基于單片機(jī)的交流LED智能照明系統(tǒng)設(shè)計
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3．2 環(huán)境亮度傳感器
此傳感模塊的核心器件是光敏電阻。光敏電阻的光譜響應(yīng)峰值比較接近人視覺敏感區(qū)的波長。并且當(dāng)明照強(qiáng)度減弱時，它的響應(yīng)時間相對增加，裝置在光照強(qiáng)度變化時，輸出狀態(tài)保持相對穩(wěn)定。所以在多種光電探測器中選擇了光敏電阻，考慮到光敏電阻對溫度變化較為敏感，偏置電路中的電阻可以采用與探測元件溫度系數(shù)相近的光敏電阻，以防止工作點漂移。
3．3 聲控傳感器
聲控傳感器部分由聲控傳感器、音頻放大器、選頻電路、延時開啟電路和可控硅電路組成，利用聲音的相對比較，判斷是否啟動控制電路的開啟，使用調(diào)節(jié)器可以調(diào)節(jié)給定聲控傳感器的初始值，聲控傳感器不斷把外界聲音的強(qiáng)度與給定強(qiáng)度比較，超過給定強(qiáng)度時，向主機(jī)發(fā)送“有聲音”信號，否則發(fā)送“沒有聲音”信號。
3．4 智能控制電路
控制系統(tǒng)采用STC12C5628AD單片機(jī)，該單片機(jī)為單時鐘／機(jī)器周期(IT)，高速／低功耗／超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8～12倍，內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路4路PWM，8路高速10位A／D轉(zhuǎn)換，廣泛用于電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場合。中國照明網(wǎng)技術(shù)論文·智能照明選擇這個型號的單片機(jī)主要考慮到具有PWM和AD轉(zhuǎn)換的作用，使得外圍電路得到了大大的簡化，同時產(chǎn)生的PWM信號可直接與驅(qū)動電路相連，降低了系統(tǒng)的成本。中國照明網(wǎng)技術(shù)論文·智能照明系統(tǒng)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)民用建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(GBJI33—90)，我們控制室內(nèi)亮度在200lx左右。本設(shè)計設(shè)置了3套傳感系統(tǒng)和嚴(yán)密的軟件控制，其工作方法如下所述。
首先通過被動熱釋電紅外探測器和環(huán)境噪聲探測判斷是否有人，并探測環(huán)境亮度。如果沒人，所有LED燈均不開，如果有人，分成兩種情況：若需要照明的環(huán)境的照度大于200 lx時，LED照明燈具處于關(guān)閉狀態(tài)；若需要照明的環(huán)境的照度小于200 lx時，LED燈均處于開啟狀態(tài)；根據(jù)聲音的大小判斷是否需要開啟。
3．5 AC LED驅(qū)動電路
AC LED驅(qū)動電路，采用以雙向可控硅為核心器件的觸發(fā)電路，由單片機(jī)輸出信號經(jīng)D／A轉(zhuǎn)換后，通過運算放大器放大，然后接通雙向可控硅電路，由雙向可控硅電路接通ACLED照明電路。并根據(jù)單片機(jī)輸出信號的大小，控制可控硅的導(dǎo)通角，由可控硅電路的導(dǎo)通程度來決定AC LED照明燈的開啟和關(guān)閉及照明亮度的控制。
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計
程序采用模塊化設(shè)計思想，以主程序為核心設(shè)置功能模塊子程序，簡化了設(shè)計結(jié)構(gòu)。運行過程中通過主程序調(diào)用各功能模塊子程序，因為燈具控制實時要求不高，循環(huán)控制即可滿足要求。該系統(tǒng)的軟件主要完成以下功能：信號輸入模塊實現(xiàn)相應(yīng)傳感器信號輸入單片機(jī)數(shù)據(jù)通道，在控制系統(tǒng)軟件中，分別將紅外探測器信號與聲控傳感器信號經(jīng)過整流放大數(shù)字化后處理成開關(guān)的布爾型數(shù)據(jù)，然后相或，經(jīng)過整流放大的環(huán)境補光，光強(qiáng)度探測系統(tǒng)產(chǎn)生的信號與前兩路信號處理后產(chǎn)生的輸出進(jìn)行與運算，由此產(chǎn)生決定燈具開關(guān)的開關(guān)信號。
5 設(shè)計結(jié)果的驗證
在設(shè)計過程中，先對各單元電路進(jìn)行實驗、測試和調(diào)整，然后，對整體電路進(jìn)行調(diào)整和測試，通過對系統(tǒng)的整體測試，電路工作安全穩(wěn)定，工作可靠。達(dá)到了設(shè)計要求，實現(xiàn)了智能照明的目的。由于省去了DC LED交直流轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)，通過測試系統(tǒng)效率可達(dá)93％以上。
6 結(jié)束語
AC LED智能照明系統(tǒng)為人們?nèi)粘Ｉ钫彰魈峁┝朔奖?，避免了由于頻繁開關(guān)導(dǎo)致的電路故障，AC LED照明不像DC LED燈具那樣加一個交直流交換器，這樣既降低了成本，又提高了系統(tǒng)效能，達(dá)到了節(jié)能的目的。也避免了LED光源本身沒壞，交直流轉(zhuǎn)換器先壞掉的窘境。因此，AC LED照明可廣泛用于建筑物室內(nèi)照明及路燈照明。
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