基于磁悬浮智能控制灯具电路设计研究

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1、基于磁悬浮智能控制灯具电路设计研究陈文琛缪文南林庭彬曾钰森华南理工大学广州学院摘要：基于磁悬浮控制的智能灯是一款集科技性和实用性的物联网智能灯具。木文从智能灯研宄意义出发，研宄了基于磁悬浮无线供电智能灯的硬件总方案设计及电路图，并对电路图工作原理进行/讲解，分析丫该裨能灯的稳定性、实用性和功辉等指标，最后就全文进行总结。关键词：智能灯;无线供电;礆悬浮;物联网;作者简介：陈文琛（1996--），男，本科，研究方向：嵌入式技术。作者简介：缪文南（1985--），男，实验师，硕士，研宂方向：嵌入式技术。基金：2017年“攀登计

2、划”广东古大学生科技创新培育专项资金项目（pdjh2017b0966）ResearchoncircuitdesignofintelligentcontrollampbasedonmagneticsuspensionChenWenchenMiaoWennanLinTingbinCengYusenGuangzhoucollege，SouthUniversityofTechnology;Abstract：Theintelligentlampbasedonmagneticsuspensioncontrolisascientific

3、andpracticalintelligentlampforInternetofthingsThisarticlefromtheintelligentlightresearchmeaning,researchanddesignofmagneticcircuitofwirelesspowersupplyintelligentlamphardwareschemebasedonthegraph,andthecircuitworkingprinciplewereexplained,analyzedthestability,inte

4、lligentlightutilityandpowerconsumption,finallysummarizesup.Keyword：smartlight;wirelesspowersupply;magneticsuspension;Internetofthings;0引言传统的照明灯具仅提供照明，功能单一，能耗大，照明范围小，寿命短等缺点。但在现代的生活中，传统单一功能灯具已经满足不了人们的生活要求。智能灯具,作为智能家具的一个分支逐步成为主流，智能灯不仅发挥照明功能，还能发挥物联网控制的优势。如增加音乐播放、亮度调节，

5、灯颜色变化、人机交互等功能，逐步改变我们的日常生活方式。本文就从实际生活需求出发，采用了磁悬浮技术、无线供电技术，结合蓝牙无线控制，设计一款集科技与艺术相结合的智能灯具。1系统电路总体方案设计棊于磁悬浮智能控制灯具集磁悬浮技术与无线供电技术于一体的家用照明、装饰的工艺灯。该智能灯的磁悬浮技术利用“同性相斥，异性相吸”的工作原理，将悬浮灯罩的托盘悬空漂浮在空中并自转;无线供电技术利用电磁耦合方式向接收线圈发射能量，收线圈接收到能量后讲电源进行整流、滤波、稳压等方式转变为稳定的5V直流电，供给灯罩电路工作。无线控制采用了手机为

6、终端，通过蓝牙进行控制智能灯的各种功能及RGB发光二极管颜色。因此该智能灯形成丫以STC12为主控芯片，手机力操控终端，无线控制技术、无线供电技术、磁悬浮技术、RGB灯技术为基础的电路系统，如图1所示。2主要电路设计2.1智能灯控制系统电路设计智能灯上下部分的控制电路的芯片为单片机STC12C5A60S2,其单片机最小系统电路原理图如图2所示，该电路由晶振电路、复位电路两部分组成。晶振采用11.0592Mhz的晶振，电容采用3Opf的独石电容，组成晶振电路。图1系统总体硬件框图下载原图图2控制电路原理图下载原图图3磁悬浮驱

7、动电路图下载原图2.2磁悬浮驱动电路的设计磁悬浮电路由两块永久性磁铁加上磁悬浮驱动电路组成。通过霍尔传感器调节电磁场磁场分布，调节两块永久性磁铁悬浮的位置，使永久性磁铁达到平衡的状态。如图3所示，该电路为左右对称电路，最左边和最右边的是线圈（LI、L2）,中间是两个3端口的霍尔传感器3503（输出线形量），当霍尔传感器感受磁铁磁性吋，输出信号量分别供给LM324相比较，将磁铁稳定在空中。空中磁铁的轻微扰动将导致空间磁场变化，霍尔元件3503把感应物理量成线性电位信号进行反馈，让上下磁铁保持稳定。其中电阻R6使运放输出直流偏

8、压，防止三极管工作在截至区，两级运放间RC滤波器主要功能滤除纹波让线圈的磁场更加平稳。2.3无线供电电路的设计无线供电电路由发射部分和接收部分组成。无线供电部分传递能量由电磁耦合的方式传递能量，其屮接收线圈和发射线圈距离约为3cm。灯罩上方的电路通过整流、滤波等方式，最终输出5V直流电源，驱动单个3WR