智能台灯控制系统设计

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1、智能台灯控制系统设计　　摘要：针对传统的台灯亮度调节不便，忘记关灯时长时间亮灯浪费电能等缺点，提出了智能LED台灯控制系统的设计。系统以微处理器为核心，利用红外热释传感器检测人体信号，光敏电阻感应环境亮度并进行模数转换。微处理器根据数字化的人体信号和亮度信号，采用PWM技术控制LED的工作状态，实现了台灯的亮度自动调节功能和节能控制功能，具有性价比高、推广应用价值大的特点。　　关键词：人体感应光敏电阻LED台灯智能控制　　中图分类号：TM923.44文献标识码：A文章编号：1674-098X（2017）02（a）-008

2、5-02　　Abstract：Duetotheinconvenienceofthetraditionallamplightbrightnesscontrolandthewasteofelectricitybecauseofforgettingtoturnoffthelights，weputforwardthedesignofthecontrolsystemofintelligentLEDdesklamp.Thesystemwhichisbasedonthecoreofmicroprocessor，usestheinfra

3、redpyroelectricsensortodetectthehumanbobysignalandusesthephotosensitiveresistancetoinduceenvironmentbrightness.Basedonthedigitalhumanbobysignalsandbrightness，themicroprocessorusesthePWMtocontrolLEDworkingcondition.Hencethesystemcanimplementthefunctionswhicharethe

4、brightnessofthelampautomaticadjustmentandenergy-savingcontrol.Thissystemalsoishighlycosteffective，andpossessedofpopularizationandapplicationvalue.　　KeyWords：Humanbodyinduction；Photosensitiveresistance；LEDlamp；Intelligentcontrol　　?_灯是人们学习生活的重要工具。目前，我们所用的台灯，很多是白炽灯，

5、发光效率低，电能的很大部分转化为热能而产生能量浪费。近几年，也有节能型的LED灯，但需要手动调节控制亮度[1]。在学习过程中，由于环境亮度的差异，对台灯的亮度需求也是不一样的。而且，在学习过程中，临时离开，如果忘记关灯，同样浪费电能。因此，该文探究了一种智能LED台灯的设计方案，可以根据环境亮度自动调整灯光功率。通过红外热释传感器，检测人体。只有在有人靠近时，台灯才驱动智能控制。如果使用过程中，人临时离开，超过预设的时间没有回来，就会自动关灯。　　1设计原理　　智能台灯的电路图如图1所示。主要由红外热释人体感应器U2、光

6、敏电阻R1、模数转换器U1、微处理器U3、LED及其功率推动管Q1等元器件构成[1-3]。　　人体红外感应模块采用HC-SR501，该模块是基于红外线技术的自动控制模块。具有灵敏度高、可靠性强、超低电压工作模式等特点。工作时，U2的VO脚输出高电平代表有人靠近台灯，而低电平表示无人靠近。环境亮度检测由光敏电阻R1来实现。R1的电阻值越环境亮度成反比。R1与R2串联分压，输出电压到模数转换器U1。亮环境时，R1的电阻小，串联电路输出的电压大，模数转换后的数字量值也大。暗环境时，R1的电阻大，串联电路输出的电压小，模数转换后

7、的数字量值也就变小。因此，微处理器根据U1输出的数字量感知环境的亮度变化。　　微处理器U3根据人体感应和光感应的结果，从P14输出控制信号，控制LED的亮和灭。P14输出为高电平时，三极管Q1截止，LED台灯熄灭；低电平时，三极管导通，LED台灯亮。　　台灯的亮度调节采用脉冲宽度调制（PWM）技术，原理如图2所示。高电平和低电平构成一个控制周期T，高电平持续时间D与周期T比值就是PWM的占空比。高电平的持续时间D，就是LED灯熄灭的时间，可见，PWM值越大，LED灯的亮度越小。PWM为100%时，灯完全熄灭，而0%时LE

8、D灯的亮度越大。在该设计中，周期T设置为10ms，光亮度的刷新率达到了100Hz，比电视机的屏幕刷新率高2倍。可以有效地保护眼睛不受调光闪烁的影响。　　2程序设计流程　　程序设计是实现台灯智能控制的关键。软件程序主要由台灯亮度计算和PWM信号输出两个模块程序组成。如图3所示，台灯的亮度计算由主程序实现。系统上电后，进