光控LED蓮花燈的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：LED照明作為一種新型照明光源，具有環(huán)保、安全和可靠性高等諸多優(yōu)點(diǎn)。為了使其在西藏地區(qū)得到廣泛應(yīng)用，考慮到藏族家庭裝飾習(xí)慣以及對(duì)藏傳拂教的信仰，基于藏式茶碗托及蓮花外觀，設(shè)計(jì)出了具有豐富民族特色的光控LED蓮花燈。本文主要對(duì)光控LED蓮花燈內(nèi)部電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。
關(guān)鍵詞：光控；LED；蓮花燈

LED照明燈具在市場(chǎng)上已經(jīng)司空見慣，但立足藏區(qū)具有藏族文化傳統(tǒng)結(jié)合LED照明的燈具并不多見。本文從藏族傳統(tǒng)文化出發(fā)，結(jié)合LED照明技術(shù)，設(shè)計(jì)了一款有藏式特色的光控蓮花燈?？梢哉f，本設(shè)計(jì)是現(xiàn)代技術(shù)與古老藏文化的完美結(jié)合。

1 設(shè)計(jì)理念
蓮花出淤泥而不染，至清至純，是藏傳佛教中再生、純潔和免受輪回之苦的主要象征。蓮花作為藏區(qū)主要裝飾圖案之一，深受人們的喜愛，其主要以花瓣的形狀出現(xiàn)在器具的底座上。本作品仿照蓮花形狀茶碗托的外型設(shè)計(jì)，嵌入LED照明裝置，可根據(jù)光線強(qiáng)弱自動(dòng)調(diào)節(jié)LED發(fā)光強(qiáng)弱和手動(dòng)調(diào)節(jié)，作品整體保持蓮花形狀茶碗托的外觀，是藏族元素與現(xiàn)代科技的結(jié)合，既符合藏區(qū)人們的觀賞習(xí)慣，彰顯了濃郁的民族特色，可應(yīng)用于家庭燈具的裝飾和寺廟照明，可作為藏式特色的照明燈具來推廣，具有一定的市場(chǎng)價(jià)值。

2 硬件電路設(shè)計(jì)
2．1 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
文中電路整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖1所示，通過變壓器、橋式電路和LM7805三端穩(wěn)壓模塊將交流220 V轉(zhuǎn)為穩(wěn)定直流5 V，為電路提供能量。開關(guān)1為單刀雙擲開關(guān)，控制光敏模塊和手動(dòng)模塊。電壓保護(hù)模塊1和2為繼電器自動(dòng)控制模塊，對(duì)負(fù)載進(jìn)行電壓保護(hù)。

2．2 電路供電模塊
本設(shè)計(jì)所有電路均基于Multisim仿真軟件的應(yīng)用。圖2為總電路供電模塊電路，此電路通過變壓器將220 V市電轉(zhuǎn)為交流12 V，在經(jīng)過電橋電路和RC振蕩電路進(jìn)行濾波穩(wěn)壓后送入LM7805穩(wěn)壓模塊，為負(fù)載提供穩(wěn)定電壓。

電路設(shè)計(jì)方面：電路方面主要分兩部分：1)整體開關(guān)控制電路，用于手動(dòng)開關(guān)分別對(duì)上中下3個(gè)照明模塊整體及部分的亮暗控制。2)控制作品中部LED亮暗的光控電路，對(duì)該部分LED照明進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。
2．3 光敏自動(dòng)控制模塊
接入電源，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)向下時(shí)，光控模塊電路導(dǎo)通，光敏傳感器工作。當(dāng)光線較暗時(shí)傳感器輸出高電平，啟動(dòng)繼電器工作，繼電器1腳和6腳導(dǎo)通為負(fù)載提供能量，LED正常發(fā)光。否則當(dāng)光線較亮?xí)r傳感器輸出低電平，繼電器不能啟動(dòng)，其1腳和6腳斷開，LED不發(fā)光。繼電器起到對(duì)負(fù)載電壓保護(hù)的功能。

2．4 手控模塊
當(dāng)單刀雙擲開關(guān)向上時(shí)，光控模塊斷開，H1和H2導(dǎo)通。通過開關(guān)控制LED的亮滅。當(dāng)輸入電壓時(shí)，繼電器對(duì)R2兩端電壓進(jìn)行采樣，當(dāng)R2兩端電壓達(dá)到規(guī)定范圍，繼電器1腳和6腳導(dǎo)通為負(fù)載提供能量，LED正常發(fā)光，否則斷路。繼電器起到對(duì)負(fù)載電壓保護(hù)的功能。

3 電路仿真分析
3．1 LM7805穩(wěn)壓模塊仿真
圖5為三端穩(wěn)壓集成電路LM7805的仿真結(jié)果，C1、C2分別為輸入端和輸出端濾波電容，R1、R2分別為輸入輸出端保護(hù)電阻。當(dāng)輸出電流較大時(shí)，LM7805散熱較大，應(yīng)加散熱器。LM7805三端穩(wěn)壓IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用可靠、方便。由于三端固定集成穩(wěn)壓電路的使用方便，電子電路中經(jīng)常采用。當(dāng)三端穩(wěn)壓集成電路LM7805輸入電壓大于5 V時(shí)，通過LM7805穩(wěn)壓模塊可輸出穩(wěn)定的5 V電壓。

3．2 總電路供電模塊仿真
由圖6仿真中可以看出，由于變壓和穩(wěn)壓模塊連接后，電氣互相影響，測(cè)得輸入到LM7805穩(wěn)壓模塊的電壓為10．6 V左右，輸出4．7 V穩(wěn)定電壓為電路提供能量。設(shè)計(jì)效果圖如圖7所示。

4 結(jié)束語
文中主要完成光控LED蓮花燈內(nèi)部電路設(shè)計(jì)，解決了LED燈具的供電模塊和控制模塊。本設(shè)計(jì)主要加入藏民族佛教元素蓮花，與現(xiàn)代科技實(shí)現(xiàn)完美的結(jié)合。