智能照明電子電路設(shè)計(jì)圖集錦

TOP1 智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)用電路設(shè)計(jì)

　　單獨(dú)使用微電腦時(shí)控開關(guān)時(shí)，一旦在供電時(shí)間范圍以外出現(xiàn)陰天光照暗的情況。需要提供照明時(shí)，因不在供電時(shí)間范圍內(nèi)，無(wú)法提供照明。同樣，如單獨(dú)使用光控開關(guān)，白天光照亮度強(qiáng)時(shí)不供電。陰天光照度暗和晚上供電，一直供到天亮才自動(dòng)斷電。而后半夜已無(wú)人上班，且電壓會(huì)升高，一來(lái)浪費(fèi)能源，二則減少燈泡（管）的壽命。所以，將二者結(jié)合起來(lái)互補(bǔ)，由微電腦時(shí)控開關(guān)控制著光控開關(guān)的供電時(shí)間。光控開關(guān)再根據(jù)光照亮度情況自動(dòng)控制交流接觸器的通與斷。從而徹底解決了“長(zhǎng)明燈”的現(xiàn)象。

　　控制器的工作過(guò)程

　　根據(jù)需要設(shè)置好微電腦時(shí)控開關(guān)每日供電的開啟時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間。到開啟時(shí)間時(shí)。微電腦時(shí)控開關(guān)接通電源，在此時(shí)間內(nèi)照明燈的亮與不亮還取決于光照亮度情況。白天光照亮度強(qiáng)。光控開關(guān)內(nèi)的光敏電阻cds受到光線的照射，電阻值變小，晶體管T1和T2截止，繼電器J線圈失電觸點(diǎn)斷開。交流接觸CJ線圈失電不吸合。主觸點(diǎn)切斷照明供電。當(dāng)陰天光照亮度弱及晚上時(shí)，由于光敏電阻cds受到的光照弱和無(wú)光照因而電阻值增大，晶體管T1和T2飽和導(dǎo)通，繼電器J得電吸合，通過(guò)交流接觸器CJ接通照明電源。到了關(guān)閉時(shí)，間時(shí)微電腦時(shí)控開關(guān)將切斷光控開關(guān)的電源。光控開關(guān)失電后，交流接觸器CJ線圈也將失電脫開，主觸點(diǎn)切斷照明電源。從而達(dá)到了智能控制照明之目的。

　　控制器電路設(shè)計(jì)

　　微電腦時(shí)控開關(guān)采用KG316T型，光控開關(guān)為自制。光敏電阻cds是從舊的聲控延時(shí)開關(guān)上拆下的。繼電器為JQX-4型，線圈額定電壓為12V，為提高可靠性將兩組觸點(diǎn)并聯(lián)。紅LED作為光控開關(guān)的接通指示。與交流接觸器CJ的線圈并聯(lián)。只要所用元件為正品，焊接無(wú)誤，即可成功。調(diào)試時(shí)，先不接交流接觸器CJ，用手遮擋光敏電阻上的光線，J吸合，LED亮；手拿開時(shí)，J斷開，LED滅。調(diào)整電阻 R的阻值可調(diào)節(jié)光控的靈敏度。CJ為20A的交流接觸器。線圈電壓為220V，型號(hào)為CDC10-20。整個(gè)光控開關(guān)裝在自制的木盒內(nèi)。微電腦時(shí)控開關(guān)安裝在木盒上面，在木盒的側(cè)面開兩個(gè)Φ5mm小孔用于安裝LED和光敏電阻。木盒放在。配電房窗戶邊，IED和光敏電阻的面朝窗口。交流接觸器安裝在配電柜內(nèi)照明控制空氣開關(guān)旁，整個(gè)控制器即安裝完畢。使用時(shí)，按KG316T微電腦時(shí)控開關(guān)的說(shuō)明設(shè)定好每日照明供電的開啟時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間后，就可投入使用了。

　　室內(nèi)智能照明控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

　　主控制器電路設(shè)計(jì)

　　主控制器采用AT89C51單片機(jī)作為微處理器，AT89C51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4K bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash 存儲(chǔ)單元。 主控制器系統(tǒng)的外圍接口電路由鍵盤、數(shù)碼顯示及驅(qū)動(dòng)電路、晶振、看門狗電路、通信接口電路等幾部分組成。主控制器系統(tǒng)的硬件電路原理圖如圖2-2所示。

　　圖2-2 主控制器系統(tǒng)的硬件電路原理圖

　　RS485通信電路的設(shè)計(jì)

　　在各種分布式集散控制系統(tǒng)中，往往采用一臺(tái)單片機(jī)作為主機(jī)，多個(gè)單片機(jī)作為從機(jī)，主機(jī)控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行；從機(jī)采集信號(hào)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制；主機(jī)和從機(jī)之間通過(guò)總線相連，如圖2-4所示。主機(jī)通過(guò)TXD向各個(gè)從機(jī)（點(diǎn)到點(diǎn)）或多個(gè)從機(jī)（廣播）發(fā)送信息，而各個(gè)從機(jī)也可以向主機(jī)發(fā)送信息，但從機(jī)之間不能自由通信，其必須通過(guò)主機(jī)進(jìn)行信息傳遞。

　　本系統(tǒng)的有線通信方式采用RS485總線進(jìn)行通信，RS485標(biāo)準(zhǔn)支持半雙工通信，只需三根線就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，同時(shí)具有抑制共模干擾的能力，接收靈敏度可達(dá)±200mV，大大提高了通信距離，在100K bps速率下通信距離可達(dá)1200m，如果通信距離縮短，最大速率可達(dá)10M bps。在這里使用的是主從式通信方式，主機(jī)由主控制器充當(dāng)，從機(jī)為分控制器。主機(jī)處于主導(dǎo)和支配地位，從機(jī)以中斷方式接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，主機(jī)發(fā)送的信息可以傳送到所有的從機(jī)或指定的從機(jī)，從機(jī)發(fā)送的信息只能為主機(jī)接收，從機(jī)之間不能直接通信。主機(jī)與從機(jī)的通信電路圖分別如圖2-5與圖2-6所示。

　　圖2-5 主機(jī)通信電路圖

　　TOP2　從機(jī)通信與光信號(hào)取樣電路

　　主機(jī)與從機(jī)選用的RS485通信收發(fā)器芯片為MAX485，它是MAXIM公司生產(chǎn)的用于RS485通信的低功率收發(fā)器件，采用單一電源+5 V工作，額定電流為300 μA，采用半雙工通信方式。它完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS485電平的功能。MAX485芯片內(nèi)部含有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接收器。RO和DI端分別為接收器的輸出和驅(qū)動(dòng)器的輸入端，與單片機(jī)連接時(shí)只需分別與單片機(jī)的RXD和TXD相連即可；RE和DE端分別為接收和發(fā)送的使能端，當(dāng)RE端為邏輯0時(shí)，器件處于接收狀態(tài)；當(dāng)DE端為邏輯1時(shí)，器件處于發(fā)送狀態(tài)，因?yàn)镸AX485工作在半雙工狀態(tài)，所以只需用單片機(jī)的一個(gè)管腳控制這兩個(gè)引腳即可，主機(jī)與從機(jī)分別使用 P2.6與P1.0腳進(jìn)行控制；A端和B端分別為接收和發(fā)送的差分信號(hào)端，當(dāng)A引腳的電平高于B時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為1；當(dāng)A的電平低于B端時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為0。在進(jìn)行通信時(shí)只需要一個(gè)信號(hào)控制MAX485的接收和發(fā)送即可。同時(shí)將A和B端之間加匹配電阻，這里選用120Ω的電阻。

