатора представлена в виде управляемых источников напряжения, включённых последовательно с ёмкостью в цепях накала. Данный подход позволяет существенно упростить моделирование магнитосвязанных цепей и ускорить решение задачи. В качестве сигнала управления используется напряжение на дросселе колебательного контура Lres, которое снимается с датчика напряжения и передаётся с определённым коэффициентом передачи во вторичные цепи;

- электроды JIJI представлены в виде активных сопротивлений;

- в модели приведена нагрузка для одного плеча с люминесцентными лампами, включёнными последовательно, при этом принимается во внимание, что параметры плеч одинаковы, а высокочастотные импульсы питания генерируются источником напряжения.

Модель люминесцентной лампы, приведённая на рис.7, представлена как управляемый источник напряжения. Зажимами данной нагрузки являются выходные порты Out 1 и Out 2. Управляющий сигнал для источника напряжения получен путём умножения мгновенных значений тока, снимаемых с датчика, на сопротивление люминесцентной лампы. Это сопротивление рассчитывается с использованием блоков одномерной таблицы Look-Up Table, которые содержатся в базовой библиотеки Simulink и позволяют задавать в табличной форме функцию одной переменной. В блок Look-Up Table вводится зависимость изменения тока в цепи лампы от частоты, а в блок Look-Up Table 1 вольтамперная характеристика JIJI.

□

Сиггеп Мбэяхвтбгх Ои11

-КГ)

СМ2

Рис.7. Модель люминесцентной лампы

На основе разработанной модели ЭПРА, проведены исследования процесса изменения тока в цепях электродов люминесцентных ламп при частотном регулировании для двух конфигураций схем выходного каскада в диапазоне изменения мощности 5% - 100%. Первая конфигурация соответствует рис.5, во второй конфигурации структурной схемы отсутствуют вторичные обмотки магнитосвязанных цепей Ьяейв, ЬКЕ5В|, ЬККеъ ЬКЕ501, а конденсаторы С^ и Сге5) подключены параллельно ЛЛ через их электроды.

На основе полученных результатов моделирования можно сделать вывод о целесообразности применения первой конфигурации структурной схемы, которая позволяет выбрать номинальное значение и минимизировать диапазон изменения тока в цепях электродов ЛЛ в процессе регулирования мощности.

Выполнены также исследования процесса изменения тока в цепях электродов ЛЛ при частотном регулировании мощности для различных значений ёмкости и индуктивности выходного каскада. Используя полученные зависимости, определены параметры выходного каскада ЭПРА с учётом заданного тока подогрева электродов ЛЛ и частотных свойств микросхемы драйвера.

Выводы

В процессе выполнения диссертационной работы решены следующие научные и практические задачи:

1. Разработана локально - централизованная система управления освещением с применением современных микроконтроллерных средств.

2. Разработан комплект программного обеспечения, включающий в себя:

- программное обеспечение системы управления светильниками;

- программу диагностики неисправностей светильников на базе персонального компьютера;

- программу автоматизированного расчёта параметров ЭПРА с частотным регулированием мощности ЛЛ на основе заданных электрических характеристик люминесцентных ламп.

3. Разработана экспериментальная установка для снятия электрических характеристик различных типов люминесцентных ламп при высокочастотном питании.

4. Разработана модель регулируемого ЭПРА с люминесцентными лампами и системой управления в среде МаЛаЬ. На базе данной модели проведены исследования процесса изменения тока в цепях электродов люминесцентных ламп в диапазоне регулирования мощности 5% - 100% для различных схем ЭПРА.

5. Изготовлены демонстрационный макет регулируемого светильника и пульт дистанционного управления с ИК - интерфейсом. Проведены испытания демонстрационного макета в номинальных и аварийных режимах. Результаты испытаний подтвердили работоспособность электрических схем и программного обеспечения.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих

работах:

Статья, опубликованная в издании, рекомендованном ВАК РФ.

1. Пьянзин, Д.В. Моделирование ЭПРА с частотным регулированием мощности люминесцентных ламп / Д.В. Пьянзин // Светотехника, 2009, №1. С. 23-25.

Статьи, опубликованные в прочих научных изданиях.

2. Пьянзин, Д.В. Формирование ШИМ сигнала на микроконтроллере / Д.В. Пьянзин, О.П. Витковский, Д.А. Третьяков // Материалы IX научной конференции молодых учёных, аспирантов и студентов Мордовского государственного университета имени Н.П. Огарева. Естественные и технические науки. Часть 2. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2004. - С. 147-148.

3. Пьянзин, Д.В. Исследование режимов работы электронного ПРА на основе математической модели / Д.В. Пьянзин, О.П. Витковский // Наука и инновации в Республике Мордовия: материалы V респ. науч.-практ. конф., Саранск, 8-9 февр. 2006 г. / ред-кол.: В.А. Нечаев (отв.ред.) [ и др.]. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2006.-С. 350-353.

4. Пьянзин, Д.В. Применение средств математического моделирования и автоматизированного проектирования для разработки ЭПРА / Д.В. Пьянзин, О.П. Витковский // Материалы нано-, микро-, оптоэлектроники и волоконной оптики: физические свойства и применение. Сборник трудов 5й всероссийской молодежной научной школы. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2006. - С. 157-158.

