光傳感器ISL29004在智能照明控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

通過(guò)P87LPC768的PWM輸出控制MOC3041的導(dǎo)通與關(guān)斷時(shí)間比值來(lái)調(diào)節(jié)照明設(shè)備的功率，從而實(shí)現(xiàn)照明設(shè)備的打開(kāi)、關(guān)閉以及亮度調(diào)節(jié)。
2．3 工作原理
在程序中通過(guò)定時(shí)中斷讀取4路ISL29004的ADC輸出，并轉(zhuǎn)換為照度值；ISL29004內(nèi)部的ADC工作在模式2，分辨率為16，照度檢測(cè)范圍一般設(shè)為O～1 000 Lux即可滿足一般的照明場(chǎng)所的照度檢測(cè)要求。假設(shè)讀取ISL29004的ADC的輸出為DATA，則可以通過(guò)以下的公式轉(zhuǎn)換為照度值：

然后根據(jù)計(jì)算所得到的照度值進(jìn)行調(diào)光控制；由于P87LPC768的PWM輸出的占空比是根據(jù)計(jì)數(shù)映像寄存器CNSW的值和比較映像寄存器CPSWn的值確定，PWM輸出保持高電平期間的MCU時(shí)鐘脈沖數(shù)為(CNSW—CPSWn+1)。由此可見(jiàn)，CPSWn越大，則高電平維持的時(shí)間越短，則調(diào)光控制電路的T1導(dǎo)通時(shí)間也就越長(zhǎng)，照明設(shè)備的亮度就越高；反之照明設(shè)備的亮度就越低。
在程序中通過(guò)比較得到的照度值E和標(biāo)準(zhǔn)照度值ES來(lái)調(diào)整CPSW的值，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)光控制。CPSW的初值設(shè)為0，并在O～CNSW之間分為若干檔，比如10檔，得到每次CPSW的調(diào)整值△P=(CNSW-1)／10，以實(shí)現(xiàn)較為平滑的調(diào)整。計(jì)算出照度值后和標(biāo)準(zhǔn)照度值ES比較，如果小于標(biāo)準(zhǔn)照度值ES，則在當(dāng)前CPSW的基礎(chǔ)之上增加△P，直到達(dá)到CPSW的最大值(CNSW-1)；如果大于標(biāo)準(zhǔn)照度值ES，則在當(dāng)前CPSW值的基礎(chǔ)上減少△P，直到CPSW的值為0，照明設(shè)備關(guān)閉。同時(shí)為了避免較小的照度變化導(dǎo)致自動(dòng)調(diào)光，可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)照度值確定一個(gè)調(diào)光允許的照度差值△ES，如果當(dāng)前得到的照度值和上次所得到的照度值差的絕對(duì)值△E不小于△ES，才進(jìn)行調(diào)光控制。

3 軟件設(shè)計(jì)
主要包括主程序、定時(shí)器0中斷服務(wù)子程序以及I2C總線數(shù)據(jù)傳輸程序模塊。主程序完成P87LPC768以及ISL29004的初始化，照度采集以及調(diào)光控制在定時(shí)器0中斷服務(wù)子程中完成。I2C總線數(shù)據(jù)傳輸程序模塊詳見(jiàn)參考文獻(xiàn)，這里給出定時(shí)器0中斷服務(wù)子程序的流程圖，如圖3所示。

圖3中只給出一組ISL29004的照度采集以及調(diào)光控制電路的控制程序，由于系統(tǒng)中有4組，因此在定時(shí)器0中斷服務(wù)子程序中，應(yīng)該是按順序依次通過(guò)I2C總線讀取4組ISL29004的采集值并通過(guò)4個(gè)PWM通道進(jìn)行相應(yīng)的自動(dòng)調(diào)光控制。

4 結(jié) 語(yǔ)
對(duì)智能照明控制系統(tǒng)中照度檢測(cè)的問(wèn)題，提出一種基于ISL29004多路照度采集方案，并給出硬件結(jié)構(gòu)、工作原理以及軟件流程圖。由于ISL29004內(nèi)部集成了ADC，直接輸出數(shù)字量，具有抗干擾能力強(qiáng)和低功耗的特點(diǎn)；并且可以編程靈活配置，又具備比較靈活的I2C總線接口，從而簡(jiǎn)化了照明控制設(shè)備的設(shè)計(jì)；使用準(zhǔn)雙向I2C總線緩沖器P82896對(duì)I2C總線進(jìn)行驅(qū)動(dòng)擴(kuò)展以后，拓展了I2C總線的傳輸距離，實(shí)現(xiàn)了照明場(chǎng)所內(nèi)的多路照度檢測(cè)，從而可以對(duì)多個(gè)照明設(shè)備實(shí)行分區(qū)域控制，并且通過(guò)P87LPC768的PWM輸出實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)光控制，在節(jié)能的同時(shí)營(yíng)造更舒適的照明環(huán)境。