　　圖2-6 從機(jī)通信電路圖

　　為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，采用光電耦合器TLP521對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行光電隔離。從機(jī)使用單片機(jī)的P1.0控制通信收發(fā)器MAX485的工作狀態(tài)，平時(shí)置P1.0為低電平，使從機(jī)串行口處于偵聽狀態(tài)。當(dāng)有串行中斷產(chǎn)生時(shí)判別是否是本機(jī)號(hào)，若為本機(jī)地址則置P1.0為高電平，發(fā)送應(yīng)答信息，然后再置 P1.0為低電平接收控制指令，繼續(xù)保持P1.0為低電平，使串行收發(fā)器處于接收狀態(tài)；若不是本機(jī)地址，使P1.0為低電平，使串行收發(fā)器處于接收偵聽狀態(tài)。

　　光信號(hào)取樣電路

　　光信號(hào)取樣電路如圖2-7所示，圖中主要由光信號(hào)采集電路和 A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路組成，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換是電路的核心。信號(hào)經(jīng)過(guò)采集送入A/D轉(zhuǎn)換電路，通過(guò)單片機(jī)處理后，最終作為系統(tǒng)應(yīng)用程序進(jìn)行開關(guān)燈判斷的依據(jù)。 A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)應(yīng)根據(jù)信號(hào)的測(cè)量范圍和精度來(lái)選擇，使其有足夠的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，保證最大量化誤差在設(shè)計(jì)要求的精度范圍內(nèi)。本系統(tǒng)中，信號(hào)的測(cè)量范圍的電壓：0.00—9.99V，精度0.01V。 在本次設(shè)計(jì)中選用了帶串行控制的10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC1549，它是由德州儀器（Texas Instruments簡(jiǎn)寫為TI）公司生產(chǎn)的，它采用CMOS工藝，具有自動(dòng)采樣和保持，采用差分基準(zhǔn)電壓高阻抗輸入，抗干擾性能好，可按比例量程校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換范圍，總不可調(diào)整誤差達(dá)到（±）1LSB Max，芯片體積小等特點(diǎn)。同時(shí)它采用了Microwire串行接口方式，故引腳少，接口方便靈活。與傳統(tǒng)的并行方式接口A/D轉(zhuǎn)換器（例ADC0809/0808）相比，其單片機(jī)的接口電路簡(jiǎn)單，占用I/O口資源少。

　　圖2-7 光信號(hào)取樣電路

　　本文基于AT89C2051單片機(jī)的智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理與實(shí)現(xiàn)方法。首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求用Protel DXP軟件繪制出原理圖，然后依據(jù)原理圖選擇元器件，在實(shí)驗(yàn)板上布置元器件并連接線路，對(duì)硬件電路進(jìn)行測(cè)試，檢查串行口是否選錯(cuò)，測(cè)量電源是否正常，復(fù)位電平是否正確，單片機(jī)是否起振等等。由于此設(shè)計(jì)是在相對(duì)理想的情況下設(shè)計(jì)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，需把燈光控制系統(tǒng)和放映設(shè)備電源分開。當(dāng)應(yīng)用于其他工作場(chǎng)所時(shí)，可根據(jù)實(shí)際需要添加或者減少部分模塊，如在道路使用時(shí)，則不需要時(shí)間控制電路；在室內(nèi)使用時(shí)，還可以添加無(wú)線模塊，方便控制。

　　智能照明系統(tǒng)電路模塊設(shè)計(jì)

　　智能照明控制系統(tǒng)的智能化主要體現(xiàn)在兩大功能模塊上，一個(gè)是智能調(diào)光裝置，另一個(gè)就是光照度的檢測(cè)、顯示及補(bǔ)償裝置。下面主要就這兩方面來(lái)介紹智能照明系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，但這里要特殊申明的是，由于各種原因在硬件的具體制作與實(shí)驗(yàn)方面，本人只制作了照度檢測(cè)、顯示及補(bǔ)償?shù)难菔狙b置。

　　電源電路設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)主要采用＋-12V電源和+5V電源，電路圖如圖所示：

　　主控制電路設(shè)計(jì)

　　AT89S51的RST引腳為復(fù)位引腳，只要在RST引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位。本設(shè)計(jì)采用的是按鍵復(fù)位，如圖3-2所示，當(dāng)按下按鍵后，電容被短路，RST引腳就處于高電平，就可以達(dá)到復(fù)位的目的。

　　圖3-2 復(fù)位電路

　　TOP3 數(shù)據(jù)采集及處理電路

　　AT89S51單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。內(nèi)部振蕩方式所得的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定。在引腳XTAL1和 XTAL2外接晶體振蕩器（簡(jiǎn)稱晶振），就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。內(nèi)部振蕩方式的外部電路如下圖3-3所示。圖中，兩個(gè)電容起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其電容值一般在20-30pF。晶振頻率的典型值為 6MHz或12MHz，設(shè)計(jì)中電容取30pF，晶振為12MHz。

　　圖3-3 晶振電路

　　本設(shè)計(jì)中單片機(jī)的各管腳的控制功能闡述如下：1、P0口是一組雙向I/O端口，它分時(shí)提供低8位地址和8位雙向數(shù)據(jù)。在設(shè)計(jì)中P0.0～P0.7接上發(fā)光二極管后與八個(gè)上拉電阻相連，用于模擬照度補(bǔ)償。2、P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。本設(shè)計(jì)中P1口與兩個(gè)LED數(shù)碼管相接，構(gòu)成光照度顯示部分。

　　圖3-4 主控制電路

　　3、P2口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。設(shè)計(jì)中，P2.2-P2.4用于外接A/D轉(zhuǎn)換芯片，P2.0和P2.1用于三極管的驅(qū)動(dòng)，P2.5用于采用PWM方式調(diào)光，P2.6和P2.7用于實(shí)現(xiàn)手動(dòng)與自動(dòng)切換及手動(dòng)調(diào)光功能。

　　4、P3口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。在整個(gè)系統(tǒng)中，這8個(gè)引腳 還具有專門的第二功能。本設(shè)計(jì)中用到P3.0和P3.1作為串口輸出，RXD與TXD與電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232相連，信號(hào)經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換后在PC機(jī)連接，通過(guò)光照度監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)光照度進(jìn)行計(jì)算機(jī)監(jiān)控。具體見上圖3-4所示

