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时间:2018-11-13
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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
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