5. Пьянзин, Д.В. Способ передачи цифровой информации на ИК-лучах в системе микропроцессорного управления освещением / Д.В. Пьянзин, О.П. Витковский, И.В. Журавлёв // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики: Сб. науч. тр. IV Всерос. науч.-техн. конф./ Под ред. проф. Л.В. Абрамовой,- Саранск: СВМО, 2006. - С. 32-35.

6. Пьянзин, Д.В. Математическая модель системы управления электронным балластом для питания люминесцентных ламп / Д.В. Пьянзин // Естественно-технические исследования: теория, методы, практика (Межвузовский сборник научных трудов).-Вып. VI,- Саранск: Ковылк. тип., 2006. - С. 30-34.

7. Пьянзин, Д.В. Устройство дистанционного управления микроконтроллером с ШИМ / Д.В. Пьянзин, И.В. Журавлёв // Материалы XI научной конференции молодых ученых, аспирантов Мордовского государственного университета имени Н.П, Огарева: в Зч. 4.2: Естественные науки/сост. О.В. Бояркина; отв. За вып. В.Д. Черкасов - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2006. - С. 102-103.

8. Пьянзин, Д.В. Энергосберегающая система дистанционного управления люминесцентным освещением на базе высокочастотных электронных ПРА / Д.В. Пьянзин, О.П. Витковский, И.В. Журавлёв // Наука и инновации в Республике Мордовия: материалы VI респ. науч.-практ. конф., г. Саранск, 8-9 февр. 2007г. / НИИГН при Правительстве РМ [и др.; редкол.: В.А. Нечаев (отв. ред.) и др.]. - Саранск, 2007. - С. 597-599.

9. Пьянзин, Д.В. Математическое моделирование субмодуля настройки режимов в системе управления ЭПРА / Д.В. Пьянзин, И.В. Журавлёв // XXXV Огарёв-ские чтения: материалы науч. конф.: В 2ч. 4.2. Естественные и технические науки / сост. О.И. Скотников; отв. За вып. В.Д. Черкасов,- Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2007.-С. 114-115.

10. Пьянзин, Д.В. Принцип построения локально-централизованной системы управления освещением / Д.В. Пьянзин // XXXVI Огарёвские чтения: материалы науч. конф.: в 3 ч. 4.2. Естественные науки / сост. О.И. Скотников; отв. за вып. В.Д. Черкасов. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2008. - С. 260.

Список использованных источников

1. Агафонов, Г.А. На пути к полному контролю / Г.А. Агафонов // Install Pro Magazine, 2005, №6 (36). С. 68 - 69.

2. Варфоломеев, Л.П. Электронные пускорегулирующие аппараты и системы управления освещением. Новости светотехники. Выпуск 1 (36) / Л.П. Варфоломеев // Под редакцией Ю.Б. Айзенберга / М.: Дом Света, 2002. 15 с.

3. Обжерин, Е.А. Сравнительный анализ способов регулирования светового потока люминесцентных ламп / Е.А. Обжерин, Д.И. Панфилов, В.Д. Поляков // Светотехника, 2000, №3. С. 21 - 24.

4. Панфилов, Д.И. Управление внутренним освещением помещений / Д.И. Панфилов, В.Д. Поляков, Ю.Д. Поляков, Е.А. Обжерин, Е.М. Смирнов // Chip News, 2004, №2. С. 38-44.

5. Панфилов, Д.И. Централизованное управление внутренним освещением / Д.И. Панфилов, Е.М. Смирнов, В.Д. Поляков, Ю.Д. Поляков // Chip News, 2005, №1. С. 22 - 25.

Подписано в печать 07.05.09. Объем 1,0 п. л. Тираж 100 экз. Заказ № 662. Типография Издательства Мордовского университета 430005, г. Саранск, ул. Советская, 24

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОВРЕМЕННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОСВЕЩЕНИЕМ

НА БАЗЕ РЕГУЛИРУЕМЫХ ЭПРА.

1.1 Принципы построения локальных и централизованных систем управления освещением.

1.2 Способы дистанционного управления освещением.

1.3 Особенности построения регулируемых ЭПРА для питания-люминесцентных ламп.

1.4 Способы моделирования и автоматизированного проектирования ЭПРА.

2 РАЗРАБОТКА ЛОКАЛЬНО - ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЙ СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ОСВЕЩЕНИЕМ.

2.1 Принцип построения локально - централизованной системы управления освещением с ИК-интерфейсом.

2.2 Особенности приёма и передачи дискретной информации в системе управления освещением.

2.3 Разработка алгоритма управления и программного обеспечения системы.

2.4 Диагностика состояния системы управления освещением.

3 РАЗРАБОТКА РЕГУЛИРУЕМОГО ЭПРА

С МИКРОКОНТРОЛЛЕРНОЙ СИСТЕМОЙ УПРАВЛЕНИЯ.

3.1 Экспериментальная установка для снятия электрических характеристик люминесцентных ламп.

3.2 Разработка программы автоматизированного расчёта параметров ЭПРА.

3.3 Разработка регулируемого ЭПРА на базе микросхемы IR в системе дистанционного управления освещением.