　　數(shù)據(jù)采集及處理電路

　　本設(shè)計(jì)中選擇光敏二極管作為光照檢測(cè)元件，具體電路如圖3-5所示：

　　顯示電路設(shè)計(jì)

　　本設(shè)計(jì)采用LED動(dòng)態(tài)顯示方式，使用兩個(gè)LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示，數(shù)碼管是共陽(yáng)極接法，分別顯示個(gè)位和十位數(shù)據(jù)。a～h分別與P1口的八根I/O線相連，低電平有效，形成段選線多路復(fù)用，它們的公共端則由PNP型三極管8550控制。如果8550導(dǎo)通，則相應(yīng)的數(shù)碼管就可以亮，而如果8550截止，則對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管就不能亮，8550是由P2.0，P2.1控制的，這樣我們就可以通過(guò)控制P2.0、P2.1達(dá)到控制某個(gè)數(shù)碼管亮或滅的目的。此外三極管還具有驅(qū)動(dòng)作用，能夠使數(shù)碼管亮度加強(qiáng)。如圖3-9所示。

　　TOP4 照度補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)

　　照度補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)

　　通過(guò)數(shù)碼管顯示的電壓值，能夠反應(yīng)出光照度的大小，因而就可以根據(jù)數(shù)碼管的顯示來(lái)進(jìn)行照度補(bǔ)償。本設(shè)計(jì)中利用8個(gè)發(fā)光二極管作為照度補(bǔ)償?shù)难菔?，通過(guò)制作表格，建立起電壓值和發(fā)光二極管點(diǎn)亮的個(gè)數(shù)兩者之間的關(guān)系。

　　調(diào)光電路

　　本設(shè)計(jì)中采用PWM方式進(jìn)行燈光調(diào)節(jié)，主要采用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。調(diào)光分智能調(diào)光和手動(dòng)調(diào)光，通過(guò)P2.6和P2.7端口來(lái)控制。

　　串行接口電路設(shè)計(jì)

　　為了使設(shè)計(jì)的電路更加智能化，能夠與當(dāng)今社會(huì)接軌，能夠使人們隨時(shí)地對(duì)光照度進(jìn)行監(jiān)控，本設(shè)計(jì)還設(shè)置了單片機(jī)與PC機(jī)的串行通信接口電路，為今后的網(wǎng)絡(luò)化控制預(yù)留了空間。設(shè)計(jì)中采用單片機(jī)作為下位機(jī)，PC機(jī)作為上位機(jī)，利用MAX232作為電平轉(zhuǎn)換來(lái)進(jìn)行串行通訊。 MAX232是MAXIM公司生產(chǎn)的低功耗、單電源雙RS232發(fā)送/接收器，MAX232芯片內(nèi)部含有一個(gè)電容性電壓發(fā)生器，可把輸入的+ 5V 電源變換成為RS232所需的±10V 電壓，所以采用此芯片接口的串行通訊系統(tǒng)只要單一的+ 5V 電源即可。該芯片取用了16引腳的雙列直插式封裝。

　　圖3-14 串行接口電路

　　硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中控制器是系統(tǒng)的核心部分，它能夠控制系統(tǒng)的信號(hào)的采集及處理功能，它的性能的好壞決定著系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成敗與否，因此，必須對(duì)主控制器從功能和應(yīng)用性能進(jìn)行選擇。可選用控制器主要有可編程控制器（PLC）、單片機(jī)兩類，它們各有自己的有缺點(diǎn)。

　　可編程控制器（PLC）是專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入、輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。它的主要功能是邏輯控制、定時(shí)控制、計(jì)數(shù)控制、步進(jìn)控制、PID控制、數(shù)據(jù)控制、通信和聯(lián)網(wǎng)等。因此它的抗干擾能力強(qiáng)，工作可靠，但其無(wú)法讀取外部存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)。而本文智能照明控制系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)對(duì)照明的人性化管理，也就是根據(jù)人的控制輸入出現(xiàn)相應(yīng)的照明場(chǎng)景和自動(dòng)執(zhí)行相應(yīng)控制輸出相結(jié)合，具備很大的靈活性。方便修改相應(yīng)的場(chǎng)景參數(shù)，易于功能擴(kuò)展，還可以與PC機(jī)以及與其它單片機(jī)進(jìn)行通信。

　　TOP5 全自動(dòng)多用途智能照明電路

　　本文介紹的應(yīng)急燈平時(shí)接通市電，處于充足電備用狀態(tài)，只有當(dāng)市電突然停電而且周圍環(huán)境光線突然由強(qiáng)變?nèi)鯐r(shí)，能智能判斷出這是由于斷電引起的黑暗，及時(shí)點(diǎn)亮應(yīng)急燈。經(jīng)過(guò)10分鐘后自動(dòng)關(guān)閉，這時(shí)人員一般已經(jīng)撤離到安全地點(diǎn)，無(wú)需再提供照明，關(guān)閉應(yīng)急燈還可以防止過(guò)度放電損壞鉛酸蓄電池。

　　工作原理：全自動(dòng)應(yīng)急燈電路由蓄電池恒壓限流浮充回路和光控延時(shí)回路兩部分組成。交流電壓通過(guò)變壓器降壓，整流濾波后得到18V的直流電壓，由D2、 R4、12V/1.2Ah的鉛酸蓄電池和LM317組成恒壓、限流浮充電不間斷電源，可以確保蓄電池隨時(shí)處于充足電狀態(tài)，12V鉛酸蓄電池的浮充電壓為 14.4V。LM317接成恒壓源，W為精密多圈可調(diào)電位器，通過(guò)調(diào)整W可以使輸出端A點(diǎn)輸出穩(wěn)定的15.1V直流電壓。電阻R4可以限制充電電流大小，D2可以防止市電停電后蓄電池反向放電。 R1、R2、C1、D1、F1組成交流電壓檢測(cè)電路，當(dāng)交流電壓正常時(shí)B點(diǎn)經(jīng)過(guò)分壓后電壓為8伏左右，經(jīng)過(guò)F1反相后輸出低電平。當(dāng)交流電壓停電時(shí)，因?yàn)橛蠨1隔離，所以B點(diǎn)電壓迅速跌至0伏，經(jīng)F1反相后輸出高電平。CD4011BP是COMS型四與非門集成電路，與非門工作的邏輯關(guān)系是：只有兩個(gè)輸入端都輸入高電平時(shí)輸出端才輸出低電平；只要其中一個(gè)輸入端輸入低電平時(shí)就輸出高電平。如果將兩個(gè)輸入端并聯(lián)成一個(gè)輸入端那么這個(gè)與非門等效成一個(gè)非門。門電路輸入特性為：輸入電壓小于40％電源電壓時(shí)為輸入低電平；輸入電壓大于60％電源電壓時(shí)為輸入高電平。

