當前位置:首頁 > 電源 > 數(shù)字電源
[導讀]白光LED照明燈的出現(xiàn),解決了原有燈具發(fā)光效率低等缺點,但是,在外界不是特別暗的時候,如果將室內(nèi)的白光LED燈全部打開,又會造成不必要的電能浪費。因此,本文提出了一種可以根據(jù)外界自然光強度變化而自動調(diào)整白光

白光LED照明燈的出現(xiàn),解決了原有燈具發(fā)光效率低等缺點,但是,在外界不是特別暗的時候,如果將室內(nèi)的白光LED燈全部打開,又會造成不必要的電能浪費。因此,本文提出了一種可以根據(jù)外界自然光強度變化而自動調(diào)整白光LED燈亮度的智能照明系統(tǒng),并且可通過ZigBee網(wǎng)絡進行本地無線開燈或關(guān)燈,不僅省時省力、無額外的無線通信費用,而且通過以太網(wǎng),還可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

  1 整體設計方案

  
智能調(diào)光系統(tǒng)主要為教室、大型辦公場所等建筑而設計,因此,以某個教學樓為例,講述了方案整體設計思路,系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。該系統(tǒng)由遠程監(jiān)控機、主監(jiān)控機、ZigBee網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器、ZigBee終端設備、白光LED和光照傳感器等部分組成。
  工作過程如下:
  ZigBee網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器組建網(wǎng)絡成功后,將ZigBee終端設備加入網(wǎng)絡。光敏電阻對室內(nèi)工作面上的光照強度進行光強采集,將采集的實時光強信號傳送給ZigBee終端設備,對檢測值和給定值進行對比,調(diào)節(jié)輸出的PWM波占空比,即可調(diào)節(jié)自光LED的光強;同時,ZigBee終端設備將剛采集的光強信號傳送給ZigBee網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器,網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器通過串口將數(shù)據(jù)傳送給主監(jiān)控機進行顯示;同時,在主監(jiān)控機上點擊一鍵開燈或一鍵關(guān)燈,可以通過ZigBee網(wǎng)絡打開白光LED燈或?qū)⑵潢P(guān)閉。另外,通過以太網(wǎng),異地的遠程監(jiān)控機也可以對室內(nèi)照明燈進行控制、監(jiān)視。
  2 系統(tǒng)硬件部分
  2.1 ZigBee網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器
  系統(tǒng)的硬件核心是CC2430芯片,ZigBee網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器和終端節(jié)點均由CC2430芯片構(gòu)成。它是一個真正的系統(tǒng)芯片(SoC)COMS解決方案,可以滿足ZigBee為基礎的2.4 GHz ISM波段應用,且成本低,功耗小。它包括1個高性能的2.4 GHz直接序列擴頻射頻收發(fā)器核心和1個工業(yè)級小巧高效的8051控制器,芯片上集成了ZigBee射頻(RF)前端、內(nèi)存和微控制器。
  ZigBee網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器負責ZigBee網(wǎng)絡的建立、節(jié)點的管理等任務,需要對接收的數(shù)據(jù)進行處理,以及通過RS 232串口與PC機連接通信。
  本系統(tǒng)選擇CC2430的UART0作為串口通信接口,其對應的管腳如表1所示。

 
  為了使系統(tǒng)穩(wěn)定工作,CC2430芯片要求供電電壓為3.3 V。為此設計了一種基于AMS1117-3.3的穩(wěn)壓電路,將5 V左右的電壓穩(wěn)定在3.3 V。
  CC2430與PC機之間可以通過RS 232通信協(xié)議,選用MAX232芯片實現(xiàn)串口電平轉(zhuǎn)換功能。ZigBee網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器原理圖如圖2所示。