4 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭПРА СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ОСВЕЩЕНИЕМ.

4.1 Математическая модель регулируемого ЭПРА с люминесцентными лампами в среде MatLab.

4.2 Сравнительная оценка достоверности результатов моделирования с экспериментальными данными.

4.3 Исследование режимов работы ЭПРА на математической модели.

Актуальность работы. В настоящее время, большое внимание уделяется проблеме экономии электроэнергии при освещении помещений. Внедрение регулируемых электронных пускорегулирующих аппаратов открывает широкие возможности в плане построения систем управления освещением. Их применение обеспечивает возможность значительной экономии электроэнергии и формирования комфортных режимов освещения в жилых и офисных помещениях [2,12].

Российские компании на сегодняшний день только выходят на рынок систем управления освещением, поэтому пока им трудно конкурировать с ведущими мировыми производителями в данной области. Однако, большинство СУО, которые предлагают зарубежные компании, поставляются в ограниченном количестве и относятся к централизованным системам, что в свою очередь предопределяет их высокую стоимость и определённую область применения.

Рынок систем управления освещением имеет тенденцию к постоянному росту, в частности, появилась ниша относительно дешёвых СУО с менее широкими функциональными возможностями (по сравнению с централизованными системами), основным достоинством которых является экономия электроэнергии, а также возможность адресного управления световым потоком светильников и их диагностики на наличие неисправностей [40]. Главными потребителями систем такого уровня являются административные учреждения, предприятия, частные фирмы и т.д. Таким образом, у разработчиков появляется возможность занять указанную нишу, предлагая относительно недорогие системы управления освещением.

С целью дальнейшего развития принципов построения СУО, целесообразно рассмотреть возможность и определить эффективность применения систем дистанционного управления освещением с ИК - каналом приёма и передачи информации, обладающих функциями как локальных, так и централизованных систем, что позволит сохранить широкие функциональные возможности, упростить монтаж системы и снизить её себестоимость.

Цель работы. Разработка и исследование элементов локально - централизованной системы управления освещением, которая позволяет обеспечить дистанционное адресное управление световым потоком отдельных либо группы светильников с помощью пульта дистанционного управления, а также централизованную диагностику причин отказов осветительных установок на базе персонального компьютера с применением специально разработанного программного обеспечения. Кроме этого, решается задача по разработке средств математического моделирования и прикладных программ для исследования ЭПРА с частотным регулированием мощности люминесцентных ламп.

В соответствии с поставленной целью сформулированы задачи работы:

- анализ принципов построения современных систем управления освещением и их отдельных функциональных узлов, а также средств моделирования и автоматизированного проектирования, которые применяются при разработке СУО;

- разработка элементов локально - централизованной системы управления освещением;

- разработка экспериментальной установки для снятия электрических характеристик различных типов современных люминесцентных ламп при высокочастотном питании;

- разработка программы автоматизированного расчёта параметров ЭПРА;

- разработка модели регулируемого ЭПРА с люминесцентными лампами и системой управления с применением среды MatLab с целью проведения исследований различных схемотехнических вариантов построения данных аппаратов.

Методы исследования. В диссертации использованы методы математического моделирования, программирования, схемотехнического анализа, теории измерений, экспериментальные методы.

Научная новизна работы:

- предложен принцип построения и структура локально - централизованной системы дистанционного управления освещением, а также разработаны её элементы с применением микроконтроллерных средств;

- разработана экспериментальная установка для снятия электрических характеристик современных типов люминесцентных ламп при высокочастотном питании, позволяющая формировать токи в цепи лампы и напряжения на ней с учётом регулировки светового потока JIJI, а также выполнять компьютерную обработку результатов измерений;

- разработана модель регулируемого ЭПРА с люминесцентными лампами и системой управления с применением среды MatLab на основе сочетания методов имитационного и структурного моделирования, что позволяет значительно упростить её, а также повысить скорость вычислений. При этом модель JIJI не требует математического описания внутренних процессов лампы, так как достаточным является лишь наличие вольтамперной характеристики, которая задаётся в табличной форме с применением функциональных модулей среды " MatLab.

Практическая ценность работы:

- предложена локально - централизованная система дистанционного управления освещением с ИК - интерфейсом;

- на основе проведённых исследований разработана экспериментальная установка для снятия электрических характеристик современных типов люминесцентных ламп при высокочастотном питании;

- разработан и изготовлен макетный образец регулируемого ЭПРА с микроконтроллерной системой управления, пульт дистанционного управления с ИК - интерфейсом, которые являются основными элементами указанной системы управления освещением;

- разработанное программное обеспечение СУО может найти практическое применение в аналогичных системах на светодиодах.

Положения, выносимые на защиту:

- принципы построения и схемотехнические решения локально - централизованной системы управления освещением;

- комплект программ для реализации алгоритма работы системы;

- математическая модель ЭПРА с частотным регулированием мощности люминесцентных ламп;

- результаты исследования процесса изменения тока в цепях электродов люминесцентных ламп при регулировании мощности в различных схемах электронных пускорегулирующих аппаратов.