　　采用單片機(jī)的智能照明控制器電路

　　電路原理：路由二極管VD1～VD4組成橋式整流電路，再經(jīng)R1限流，C1濾波，VD6穩(wěn)壓獲得10V直流電壓，為7555定時(shí)器提供電源。7555定時(shí)器和R4、C2構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間T=1.1R4C2=50。VS是晶閘管，控制燈的亮、滅。其工作原理是：白天當(dāng)光線照射到光敏電阻RG時(shí)，其阻值變得很小，按動(dòng)按鈕SB，7555的2端不能產(chǎn)生幅度低于VCC／3的觸發(fā)負(fù)脈沖，故不能使 7555的3端輸出高電平來(lái)觸發(fā)VS使它導(dǎo)通，電燈HL不亮。晚上：RG阻值變大，當(dāng)按按鈕SB時(shí)，7555的2端產(chǎn)生了低于VCC／3的低電平脈沖，從而使7555定時(shí)器的3‘端輸出約50s的高電平，它觸發(fā)VS的控制端，使VS導(dǎo)通，電燈亮。50s過(guò)后，7555定時(shí)器的3端恢復(fù)到低電平“O”，晶閘管截止，燈滅。實(shí)現(xiàn)了只有夜間按動(dòng)按鈕SB才能使燈亮，而白天按也不亮的智能。既滿足了人們照明的需要，又減少了電能的浪費(fèi)，從而更加有效地節(jié)約了電能。

　　光敏電阻RG選GM3516，7555定時(shí)器選CB7555，晶閘管VS選MCR100-8小型塑封單向晶閘管，其他器件按圖中標(biāo)注選擇即可參數(shù)焊接安裝，讓光敏電阻朝向明亮處，稍加調(diào)試即可使用。此電路由于將市電交流220V直接引入電路板，一不小心易發(fā)生觸電危險(xiǎn)。制作時(shí)，請(qǐng)將元件焊接好，并反復(fù)檢查確認(rèn)無(wú)誤后再通電試驗(yàn)，為保證安全，最好將此電路封裝在一個(gè)小塑料盒內(nèi)進(jìn)行操作。

　　繼電器控制燈光智能照明系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

　　傳統(tǒng)室內(nèi)燈光控制為墻壁開關(guān)的簡(jiǎn)單控制模式，完全由人操控，因?yàn)檫M(jìn)入室內(nèi)人員的節(jié)能意識(shí)不足，隨意將所有燈打開，造成能源的浪費(fèi)。本裝置經(jīng)過(guò)智能處理器分析處理再?zèng)Q定燈開關(guān)電源最終打開與否，有效地避免了實(shí)際教室內(nèi)部的通電即亮的情況的發(fā)生。本設(shè)計(jì)主要是完成室內(nèi)燈光的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。由光敏電阻進(jìn)行光線強(qiáng)度的采集，并由光敏電阻的特性得到相應(yīng)的模擬信號(hào)量，交由MSC51單片機(jī)，MSC51單片機(jī)在接收到信號(hào)之后做出相應(yīng)的處理，給出控制信號(hào)，控制繼電器的接通與否，從而實(shí)現(xiàn)燈光的智能控制。此設(shè)計(jì)在保證有效照明強(qiáng)度的調(diào)解下，合理的控制燈管的數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目的。

　　解決室內(nèi)公共照明的電能浪費(fèi)問(wèn)題。由光敏電阻采集光強(qiáng)信號(hào)，經(jīng)轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信號(hào)交單片機(jī)分析判斷處理，再由繼電器控制燈光照明電路，最終決定燈光電源開與否，從而節(jié)約電能。創(chuàng)新方面，光敏電阻對(duì)室內(nèi)光線感光結(jié)合單片機(jī)綜合控制，改變傳統(tǒng)的控制模式，合理控制照明燈的數(shù)量。關(guān)鍵點(diǎn)在于信號(hào)的采集及 MCS-51邏輯判定部分。本裝置由智能處理器進(jìn)行分析給出控制信號(hào)，有別于 傳統(tǒng)燈光控制模式。傳統(tǒng)室內(nèi)燈光控制為墻壁開關(guān)的簡(jiǎn)單 控制模式，完全由人操控，因?yàn)檫M(jìn)入室內(nèi)人員的節(jié)能意識(shí)不足，隨意將所有燈打開，造成能源的浪費(fèi)。此外利用光敏電阻進(jìn)行實(shí)時(shí)的光強(qiáng)信號(hào)的采集，得出實(shí)時(shí)的光照強(qiáng)度。裝置的使用者僅僅需要按照平時(shí)的習(xí)慣接通電源即可，最終能否打開燈的電源，還得依賴于智能處理器給出的控制信號(hào)，整個(gè)過(guò)程由智能控制器自動(dòng)完成。最大的三個(gè)優(yōu)勢(shì) 1、節(jié)能 2、造價(jià)低廉 3、自動(dòng)完成燈線強(qiáng)度的調(diào)節(jié) 本裝置適用于類似于學(xué)校教室的室內(nèi)照明環(huán)境。目前教室的燈光控制完全由人的意念決定，導(dǎo)致電能的嚴(yán)重浪費(fèi)。由于此設(shè)備造價(jià)低廉，線路連接和改造簡(jiǎn)單，易推廣應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

　　控制部分單片機(jī)C51及相關(guān)外圍電路構(gòu)成。16字×2行的HD44780LCD作為顯示器與51相連，實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)狀態(tài)。當(dāng)某照明單元出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)蜂鳴器發(fā)出警報(bào)，提示工作人員。DS1302及相關(guān)外圍電路構(gòu)成外部定時(shí)電路，優(yōu)點(diǎn)是DS1302有兩個(gè)供電方式，當(dāng)使用環(huán)境中有電時(shí)，通過(guò)系統(tǒng)電源獲得電能。設(shè)施停電時(shí)，則通過(guò)1 000μF的低壓大電容供電，且該芯片功耗低，足以滿足該芯片正常工作約72 h，這樣就保證了系統(tǒng)不用在每次停電來(lái)電后都要重置時(shí)間。主機(jī)整體電路如圖3所示。

　　APFC整流濾波器

　　利用L6561芯片設(shè)計(jì)的高頻主電源如圖4所示。L6561是ST公司生產(chǎn)的有源功率因數(shù)校正專用芯片，能方便的構(gòu)成寬電壓輸入（AC 85～265 V），低諧波含量的PFC電源，能直接驅(qū)動(dòng)IGBT管，且集成了各種保護(hù)功能。由于集成度很高，減少了構(gòu)成系統(tǒng)所需的元器件，降低了損耗，提高了效率。

　　TOP6 照明單元部分電路設(shè)計(jì)

