光電傳感器實現(xiàn)智能燈光控制系統(tǒng)

文章設(shè)計了一種基于光敏電阻和光電傳感器的智能燈控系統(tǒng)。本系統(tǒng)主要包括兩部分，一部分是以光敏電阻為主要功能元件的模塊，其作為檢測系統(tǒng)的啟動開關(guān)，另一部分則是檢測系統(tǒng)，其在晚上對是否有人通過進出口進行探測，并控制燈的亮或熄。一旦光線強度足夠低，檢測系統(tǒng)啟動，然后由光電傳感器進行實時探測，并向微控制器發(fā)送信號，微控制器對其信號進行處理后向MOC3061發(fā)送一個信號，最后在MOC3061的輸出端通過可控硅來控制燈是亮還是熄滅。

引言

當(dāng)今社會人們更加注重節(jié)能環(huán)保，照明這一領(lǐng)域，特別是在公共場所也發(fā)生了很大的變化?，F(xiàn)在的聲光控制燈屬于新型建筑照明系統(tǒng)，這種系統(tǒng)應(yīng)用在樓道上還比較實用，但現(xiàn)在我們學(xué)校將該系統(tǒng)應(yīng)用在洗手間里，我們體驗到它給我們帶來的不便。由于每個人上洗手間的時間長短不一樣，而且不會一直會有大的聲音，該系統(tǒng)如果控制著燈一直亮著或者亮的時間太長，這樣就達不到節(jié)能的效果，但如果亮的時間太短，還在洗衣手間的人就會產(chǎn)生恐懼心理，因而，若該系統(tǒng)用于洗手間，很有必要進行改進。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計

本設(shè)計的改進之處是設(shè)計一個具有計數(shù)功能的模塊，我們可以使用對射型光電傳感器，如圖1所示在洗手間的進口處設(shè)置兩個發(fā)射源和兩個接收源，當(dāng)有人進或者出洗手問的門時，會阻擋光線，如圖2所示，接收處就接收不到設(shè)置光源發(fā)出的光信號，這時接收處的輸出端會發(fā)出一個信號，計數(shù)器就可以通過此信號進行計數(shù)。只要計數(shù)器里存儲數(shù)等于一時，系統(tǒng)控制燈亮，大于零時，該系統(tǒng)就會控制燈一直亮著，一旦為零，系統(tǒng)會控制燈延時一小段時間后自動熄滅。由于整個系統(tǒng)初啟動時無法判斷室內(nèi)是否有人，因而我們還會設(shè)置一個簡易開關(guān)，供使用者進行手控，且為方便使用者能在夜間看到開關(guān)的位置，我們可以采用表面具有夜光性能的材料來做按鍵。光電檢測系統(tǒng)的啟動由光敏傳感器控制。

本系統(tǒng)中設(shè)計了兩個對射型光電傳感器，當(dāng)有人通過時，若是光路(1)先檢測到信號，則表明此人是進洗手間，計數(shù)器加1，若是光路(2)先檢測到信號，則表明此人是出洗手間，計數(shù)器減1，即兩個對射型光電傳感器是用來檢測和判斷是否有人進出洗手間。

2 硬件部分

2.1 光敏傳感器電路

光敏器件是指能將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕脑?。與發(fā)光管配合，可以實現(xiàn)電→光、光→電的相互轉(zhuǎn)換。常見的光敏元件有光敏電阻、光電二極管、光電三極管，本系統(tǒng)使用了光敏電阻。光敏電阻是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器;入射光強，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換(將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化)。

單向可控硅是一種可控整流電子元件，能在外部控制信號作用下由關(guān)斷變?yōu)閷?dǎo)通，但一旦導(dǎo)通，外部信號就無法使其關(guān)斷，只能靠去除負載或降低其兩端電壓使其關(guān)斷。單向可控硅正向?qū)ㄊ芸刂茦O電流控制，根據(jù)此特性，在光敏電阻的作用下，利用單向可控硅作為檢測系統(tǒng)的啟動開關(guān)。

本系統(tǒng)中將光敏電阻與單向可控硅配合使用，組成檢測電路的啟動開關(guān)電路。其原理圖如圖3所示。

白天，環(huán)境自然光線較強，RL呈低阻值(≤2kΩ，RL兩端交流電壓小于Q控制極的導(dǎo)通電壓(約0.65V+0.65V=1.3V)，Q處于阻斷狀態(tài)，檢測系統(tǒng)電源未啟動;夜晚，環(huán)境自然光線變暗，RL呈高阻值(>1MΩ)，Q從RL兩端獲得足夠觸發(fā)電壓而導(dǎo)通，檢測系統(tǒng)電源啟動。

2.2 光電傳感器

本系統(tǒng)使用的光電傳感器是對射型光電傳感器，兩組光電傳感器輸出端的信號經(jīng)過處理后分別送入單片機內(nèi)，由單片機進行相應(yīng)的處理后再發(fā)出信號。原理圖如圖1、2所示。