Личный вклад автора. Обоснование поставленных задач и перспективных направлений исследований, разработка основных положений второй, третьей и четвёртой глав диссертации, создание установки для снятия электрических характеристик люминесцентных ламп и макетного образца ЭПРА с дистанционным управлением выполнены совместно с к.т.н., доцентом Витковским О.П. Компьютерное моделирование, написание прикладных программных средств, проведение исследований, анализ научных и практических результатов выполнены автором самостоятельно.

Достоверность результатов работы основана: на экспериментальном подтверждении адекватности используемых при исследовании моделей; на достаточном совпадении экспериментальных и расчетных данных; на успешном внедрении в практику решений, полученных на основе теоретических разработок.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры радиотехники Мордовского государственного университета имени Н.П. Огарёва (Саранск 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009 г.г.), на IV Всероссийской научно - технической конференции «Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики» (Саранск, 2006 г.), на V и VI Республиканской научно -практической конференции «Наука и инновации в Республике Мордовия» (Саранск, 2006, 2007 г.г.), на V Всероссийской молодёжной научной школе «Материалы нано-, микро-, оптоэлектроники и волоконной оптики: физические свойства и применение» (Саранск, 2006 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 10 печатных работ в сборниках, журналах, тезисах докладов на конференциях.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников, приложений. Общий объём диссертации 173 страницы, включая 8 таблиц, 66 рисунков и 5 приложений. Список использованных источников содержит 82 наименования.

Выводы:

1. Для решения задач, связанных с разработкой и исследованием регулируемых электронных пускорегулирующих аппаратов, перспективным является разработка модели ЭПРА с люминесцентными лампами и системой управления, позволяющая проводить исследования работы данных устройств, при различных параметрах выходного каскада и электрических характеристиках нагрузки. Кроме этого, модель должна обладать высокой информативной способностью, а также иметь достаточно приемлемую для инженерной практики точность.

2. С целью повышения точности расчётов ЭПРА, а также сокращения сроков проектирования, целесообразным является разработка программы автоматизированного расчёта, которая выполняет следующие функции:

- расчёт параметров выходного каскада ЭПРА; '

- расчёт частотного диапазона регулирования мощности;

- расчёт фазовой характеристики выходного каскада;

- расчёт номиналов навесных элементов программирования микросхемы драйвера.

3. Учитывая отсутствие информации о характеристиках ЛЛ при работе на высокой частоте, требуется разработка экспериментальной установки для снятия электрических характеристик современных типов люминесцентных ламп.

2 РАЗРАБОТКА ЛОКАЛЬНО - ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЙ СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ОСВЕЩЕНИЕМ

2.1 Принцип построения локально - централизованной системы управления освещением с ИК - интерфейсом

Данная система разработана с учетом её применения в административных, офисных и производственных помещениях с использованием наиболее популярных типовых конструкций светильников на четыре люминесцентные лампы типа L-18W/765 мощностью по 18 Вт каждая. Указанная конструкция светильников имеет достаточно большой спрос на российском рынке, однако в них используются низкочастотные ЭМПРА. Замена данных аппаратов на электронные позволит увеличить световой поток светильника примерно на 20% при неизменной потребляемой мощности, уменьшить пульсации светового потока, обеспечить защиту элементов схемы в аварийных режимах и гибкое управление световым потоком в диапазоне от 5% до 100%.

Структурная схема локально - централизованной системы управления освещением приведена на рис.2.1. Система включает в себя следующие функциональные узлы:

- регулируемые ЭПРА на базе микросхемы IR21592 фирмы International Rectifier с микроконтроллерной системой управления (см. глава 3, п. 3.3);

- пульт дистанционного управления с ИК - интерфейсом и возможностью подключения его к персональному компьютеру;

- персональный компьютер для диагностики неисправностей светильников со специально разработанным программным обеспечением;

- светильники с люминесцентными лампами, число которых может варьироваться в зависимости от требований заказчика;

- специализированные датчики движения (МС 301 Sensor) и освещения (LXP - 03).

СВЕТИЛЬНИК! СВЕТИЛЬНИК? 4*1ВВт 4х] 8Вт

СВЕТИЛЬНИК N 4х] «Вг

ЛОКАЛЬНАЯ СУО ПОМЕЩЕНИЯ N светильник! светильника светильник!*

1x1ВВт 1x1ВВт 4*1 В Вт

RS-232

Рис.2.1. Структурная схема локально - централизованной системы управления освещением

Представленную систему управления можно классифицировать как локально - централизованную, так как отдельные локальные системы освещения, в различных помещениях, управляются с помощью мобильного пульта, а диагностика состояния системы выполняется централизованно с помощью ПК.

Основные функции системы дистанционного управления освещением состоят в следующем:

- дистанционное включение и выключение света;

- регулировка светового потока ламп в диапазоне 5%-100%;

- при выключении и повторном включении напряжения сети сохраняется предыдущее значение светового потока светильника;

- адресное управление одним или группой светильников по желанию пользователя;

- диагностика причин нарушения работоспособности светильников.