　　分機(jī)部分采用以MK7A23P／14P系列單片機(jī)為控制核心，該單片機(jī)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，內(nèi)含RC振蕩器、看門狗及復(fù)位電路，與MCS51系列單片機(jī)相比，省去了很多外圍元件，并且內(nèi)有1 kB OTP方式的ROM，非常適合于各種控制器。該部分通過(guò)電力線載波與主機(jī)進(jìn)行通信，從主機(jī)獲得調(diào)亮控制指令控制燈具的亮度或上傳燈具自檢結(jié)果及燈具工作狀態(tài)等信息。通過(guò)熱釋紅外人體檢測(cè)部分實(shí)時(shí)的檢測(cè)人體活動(dòng)，進(jìn)而控制經(jīng)過(guò)電子變壓器降壓后的燈組工作狀態(tài)。通過(guò)SB15型電流檢測(cè)器將燈具的工作狀態(tài)傳送到 MK7A23P／14P，當(dāng)燈具工作時(shí)，即有電流，反之則無(wú)。分機(jī)主體電路如圖5所示。

　　熱釋紅外人體檢測(cè)控制部分的設(shè)計(jì)

　　人體檢測(cè)模塊由熱釋紅外檢測(cè)元件RE200B、紅外熱釋電處理芯片BISS0001以及相關(guān)外圍器件構(gòu)成。RE200B是接收人體發(fā)出紅外線的核心元件，是整個(gè)電路的信號(hào)接收部分。人體檢測(cè)模塊整體設(shè)計(jì)如圖6所示。Q5為光敏三極管，用來(lái)檢測(cè)環(huán)境照度。當(dāng)作為照明控制時(shí)，若環(huán)境較明亮，三極管會(huì)導(dǎo)通，使9腳的輸入保持為低電平，從而封鎖觸發(fā)信號(hào)Vs。

　　SW1是工作方式選擇開關(guān)，當(dāng)SW1與1端連通時(shí)，芯片處于可重復(fù)觸發(fā)工作方式。當(dāng)SW1與2端連通時(shí)，芯片則處于不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。輸出信號(hào)Vo 進(jìn)入單片機(jī)MK7A23P／14P中進(jìn)行控制。當(dāng)檢測(cè)有人時(shí)Vo輸出高點(diǎn)平，此時(shí)MK7A23P／14P的13口將輸出高電平，9口輸出低電平，則Q1導(dǎo)通，Q4關(guān)閉。此時(shí)， 大功率LED 關(guān)閉，燈組中的射燈將開始工作，同時(shí)電流檢測(cè)器將檢測(cè)的信息送入MK7A23P／14P中，當(dāng)檢測(cè)無(wú)電流時(shí)說(shuō)明射燈出現(xiàn)故障通過(guò)電力線載波反饋到系統(tǒng)主機(jī)。無(wú)人時(shí)，反之，燈組中大功率LED組打開，射燈將關(guān)閉。通過(guò)調(diào)節(jié)13口、9口的輸出脈寬可以改變射燈或大功率LED燈組的亮度，通過(guò)11口、10口測(cè)得分壓值可以測(cè)定燈組中IED是否工作并將此信息反饋到主機(jī)。

　　照明耗電在各國(guó)總發(fā)電量中占有很大的比例，對(duì)一些照明時(shí)間較長(zhǎng)、照明場(chǎng)所較多的機(jī)構(gòu)，其照明耗電約占本單位所有耗電的40％。因此，有必要在保證照明質(zhì)量的前提下，實(shí)施照明節(jié)能措施。文中設(shè)計(jì)了一種照明節(jié)能控制裝置，通過(guò)理論和實(shí)驗(yàn)證明這種設(shè)計(jì)方案是可行的并基本達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的，可以有效地對(duì)照明燈具進(jìn)行節(jié)能控制。

　　TOP7 LED智能照明系統(tǒng)電路模塊設(shè)計(jì)

　　硬件設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，在所選定的微處理器芯片和其他元器件的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的電路原理圖，還包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、印制板設(shè)計(jì)等。在設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行試驗(yàn)，以便對(duì)其不合理的部分進(jìn)行修正，并最終確定硬件設(shè)計(jì)方案和完成印制電路板。中心控制器電路主要包括以下幾個(gè)部分：（1） 電路核心部分：ARM微處理器、復(fù)位電路、晶振電路和電源電路。（2）JTAG電路：實(shí)現(xiàn)程序下載與在線調(diào)試。（3） 外圍電路：CAN總線通信電路、USB接口、存儲(chǔ)電路、LCD液晶顯示、鍵盤電路、串行通訊電路。

　　核心電路設(shè)計(jì)

　　中心控制器的微處理器引腳圖如圖3．2所示，它主要包括芯片中所使用的各個(gè)接口的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)及與外圍電路的連接方式。

　　圖3．2STM32F103VBT6引腳圖

　　電源電路設(shè)計(jì)

　　電源電路如圖3．3所示。

　　圖3．3中心控制器電源電路

　　STM32的工作電壓為2．0V．3．6V，通過(guò)內(nèi)置的電壓調(diào)節(jié)器提供所需的1．8V電源。當(dāng)主電源掉電后，通過(guò)VBAT腳為實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）和備份寄存器提供電源。5v電源通過(guò)J2端口接入電路，并通過(guò)SPXlll7M3．3．3將電源穩(wěn)壓至3．3V。VDDA與VSSA必須分別連到VDD與 VSS，這是為了降低噪聲和出錯(cuò)幾率。SPXI 1l 7M3．3．3輸出電流可達(dá)800mA，輸出電壓的精度在正負(fù)百分之一之間，具有電流限制和熱保護(hù)功能。P6KE6．8A為瞬態(tài)抑制二極管，它有效地保護(hù)電子線路中的精密元器件，免受各種浪涌脈沖的損壞。電源不僅是核心電路的供電電源，而且還要負(fù)責(zé)給其他外圍電路供電，電源和地之間的電容是用來(lái)去耦的，它提高了系統(tǒng)的抗干擾性。

　　復(fù)位電路設(shè)計(jì)

　　STM32F103VBT6支持三種復(fù)位形式，分別為系統(tǒng)復(fù)位、上電復(fù)位和備份區(qū)域復(fù)位。除了時(shí)鐘控制寄存器RCC CSR寄存器中的復(fù)位標(biāo)志位和備份區(qū)域中的寄存器以外，系統(tǒng)復(fù)位將復(fù)位所有寄存器至它們的復(fù)位狀態(tài)。外部復(fù)位電路如圖3．4所示。

　　圖3-4中心控制器復(fù)位電路

　　SP809EK．3．1／TR為單功能復(fù)位監(jiān)控器件。當(dāng)系統(tǒng)上電或電源電壓跌落至閾值電壓，SP809的復(fù)位信號(hào)RESET就會(huì)產(chǎn)生140ms的復(fù)位脈沖，保證系統(tǒng)可靠有效的復(fù)位。它的輸出典型值為上拉低電平，因此要在RESET--與“電源電壓之間加一個(gè)上拉電阻Rl。此電路為外部復(fù)位，CRESET 連接至lJSTM32F103VBT6的NRST引腳上．低電平有效。