  2.2 ZigBee終端設備
  終端設備硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。
  工作過程如下:將光照檢測電路獲得的電壓信號送給CC2430芯片的A/D轉(zhuǎn)換接口,經(jīng)過內(nèi)部編程,通過調(diào)節(jié)PWM波的占空比來調(diào)節(jié)白光LED驅(qū)動芯片TPS61040輸入控制端EN的控制信號,使驅(qū)動白光LED燈發(fā)光的電流穩(wěn)定在所需光強。
  光敏電阻是一種經(jīng)濟可靠的光電轉(zhuǎn)換器件,利用它的光導效應,當光線照在光敏電阻上時,電阻阻值下降。系統(tǒng)設計采用MG41型光敏電阻。
  系統(tǒng)采用恒流驅(qū)動電路,使用TI公司的TPS61040芯片。TPS61040開關(guān)頻率高達500 Hz,由于芯片內(nèi)部與SW引腳相連的MOSFET是一個低電阻集成電源FET,它有助于實現(xiàn)極高的效率。本文設計的TPS61040白光LED驅(qū)動電路如圖4所示。該電路可以實現(xiàn)負載斷開、過電壓保護、PWM調(diào)光等功能。
  3 系統(tǒng)下位機軟件設計
  3.1 網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器節(jié)點設計
  本系統(tǒng)的網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器有兩個任務,一個是與PC機進行通信,互相傳送數(shù)據(jù);另一個是與其他終端設備進行ZigBee通信,其軟件流程圖如圖5所示。
 

[!--empirenews.page--]3.2 終端設備節(jié)點設計
  終端設備的軟件設計包括A/D轉(zhuǎn)換、定時計數(shù)器等,其中最主要的是控制光強PWM波占空比設計。
  PWM控制就是對脈沖寬度進行調(diào)制的技術(shù)。系統(tǒng)采用定時器T4,它是8位定時/計數(shù)器,支持輸出比較和PWM輸出,光強控制策略如圖6所示。
 

 


  光強控制策略如下:
  (1)當實際光強大于光強合適區(qū)的上限時,調(diào)節(jié)定時器的寄存器,使得PWM占空比變小,光強變小,逐漸回到光強合適區(qū);
  (2)當實際光強小于光強合適區(qū)的下限時,調(diào)節(jié)定時器的寄存器,使得PWM占空比變大,光強變大,逐漸回到光強合適區(qū);
  (3)當實際光強在光強合適區(qū)中時,由于系統(tǒng)誤差的存在,以及人眼對光強小范圍的變化不是特別敏感,可以不用調(diào)節(jié)定時器的寄存器。
  4 系統(tǒng)上位機軟件設計
  監(jiān)控機系統(tǒng)采用LabVIEW進行編程,它的主體由狀態(tài)機結(jié)構(gòu)、串口通信部分組成,可以實現(xiàn)一鍵開燈、一鍵關(guān)燈功能,并且觀察光照值。狀態(tài)機功能列表如表2所示。

 
  通信串口設置主要用于設置PC機與網(wǎng)絡控制器的串口通信參數(shù),包括串口端口的選擇、波特率、奇偶檢驗位、數(shù)據(jù)位和停止位等。
  為了使系統(tǒng)運行安全可靠,還設計了安全登錄子系統(tǒng),即只有先登錄該系統(tǒng)才能完成整個系統(tǒng)的監(jiān)控。登錄程序如圖7所示。

 
  最后,將主監(jiān)控機設置為服務器系統(tǒng),通過網(wǎng)站技術(shù)可以讓接入以太網(wǎng)的PC機通過遠程登錄到該服務器。這樣,就可以遠程監(jiān)控整個系統(tǒng)的運行。
  5 結(jié)語
  用手遮擋光敏電阻來模擬室內(nèi)光線變暗,白光LED的亮度變強;手移開,白光LED亮度變暗。將系統(tǒng)的調(diào)節(jié)頻率提高后,可以實現(xiàn)無級調(diào)光,并在上位機上監(jiān)控運行狀況。
 

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點,本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請及時聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫毥谦F公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關(guān)鍵字: AWS AN BSP 數(shù)字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務能7×24不間斷運行,同時企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務中斷的風險,如企業(yè)系統(tǒng)復雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上,華為常務董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機 衛(wèi)星通信

要點: 有效應對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競爭力 堅持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強核心競爭優(yōu)勢...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運營商 數(shù)字經(jīng)濟

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺與中國電影電視技術(shù)學會聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會上宣布正式成立。 活動現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會上,軟通動力信息技術(shù)(集團)股份有限公司(以下簡稱"軟通動力")與長三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