В предлагаемой системе управления пульт выполняет часть функций компьютера, а ПК используется только для обработки информации о диагностике причин неисправности светильников. Поэтому, отпадает необходимость в использовании специализированного персонального компьютера, что существенно удешевляет систему управления освещением. Пульт дистанционного управления, выполненный на микроконтроллере, рис.2.2, включает в себя клавиатуру, содержащую 10 клавиш (от 0 до 9) адресного выбора номера светильника. Для установки или изменения номера адреса используются функциональные клавиши «Программирование» и «Сброс». При этом в начале необходимо выполнить сброс ПДУ нажатием соответствующей клавиши, затем набрать адрес светильника и нажать клавишу «Программирование». Управление световым потоком осуществляется с помощью функциональных клавиш «+» и «-». В зависимости от длительности их удержания увеличивается либо уменьшается активная мощность, подаваемая на лампы и соответственно световой поток. Предусматривается также возможность ступенчатого изменения светового потока клавишами «Включено» и «Выключено» в широком диапазоне. Предварительно установленный световой поток сохраняется в памяти МК в различных режимах работы. При нажатии комбинации кнопок «0» и «Программирование» ПДУ отсылает запрос по ИК - каналу в один из выбранных ЭПРА о его состоянии. Микроконтроллерная система управления ЭПРА обрабатывает принятую информацию и по данному каналу передаёт в ПДУ данные о наличии либо отсутствии неисправностей. Принятая информация сохраняется в ОЗУ микроконтроллера пульта и может быть считана при подключении к ПК с помощью специально разработанного программного обеспечения (см. глава 2, параграф 2.4). положение ИК - светоднода у положение фотопрнёмннка Управление адресом — 12 3 4 □ ГШ

5 6 7 8 а

9 О ГРГ

-Угравлегме яркостью а* блок клавиатуры кнопка программирования адреса светильника кнопка сброса адреса светильника блок управления яркостью светильников положение разъёма для подключения к ПК положение разьёма для подключения зарядного устройства

Рис.2.2 Внешний вид пульта дистанционного управления

Принципиальная схема ПДУ приведена на рис.2.3. Базовым узлом пульта является, микроконтроллер PIC16F627 [79], выполняющий следующие функции:

- сканирование клавиатуры. Для экономии числа используемых портов микроконтроллера клавиатура включена по матричной схеме 4x4;

- формирует кодовую последовательность импульсов на выходе RB3 (информация, передаваемая в ЭПРА), в, зависимости от набранной пользователем команды;

- принимает и обрабатывает информацию о состоянии светильников (порт RB0);

- передаёт информацию о состоянии светильников в ПК с применением приёмо-передающего модуля USART, входящего в состав МК.

Последовательность импульсов, которые формируют команду, с выхода RB3 микроконтроллера поступает на усилительный каскад на,транзисторе1 VT2, где выполняется их усиление и излучение с помощью ИК - светодиода VD5. При этом команды управления передаются путём амплитудно - импульсной модуляции несущей' частоты fHec = 36 кГц информационными битами. Логическая единица передается как пачка ВЧ импульсов в течение 1024 мкс, а логичеv ский ноль передается паузой той же длительности.

Приём данных от ЭПРА выполняется с применением специализированного фотоприёмника DA2 TSOP1736 [82], который детектирует, принятые импульсы и формирует на своём выходе их инверсную огибающую, рис.2.4.

Благодаря встроенному в фотоприемник селективному фильтру, настроенному на частоту 36 кГц, обеспечивается хорошая помехозащищенность от внешних помех в инфракрасном диапазоне.

Обмен данными МК с ПК выполняется с применением микросхемы DDI МАХ232 по специализированному протоколу RS - 232 [37, 41].

XS1 "ЭЛРЯЛ*

•12В 1

END 2

OA! KP11S1EH502 ШЮ2 == 1 =

XSJ 'СОК' яхо 2

TXD 3

D1R t

SG S

OSfi 6

RTS 7

CTS в

OUT

1 VDQ

VSS

Рис.2.3. Принципиальная схема ПДУ Старт Пауза 1 О

512

256

256

1024

1024 1

Рис.2.4. Временные диаграммы сигналов на входе и выходе фотоприёмника

0153230200005353234853532323489148534823534848

Питание ПДУ осуществляется от аккумуляторной батареи напряжением 4,8 В, для подзарядки которой в схеме предусмотрен стабилизатор тока, выполненный на элементах DAI, VD1 и R1. С целью экономии заряда аккумуляторной батареи, питание микросхемы DDI осуществляется только при подключении ПДУ через СОМ - порт к ПК, с этой целью в схему введён каскад на транзисторе VT1.

2.2 Особенности приёма и передачи дискретной информации в системе управления освещением

В процессе работы локально - централизованной системы управления освещением с ИК - интерфейсом важное значение имеет безошибочная передача, приём и обработка команд управления, которые обеспечивают работу предлагаемой СУО, согласно ранее рассмотренному принципу.

Для передачи команд управления в светильник, а также его диагностики на наличие неисправностей разработан протокол передачи дискретной информации в инфракрасном диапазоне с применением амплитудно - импульсной модуляции на базе существующих способов передачи. Данные способы передачи дискретной информации можно классифицировать на две группы [69]:

- синхронные, при которых циклы заранее определённой длины следуют непрерывно друг за другом, следовательно, в приёмнике, заранее известны моменты начала и конца принимаемых циклов;

- стартстопные, при которых после окончания одного цикла последующий цикл может начаться в любой момент времени, в общем случае длина цикла может быть произвольной, поэтому заранее неизвестны моменты начала и конца принимаемых циклов.