　　晶振電路設(shè)計(jì)

　　在STM32中，三種不同的時(shí)鐘源可被用來(lái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)鐘（SYSCLK）：HSI振蕩器時(shí)鐘、HSE振蕩器時(shí)鐘和PLL時(shí)鐘。高速外部時(shí)鐘信號(hào)（HSE）由以下兩種時(shí)鐘源產(chǎn)生：HSE外部晶體／陶瓷諧振器和HSE用戶外部時(shí)鐘。HSI時(shí)鐘信號(hào)由內(nèi)部8MHz的RC振蕩器產(chǎn)生，可直接作為系統(tǒng)時(shí)鐘或在2分頻之后作為PLL輸入。LSE（低速外部時(shí)鐘信號(hào)）晶體是一個(gè)32．768KHz的低速外部晶體或陶瓷諧振器。晶振電路如圖3．5所示。

　　圖3．5中心控制器晶振電路

　　左圖為L(zhǎng)SE時(shí)鐘，它采用32．768kHz夕b部晶振，為實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）提供一個(gè)低功耗且精確的時(shí)鐘源。LSE晶體通過(guò)在備份域控制寄存器里的 LSEON位啟動(dòng)和關(guān)閉。右圖為HSE時(shí)鐘，采用8MHz夕b部晶振，負(fù)載電容值根據(jù)所選晶振選取，為系統(tǒng)提供更為精確的主時(shí)鐘。為了減少時(shí)鐘輸出的失真和縮短啟動(dòng)穩(wěn)定時(shí)間，晶體和負(fù)載電容必須盡可能地靠近振蕩器引腳。
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　　智能照明技術(shù)資料匯總——用你的設(shè)計(jì)智慧點(diǎn)亮智能照明之燈

　　TOP8 智能照明系統(tǒng)LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

　　近年來(lái)，半導(dǎo)體光源正以新型固體光源的角色逐步進(jìn)入照明領(lǐng)域。按固體發(fā)光物理學(xué)原理，LED發(fā)光效率能接近100 % ，具有工作電壓低、耗電量小、響應(yīng)時(shí)間短、發(fā)光效率高、抗沖擊、使用壽命長(zhǎng)、光色純、性能穩(wěn)定可靠及成本低等優(yōu)點(diǎn)。隨著LED 價(jià)格的不斷降低，發(fā)光亮度的不斷提高，半導(dǎo)體光源在照明領(lǐng)域中展現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用前景。LED的伏安特性與普通二極管的伏安特性相同，正向電壓的較小波動(dòng)就會(huì)導(dǎo)致正向電流的急劇變化。LED正向電流的大小會(huì)隨環(huán)境溫度變化而改變，環(huán)境達(dá)到一定溫度，LED 容許正向電流會(huì)急劇降低; 在此情況下， 如果仍舊通過(guò)大電流， 容易造成LED 老化，縮短使用壽命，因此LED 在應(yīng)用過(guò)程中需要一個(gè)有恒溫、恒流控制的，具有可靠保護(hù)功能的LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。本文介紹了一種智能LED 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。

　　恒流驅(qū)動(dòng)電路

　　恒流源在一定的電壓和溫度變化下，產(chǎn)生電流變化接近于零，具有恒定電流值和很高的動(dòng)態(tài)輸出電阻。一般，恒流驅(qū)動(dòng)電路用電子管、晶體管、恒流器件、集成電路、集成穩(wěn)壓器和其他元器件組成。為了適合LED 燈具的應(yīng)用，恒流源不僅要有較高穩(wěn)定度和電流輸出準(zhǔn)確度，而且恒流驅(qū)動(dòng)電路輸出電流設(shè)計(jì)為可調(diào)輸出。為了保證輸出電流的精度，本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)系統(tǒng)D /A 轉(zhuǎn)換輸出電壓，調(diào)節(jié)恒流源輸出電流，原理圖如圖所示。

　　此恒流驅(qū)動(dòng)電路屬于電流串聯(lián)負(fù)反饋的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中LED 為負(fù)載，R6 為采樣電阻。在本設(shè)計(jì)中，為了實(shí)現(xiàn)可調(diào)恒流源控制，在運(yùn)算放大器的同相輸入端引入由單片機(jī)系統(tǒng)D /A 輸出的可調(diào)電壓信號(hào)Vs，使其成為受控恒流源，也就是基準(zhǔn)電壓。在反向輸入端連接采樣電阻R6。運(yùn)算放大器工作在深度負(fù)反饋狀態(tài)，它配合功率MOS 管通過(guò)反饋跟隨輸入基準(zhǔn)電壓Vs，功率MOS 管與運(yùn)算放大器的基極相連，用來(lái)增加驅(qū)動(dòng)電流。當(dāng)運(yùn)算放大器的同相端輸入電壓恒定時(shí)，由于負(fù)反饋的存在，保證了輸出電壓的恒定，從而使流經(jīng)LED 負(fù)載的電流為恒定電流。恒流源的輸出電流直接取決于D /A 的輸出電壓和采樣電阻R6 的比值。由于反饋環(huán)節(jié)中使用了運(yùn)算放大器，反饋環(huán)路的環(huán)路增益加大，反饋深度加大，恒流驅(qū)動(dòng)電路的輸出阻抗很大，滿足使用要求。

　　單片機(jī)硬件系統(tǒng)

　　單片機(jī)系統(tǒng)主要有AT89C51、ADC0809、DAC0800、數(shù)碼管、按鈕等部分組成，單片機(jī)系統(tǒng)原理圖如圖5 所示。

　　采樣模擬電壓輸入到ADC0809 的輸入端，經(jīng)過(guò)ADC0809轉(zhuǎn)換，輸出8 位二進(jìn)制數(shù)到單片機(jī)端口，單片機(jī)將得到的8 位二進(jìn)制數(shù)，轉(zhuǎn)換成3 位十進(jìn)制數(shù)，顯示在數(shù)碼管上，同時(shí)將當(dāng)前值與基準(zhǔn)值相比較，由軟件系統(tǒng)做出相應(yīng)的調(diào)整控制。單片機(jī)系統(tǒng)軟件運(yùn)算輸出一個(gè)8 位二進(jìn)制數(shù)值，經(jīng)由DAC0800實(shí)現(xiàn)D /A 轉(zhuǎn)換，輸出到DA1 端口，DA1 端口電壓輸入到恒流驅(qū)動(dòng)電路，調(diào)整基準(zhǔn)電壓VS，實(shí)現(xiàn)恒流驅(qū)動(dòng)電路輸出電流設(shè)計(jì)為可調(diào)輸出。

