智能照明控制環(huán)境光測量與計時電路設計

　　戶外照明通常是由人工操作機械開關(guān)控制照明系統(tǒng)的打開或關(guān)閉。為了節(jié)省能源，您可能不希望整個晚上都在某個區(qū)域開啟照明系統(tǒng)，這種情況下，如果能夠精確地控制照明系統(tǒng)，在必要的時候自動打開或關(guān)閉照明系統(tǒng)，將會帶來更多的便利條件。利用控制器可以檢測環(huán)境光強，天黑時打開照明燈并保持一定的時間間隔，然后在指定時間自動關(guān)閉照明燈。早上，則對該過程進行反向操作。如果預定時間內(nèi)環(huán)境光強仍低于預設的照明門限，系統(tǒng)將打開照明燈。環(huán)境光足夠亮時，系統(tǒng)將關(guān)閉照明燈。利用環(huán)境光傳感器（ALS）檢測、測量環(huán)境光強，據(jù)此設計智能化照明控制器并不困難。由于控制器配備實時時鐘（RTC），還可在規(guī)定的時間打開或關(guān)閉照明系統(tǒng)。本文介紹的管理系統(tǒng)可用于市電照明系統(tǒng)。

　　集成系統(tǒng)組件

　　本設計中的照明控制器利用ALS測量環(huán)境光亮度，目前市場上有兩種不同的ALS：一種輸出與環(huán)境光亮度成比例的模擬電壓，另一種提供數(shù)字輸出。本系統(tǒng)采用數(shù)字輸出ALS?？刂破餍枰罍蚀_的時間，所以采用實時時鐘（RTC）?？紤]到可能發(fā)生斷電，所以時間信息需要備份電池。通過用戶界面設置時間和其它參數(shù)。這里的用戶界面包括兩個7段LED顯示器和一個按鈕。短按按鈕時，系統(tǒng)顯示時間和其它參數(shù)；長按按鈕時，可調(diào)整時間和參數(shù)。系統(tǒng)具有自動/手動開關(guān)，以使能手動控制照明燈。系統(tǒng)由市電供電，照明系統(tǒng)通過一個繼電器接通/斷開電源。系統(tǒng)的數(shù)字信號與市電采用電氣隔離。

　　人工操作模式下，自動/手動開關(guān)必須切換至手動位置。手動模式下，繼電器保持導通，照明系統(tǒng)由標準的墻上控制開關(guān)打開/關(guān)閉。手動/自動開關(guān)處于自動模式時，墻上控制開關(guān)必須打開，以確?？刂破髡９ぷ?。如果墻上開關(guān)未打開，控制器將無法控制照明。照明系統(tǒng)可能包含多盞照明燈。

　　圖3 系統(tǒng)原理圖

　　憑借現(xiàn)代化半導體技術(shù)，系統(tǒng)可按照預設方式測量環(huán)境光亮度并控制照明系統(tǒng)的開啟/關(guān)閉。本文介紹了如何設計可基于環(huán)境光和時間信息實現(xiàn)智能化照明管理的控制器方案，該系統(tǒng)理想用于市電照明系統(tǒng)。