При синхронном методе передачи единичные интервалы одинаковы и передаются через равные промежутки времени. При использовании стартстопно-го способа перед началом передачи сообщения передаётся сигнал начала передачи - «старт», а после окончания сигнал конца - «стоп». Промежуток между этими сигналами заполняется информационными единичными элементами, следующими друг за другом. При стартстопном способе передача кодовых комбинаций является асинхронной, так как передача информации может начинаться в любой момент времени, после окончания ранее переданной.

Наиболее целесообразным при разработке протокола передачи дискретной информации в локально - централизованной системе управления освещением с ИК - интерфейсом является применение стартстопного способа. Данный способ обеспечивает следующие преимущества по сравнению с синхронным:

- не требуется время на фазирование циклов при установлении связи;

- моменты начала передачи блоков информации могут быть произвольными;

- длина блоков передаваемой информации также может быть произвольной.

На рис.2.5 приведён протокол обмена данными ПДУ с микроконтроллерной системой управления ЭПРА. На нём показаны временные диаграммы приёма и передачи команд управления с применением счётчиков TMR0 и TMR1 микроконтроллеров соответственно в ПДУ и ЭПРА.

Передача команд управления с ПДУ, в инфракрасном диапазоне, осуществляется по последовательному протоколу. В нём, каждый бит информации передается в течение заданного интервала времени и в строго заданной последовательности. По стартовому биту, на приемной стороне, инициализируется процесс начала приёма информации. С пульта дистанционного управления на ЭПРА передаются 16 бит информации 8 из которых, являются кодом адреса (БАО - БА7), 4 - кодом команды (БКО - БКЗ) и один - бит четности (БЧ), который необходим для повышения помехоустойчивости системы. Коды команд приведены в таблице 2.1.

TMRO 1

Рис. 2.5. Временные диаграммы передачи (а) и приема (6) команд управления по специализированному протоколу

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения диссертационной работы решены следующие научные и практические задачи:

1. Разработана локально - централизованная система управления освещением с применением современных микроконтроллерных средств.

2. Разработан комплект программного обеспечения, включающий в себя:

- программное обеспечение системы управления светильниками;

- программу диагностики неисправностей светильников на базе персонального компьютера;

- программу автоматизированного расчёта параметров ЭПРА с частотным регулированием мощности ЛЛ на основе заданных электрических характеристик люминесцентных ламп.

3. Разработана экспериментальная установка для снятия электрических характеристик различных типов люминесцентных ламп при высокочастотном питании.

4. Разработана модель регулируемого ЭПРА с люминесцентными лампами и системой управления в среде MatLab. На базе данной модели проведены исследования процесса изменения тока в цепях электродов люминесцентных ламп в диапазоне регулирования мощности 5% - 100% для различных схем ЭПРА.

5. Изготовлены демонстрационный макет регулируемого светильника и пульт дистанционного управления с ИК - интерфейсом. Проведены испытания демонстрационного макета в номинальных и аварийных режимах. Результаты испытаний подтвердили работоспособность электрических схем и программного обеспечения.

1. Абанькин, Д.А. Свет, такой нужный и такой разумный / Абанькин Д.А. // Снабженец, 2006, №21 (520). С. 7 13.

2. Агафонов, Г.А. На пути к полному контролю / Агафонов Т.АЛ Install Pro Magazine, 2005, №6 (36). С. 68 69.

3. Айзенберг, Ю.Б. Оценка перспективных возможностей энергосбережения в светотехнических установках России / Айзенберг Ю.Б., Рожкова Н.В., Федюкина Г.В. // Светотехника, 2001, №2. С. 9 13.

4. Ан, П. Сопряжение ПК с внешними устройствами: Пер. с англ. / Ан П. М.: ДМК Пресс, 2001. С. 143-148.

5. Балабин, Н.Ю. Новые электронные пускорегулирующие аппараты / Ба-лабин Н.Ю., Фарченков В.Н. // Светотехника, 2001, №5. С. 32 -34.

6. Башкиров В. IR2159, IR21591 прецизионные контроллеры дим-меров нового поколения // Компоненты и технологии, №1, 2001 // www.compitech.ru/html.cgi/arhiv/01. 01/stat-54.htm

7. Башкиров, В. IR2159, IR21591 прецизионные контроллеры дим-меров нового поколения / Башкиров В. // Компоненты и технологии, №2, 2001 // www.compitech.ru/html.cgi/arhiv/01 02/stat 60.htm

8. Бенцигер, Т.Д. Светорегулирование в осветительных системах / Бенци-гер Т.Д. // Светотехника, 2002, №1. С. 27 30.

9. Бессонов, JI. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. / Бессонов JI. А. М.: Гардарики, 1999. 638 с.

10. Бродин, В. Б. Системы на микроконтроллерах и БИС программируемой логики / Бродин В. Б., Калинин А. В. М.: ЭКОМ, 2002. 400 с.