　　教室智能照明控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

　　采用PLCBUS-9402393 芯片設(shè)計(jì)的接收模塊電路如圖6 所示。一個(gè)接收模塊可以控制兩個(gè)照明回路，分別由芯片的12 腳和13 腳控制，每個(gè)回路可以設(shè)置一個(gè)主地址和15 個(gè)副地址。接收模塊的19 和22 管腳連接電力線，從電力線上接收指令，芯片判斷其指令中的目的地址是否與模塊某接收到指令后判斷其指令中的目的地址是否與模塊某回路的地址相同， 如相同按照指令代碼對(duì)芯片12 腳或13 腳輸出高電平，Q1 和Q2 三極管 9014 起放大電流的作用，電流增大至 信號(hào)繼電器 OJT-SS-112LM 動(dòng)作電流后，使繼電器 線圈 導(dǎo)通，則K1 或K2 閉合，照明回路LOAD1 或LOAD2 導(dǎo)通，燈光打開。如按照指令芯片12 和13 管腳無(wú)高電平輸出或輸出值小于信號(hào)繼電器動(dòng)作電流時(shí)， 則相應(yīng)照明回路關(guān)斷，燈光關(guān)閉。接收模塊執(zhí)行完控制指令后將發(fā)送反饋信息給控制模塊。墻壁開關(guān)可安裝在接收模塊后，只有在模塊供電后， 才能使用墻壁開關(guān)打開燈光，這樣可以有效節(jié)約電能。

　　圖6 接收模塊照明燈光 控制電路

　　TOP9 教室智能照明控制系統(tǒng)電路

　　控制模塊電路

　　芯片的5，6，7，8 管腳分別連接4 個(gè)按鈕K1，控制模塊電路如圖7 所示。K1，K2，K3，K4， 通過(guò)對(duì)芯片的預(yù)設(shè)置可以使每個(gè)按鈕發(fā)送不同的地址控制指令，例如設(shè)置K1 觸發(fā)時(shí)芯片向電力線上發(fā)送B1 on 指令，則當(dāng)按鈕K1 按下時(shí)，模塊發(fā)送B_ 指令，地址為B1 的接收模塊的相應(yīng)照明回路的開關(guān)將閉合，燈光打開。設(shè)置K2 觸發(fā)時(shí)芯片向電力線上發(fā)送B1 off 指令，則當(dāng)按鈕K2 按下時(shí)，模塊發(fā)送B1 off 指令，地址為B1 的接收模塊的相應(yīng)照明回路的開關(guān)將打開，燈光關(guān)閉。芯片的1 0 和1 1 腳連接PC 或 MCU 進(jìn)行通訊，可完成發(fā)出控制指令和對(duì)模塊芯片設(shè)置功能。

　　圖7 控制模塊電路

　　照度傳感器控制電路

　　照度傳感器采用On9668，是一個(gè)可實(shí)現(xiàn)光控閥值可調(diào)的光電集成傳感器。電路如圖8，圖9 所示?？刂颇K電路中的按鈕K1，K2，K3，K4 采用照度傳感器電路代替， 芯片PLCBUS-9402393 的5，6，7，8 管腳各連接一個(gè)照度傳感器。當(dāng)環(huán)境亮度達(dá)到照度傳感器Uadj 設(shè)置值時(shí)，OUT 管腳輸出高電平或低電平，OUT 管腳連接單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，這樣從Q 端輸出脈沖信號(hào)，輸入到PLCBUS-9402393 芯片管腳5，6，7，8 端， 相當(dāng)于觸發(fā)控制模塊電路的K1，K2，K3，K4 任意按鍵，就可發(fā)出相應(yīng)控制指令。圖8 為環(huán)境照度大于設(shè)定值時(shí)，發(fā)送觸發(fā)脈沖的電路，圖9 為環(huán)境照度低于設(shè)定值時(shí)，發(fā)送觸發(fā)脈沖的電路。

　　圖8 照度傳感器控制電路

　　圖9 照度傳感器控制電路

　　傳感器模塊作為發(fā)射器使用，傳感器模塊連接兩個(gè)亮度傳感器。每個(gè)接收器有不同地址。假設(shè)暗區(qū)接收器地址為B1，亮區(qū)接收器為B2，也可將所有同側(cè)教室的暗區(qū)接收器設(shè)為B1，亮區(qū)接收器設(shè)為B2，照度傳感器檢測(cè)到低于特定照度時(shí)，傳感器模塊K1 就會(huì)觸發(fā)系統(tǒng)發(fā)送B1 on 指令， 所有地址為B1 的模塊都會(huì)接收指令從而供電，教室暗區(qū)的燈就會(huì)打開; 當(dāng)另一照度傳感器檢測(cè)到高于特定照度時(shí)，暗區(qū)傳感器模塊K2 就會(huì)動(dòng)作，發(fā)送B1 off 指令，所有地址為B1 的模塊都會(huì)接收指令斷電，教室暗區(qū)的燈就會(huì)關(guān)閉。這樣實(shí)現(xiàn)暗區(qū)燈光根據(jù)本區(qū)域的實(shí)際亮度進(jìn)行自動(dòng)打開和關(guān)閉，保障教室一定的照度。

　　TOP10無(wú)線遙控智能照明系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

　　照明系統(tǒng)與人民生活息息相關(guān)，但當(dāng)今絕大部分照明系統(tǒng)都是利用各類普通開關(guān)進(jìn)行燈具的打開和關(guān)閉，燈光亮度調(diào)節(jié)也是通過(guò)普通的調(diào)光開關(guān)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。每次進(jìn)行照明系統(tǒng)的操作都必須走到開關(guān)處才能完成，而且一個(gè)開關(guān)一般只能對(duì)應(yīng)一路燈具，導(dǎo)致需要安裝很多開關(guān)，因此非常有必要生產(chǎn)一種集調(diào)光和開關(guān)于一體的無(wú)線遙控發(fā)射接收器，這將使人們可自由的在任何地方都可對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的開關(guān)和調(diào)光，基于這種思路，本文設(shè)計(jì)了一種新型無(wú)線遙控智能照明系統(tǒng)，下面對(duì)這種系統(tǒng)的幾個(gè)重要組成部分的研究與設(shè)計(jì)過(guò)程作一詳細(xì)介紹。

　　無(wú)線遙控信號(hào)接收模塊研究與設(shè)計(jì)

　　無(wú)線遙控信號(hào)接收模塊由超再生檢波、放大、整形電路組成。由遙控器發(fā)射出的載波高頻信號(hào)，經(jīng)接收模塊的電容和電感，由三極管等組成的接收電路感應(yīng)而來(lái)的信號(hào)放大檢波，送進(jìn)三極管放大電路進(jìn)行電壓放大，再送入集成運(yùn)算放大器進(jìn)行放大整形，將遙控器載波信號(hào)內(nèi)的調(diào)制信號(hào)完全復(fù)原后送入單片機(jī)的輸入引腳后進(jìn)行數(shù)據(jù)譯碼，圖為無(wú)線遙控信號(hào)接收模塊。