11. Варфоломеев, Л.П. Системы управления освещением / Варфоломеев Л.П. // www.k-to.ru/con ten t/?idp=l 3.04.06

12. Варфоломеев, Л.П. Электронные пускорегулирующие аппараты и системы управления освещением. Новости светотехники. Выпуск 1 (36) / Варфоломеев Л.П. // Под редакцией Ю.Б. Айзенберга / М.: Дом Света, 2002. 15 с.

13. Вернер, В. Интеллектуальная система управления внутренним освещением / Вернер В. // Светотехника, 1993, №4. С. 15 19.

14. Герман Галкин, С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0. / Герман - Галкин С.Г. - СПб.: КОРОНА принт, 2001.-315с.

15. ГОСТ 17677-82. Светильники. Общие технические условия.

16. ГОСТ 21177-82. Радиопомехи индустриальные от светильников с люминесцентными лампами. Нормы и методы испытаний.

17. ГОСТ 16809-88. Аппараты пускорегулирующие для разрядных ламп. Общие технические условия.

18. ГОСТ 6825-91. Лампы люминесцентные трубчатые для общего назначения.

19. ГОСТ Р 50627-93. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к динамическим изменениям напряжения сети электромагнитная. Технические требования и методы испытаний.

20. ГОСТ Р МЭК925-98. Аппараты пускорегулирующие электронные, питаемые от источников постоянного тока, для трубчатых люминесцентных ламп. Требования к рабочим характеристикам.

21. ГОСТ Р МЭК929-98. Аппараты пускорегулирующие электронные, питаемые от источников переменного тока, для трубчатых люминесцентных ламп. Требования к рабочим характеристикам.

22. Гультяев, А. Визуальное моделирование в среде MATLAB. / Гультяев А. СПБ.: Питер, 2000. 429 с.

23. Давиденко, Ю; Проектирование электронных балластов для люминесцентных ламп / Давиденко Ю. // Схемотехника. 2003. №8. С. 14 16.

24. Демидов, С. Энергосбережение при освещении / Демидов С. // Новости электротехники, 2000, №2. С. 6.

25. Ермолаев, В. Зачем менять дроссель и стартер на электронный балласт? / Ермолаев В. // Электронные компоненты, 2005, №3. С. 1 2.

26. Каган, Б. М. Основы проектирования микропроцессорных устройств автоматики / Каган Б. М., Сташин В. В. М.: Энергоатомиздат, 1987. 296 с.

27. Картер, Д. Управляемое освещение офисов: стратегия экономии энергопотребления / Картер Д., Моор Т. // Светотехника, 2003, №1. С. 28 33.

28. Кетков, Ю.Л. MATLAB 7: программирование, численные методы. / Кетков Ю.Л., Кетков А.Ю., Шульц М. М. СПб.: БВХ - Петербург, 2005. 752 с.

29. Краснопольский, А.Е. Пускорегулирующие аппараты для разрядных ламп. / Краснопольский А.Е., Соколов В.Б., Троицкий A.M. М.: Энергоатомиздат, 1988. 207 с.

30. Курилович, Н. Не только RS-232! / Курилович Н. // Радио. 1999. № 9. С. 20-22.

31. Локотков, А. Интерфейсы последовательной, передачи данных. Стандарты EIA RS-422A/RS-485 / Локотков А. // Современные технологии автоматизации. 1997, № 3, С. 110-119.

32. Мысловский, Э. Краткий обзор популярных семейств микроконтроллеров / Э. Мысловский, А. Власов, М. Акристиний // Электронные компоненты. 2002, № 5, С. 47-50.

33. Обжерин, Е.А. Сравнительный анализ способов регулирования светового потока люминесцентных ламп / Обжерин Е.А., Панфилов Д.И., Поляков В.Д. // Светотехника, 2000, №3. С. 21 24.

34. Обзор стандарта RS-232// www.gaw.ru/html.cgi/txt/interface/rs232/start.htm

35. Ольшанская, JI.H. Некоторые вопросы нормирования и обеспечения показателей качества ЭПРА для ЛЛ / Ольшанская Л.Н., Рабодзей А.Н. // www.dodeca-electric.ru/pdf/article2.pdf

36. Панфилов, Д.И. Управление внутренним освещением помещений / Панфилов Д.И., Поляков В.Д., Поляков Ю.Д., Обжерин Е.А, Смирнов Е.М. // Chip News, 2004, №2. С. 38 44.

37. Панфилов, Д.И. Централизованное управление внутренним освещением / Панфилов Д.И., Смирнов Е.М., Поляков В.Д., Поляков Ю.Д. // Chip News. 2005. №1. С. 22-25.

38. Поляков, В.Д. Высоковольтные ИС для управления электронными балластами люминесцентных ламп / Поляков В.Д., Панфилов Д.И., Поляков Ю.Д., Барышников А.Н. // Инженерная микроэлектроника, 1999, №3. С. 34 37.

39. Поляков, В.Д. Специализированные микросхемы для электронных балластов / Поляков В.Д., Барышников А.Н. // Chip News, 1999, №6 (39). С. 2 -5.

40. Поляков, В.Д. Схемотехническое моделирование нелинейных рези-стивных инерционных нагрузок / Поляков В.Д. // Chip News. 2002. №6 (69). С. 66-68.