　　無(wú)線遙控信號(hào)譯碼處理系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

　　在無(wú)線遙控信號(hào)譯碼處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)的方法都是采用專用無(wú)線遙控信號(hào)接收芯片，但這種方法在照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)中帶來(lái)了種種限制，例如該芯片輸出的信號(hào)無(wú)法實(shí)現(xiàn)燈光的調(diào)節(jié)，輸出信號(hào)引腳的數(shù)目有限，外圍電路較多導(dǎo)致體積較大等。因此直接采用了臺(tái)灣義隆公司生產(chǎn)的單片機(jī)取代無(wú)線譯碼芯片及其外圍電路。

　　燈光控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究

　　在燈光控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用了單片機(jī)控制雙向晶閘管達(dá)到控制燈具的開關(guān)和調(diào)光的目的，前面介紹無(wú)線遙控發(fā)射器的設(shè)計(jì)時(shí)候提到其鍵盤按照發(fā)射的信號(hào)分為：“按鍵一次發(fā)組無(wú)線信號(hào)。鍵盤按下后發(fā)射連續(xù)多組無(wú)線信號(hào)，直到鍵盤松開信號(hào)才結(jié)束。

　　在無(wú)線遙控智能照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，無(wú)線數(shù)據(jù)信號(hào)讀取過(guò)程中引起的錯(cuò)碼率和調(diào)光算法的優(yōu)劣對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響非常明顯，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中利用前面講解的方法實(shí)現(xiàn)了要求的功能，其錯(cuò)碼率低于，調(diào)光時(shí)燈光變化非常連續(xù)。相信投入市場(chǎng)后該產(chǎn)品會(huì)以良好的實(shí)用價(jià)值取得良好的市場(chǎng)效益。介紹了無(wú)線遙控發(fā)射接收裝置的設(shè)計(jì)研究過(guò)程，在無(wú)線遙控發(fā)射和接收裝置中，傳統(tǒng)的方法是采用專用的無(wú)線遙控發(fā)射和接收芯片。

　　TOP11 智能照明系統(tǒng)室內(nèi)環(huán)境光采集電路圖

　　系統(tǒng)采用單片機(jī)為控制器，用熱釋人體紅外傳感器和光照強(qiáng)度傳感系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)室內(nèi)有無(wú)人員及室內(nèi)光強(qiáng)，提出了一個(gè)智能照明控制系統(tǒng)的原理框圖，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了智能照明控制系統(tǒng)的部分硬件電路，該系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，條理清晰，便于改進(jìn)和擴(kuò)充。同時(shí)還具有體積小，控制方便，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足辦公場(chǎng)所智能照明控制的要求，以達(dá)到節(jié)能目的。

　　室內(nèi)環(huán)境光采集電路

　　室內(nèi)環(huán)境光采集電路如圖2所示。工作原理為當(dāng)辦公場(chǎng)所室內(nèi)自然光光照強(qiáng)度高于一定程度時(shí)（即設(shè)定參數(shù)），則光敏三極管D5呈現(xiàn)低阻狀態(tài)即小于1 kΩ，三極管Q1的基極電壓將增大，使三極管Q1飽和導(dǎo)通，就會(huì)使三極管Q1集電極輸出低電平，不參與其工作。當(dāng)辦公場(chǎng)所室內(nèi)自然光光照強(qiáng)度小于一定程度時(shí)（即設(shè)定參數(shù)），則光敏三極管D5呈現(xiàn)高阻狀態(tài)大于100 kΩ，使三極管Q1截止，Q1的集電極輸出高電平，參與其電路工作。其中可變電阻R24是作為調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境光光照強(qiáng)弱靈敏度參數(shù)的器件，其阻值的大小，將會(huì)是三極管Q1在不同的室內(nèi)環(huán)境光照強(qiáng)度參數(shù)下導(dǎo)通，而R3、C1組成的電路是防止外界干擾而設(shè)計(jì)的，具有防干擾的作用。

　　人體信號(hào)采集電路

　　探測(cè)人體是否在辦公場(chǎng)所室內(nèi)時(shí)，探測(cè)人體是否存在的熱釋電紅外傳感器要具有靈敏度高、穩(wěn)定性好、抗干擾性強(qiáng)、具有延時(shí)性好的功能，選取時(shí)應(yīng)根據(jù)辦公場(chǎng)所的工作時(shí)間等因素而定，通常選用HT-208型號(hào)的熱釋電紅外傳感器，根據(jù)此芯片的功能特點(diǎn)設(shè)計(jì)的人體信號(hào)采集電路如圖3所示。其中的熱釋電紅外傳感器的 1 號(hào)端引腳外接電源信號(hào)，2號(hào)端引腳外接采集信號(hào)，常要接一個(gè)電容量為6800pF的電容器與3號(hào)端引腳相連接，而3號(hào)端引腳是外接地的，所以熱釋電紅外傳感器是用2號(hào)端引腳與單片機(jī)AT89S52的P3．3引腳端相連接的，而為了增強(qiáng)信號(hào)采集的穩(wěn)定性即熱釋電紅外傳感器探測(cè)的穩(wěn)定可靠，常在單片機(jī)的引腳端口處再接一個(gè)100 kΩ的上拉電阻。

　　看門狗電路

　　在該電路中有看門狗定時(shí)器、自動(dòng)復(fù)位、電壓門限監(jiān)測(cè)的功能，在系統(tǒng)上電、掉電和供電電壓不足時(shí)，單片機(jī)和總線邏輯狀態(tài)是不確定的，會(huì)使MAX705芯片的 RESET引腳端輸出復(fù)位信號(hào)給單片機(jī)使單片機(jī)維持在復(fù)位狀態(tài)，以避免控制的錯(cuò)誤。電路如圖4所示。為了使復(fù)位更加可靠，在復(fù)位輸出端外接一個(gè)10 k的上拉電阻，并與AT89C52的復(fù)位端相連。所以在VCC端的電壓低于復(fù)位電壓時(shí)，系統(tǒng)就保持在復(fù)位狀態(tài)。為檢測(cè)電源電壓將電源Vin與PFI引腳端相連接，在PFI端的電壓低于1．24 V時(shí)，就由PFO端輸出示警信號(hào)，而WDI端是由內(nèi)部定時(shí)器控制，當(dāng)WDI為低電平時(shí)，為該系統(tǒng)提供保護(hù)，才可避免因死機(jī)、程序跑飛、死鎖等情況的發(fā)生，使系統(tǒng)正常工作。

　　本系統(tǒng)是以AT89S52單片機(jī)為主控核心，以環(huán)境光強(qiáng)弱信號(hào)、人體存在狀況為主要的輸入?yún)?shù)，通過(guò)相關(guān)電路的驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)辦公場(chǎng)所照明日光燈的智能控制，它比傳統(tǒng)人式的人工管理辦公場(chǎng)所的燈光更加合理、更有效地提高了自然光在辦公場(chǎng)所里的利用，避免了電能源浪費(fèi)；同時(shí)本系統(tǒng)加入了時(shí)間控制參數(shù)，使辦公場(chǎng)所里的燈光控制更加符合工作作息時(shí)間。