41. Поляков, В.Д. Электронные балласты для трубчатых люминесцентных ламп / Поляков В.Д., Панфилов Д.И., Поляков Ю.Д., Барышников А.Н. // Инженерная микроэлектроника, 1999, №2. С. 18 22.

42. Потёмкин, В.Г. Инструментальные средства MATLAB 5.Х. / Потёмкин В.Г. М.: ДИАЛОГ МИФИ, 2000. 332 с.

43. Предко, М. Справочник по PIC-микроконтроллерам: Пер. с англ. / Предко М. М.: ДМК Пресс, 2002; ООО «Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2002. 512 с.

44. Пьянзин, Д.В. Моделирование ЭПРА с частотным регулированием мощности люминесцентных ламп / Пьянзин Д.В. // Светотехника, 2009, №1. С. 23-25.

45. Рабодзей, А.Н. Некоторые вопросы расчета элементов схем активных корректоров коэффициента мощности / Рабодзей А.Н. // CHIP NEWS, 1998, № 9-10. С. 44-47.

46. Рохлин, Г.Н. Разрядные источники света. 2-е изд., перераб: и доп. / Рохлин Г.Н. М.: Энергоатомиздат, 1991. 720 с.

47. Рубекинг, Нил Дж. Delphi для «чайников».: Пер. с англ. / Рубе-кинг Нил Дж. М.: ООО «И.Д. Вильяме», 2007. - 336 е.: ил. - Парал. тит. англ.

48. Силовые полупроводниковые приборы. International Rectifier. Книга по применению. Пер. с англ. под ред. В.В.Токарева. Воронеж: Издательство ТОО МП "Элист". - 1995. - 661 с.

49. Сташин, В. В. Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах / В. В. Сташин, А. В. Урусов, О. Ф. Мологонцева. М.: Энергоатомиздат, 1990. 256 с.

50. Фаронов, В.В. Delphi 6. Учебный курс. / Фаронов В.В. М.: Издатель Молгачева С. В., 2001. 672 с.

51. Фугенфиров, М.М. Электрические схемы с газоразрядными лампами. / Фугенфиров М.М. М.: Энергия, 1974. 368 с.

52. Хайнрих, М. Возможности и тенденции экономии электроэнергии при применении электронных пускорегулирующих аппаратов и светорегулирую-щей системы LUXCONTROL в осветительных установках / Хайнрих М. // Светотехника, 1997, №1. С. 20 24.

53. Хайнрих, М. РСА EXCEL one4all четвёртое поколение регулируемых ЭПРА для люминесцентных ламп / Хайнрих М. // Светотехника, 2002, №1. С.37-38.

54. Хайнрих, М. PC PROT5 цифровые пускорегулирующие аппараты фирмы TRIDONIC для люминесцентных ламп нового поколения / Хайнрих М. // Светотехника, 2002, №2. С. 24 - 25.

55. Черных, И.В. SimPowerSystems: Моделирование электротехнических устройств и систем в Simulink / Черных И.В. // www.matlab.exponenta.ni/simpower/bookl/index.php

56. Шварцман, В.О. Передача дискретной информации. Уч. для студ. электротехн. институтов. / Шварцман В.О., Емельянов Г.А. М.: Радиосвязь, 1982.- 240 с.

57. Шмитс, П.В. Тенденции развития внутреннего освещения / Шмитс П.В. // Светотехника, 2003, №5. С. 37 40.

58. Cecilia Content! Digitally Addressable DALI Dimming Ballast // Seventeenth Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition. 2002. Vol. 2. C. 936-942.

59. DALI Manual. Digital Addressable Lightning Interface Activity Group ZVEI Division Luminaries. 2001.

60. Electronic ballasts using the cost-saving IR215x drivers. International Rectifier. 1999. AN-995A.

61. G.Galabrese, T.Castagnet. The L6569: A new high voltage 1С driver for electronic lamp ballast. SGS-THOMPSON Microelectronics. 1997. Application note.

62. IEC 81; 1984 Tubular fluorescent lamp general lighting service. (Amendment #2, 1988).

63. IR21592/IR21593. Dimming ballast control 1С, International Rectifier, Data Sheet PD60194-C.

64. John Parry. Variable frequency drive using IR215x self-oscillating 1С's. International Rectifier. 1998. DT 98-1.

65. L6561 Power Factor Corrector, SGS THOMSON MICROELECTRONICS, Data Sheet.

66. PIC16F627A/628A/648A. Flash Based 8 - Bit CMOS Microcontrollers with nanoWatt Technology, Microchip Technology Inc., Data Sheet.

67. PIC12F629/675. 8 Pin Flash - Based 8 - Bit CMOS Microcontrollers, Microchip Technology Inc., Data Sheet. j

68. Ron Hu S.Y., Leung Ming Lee, Shu-Hung Chung H., Ho Y.K. Ellectronic Ballast with Wide Dimming Range, High PF, and Low EMI // IEEE Transactions on Power Electronics. 2001. Vol. 16. №4. C. 465-472.

69. TSOP17.CB1. IR Receiver Modules for Remote Control Systems, Vishay Semiconductors, Data Sheet.