LED照明控制系統(tǒng)解析

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，LED技術(shù)也在不斷發(fā)展，為我們的生活帶來各種便利，為我們提供各種各樣生活信息，造福著我們?nèi)祟?。傳感器作為信號采集和機(jī)電轉(zhuǎn)換的器件，其機(jī)電技術(shù)已相當(dāng)成熟，近幾年來，傳感器技術(shù)向小型化、智能化、多功能化、低成本化大踏步邁進(jìn)。

光敏傳感器、紅外傳感器等各種類型的傳感器都可與 LED 照明燈具組成一個智能控制系統(tǒng)，傳感器將采集來的各種物理量信號轉(zhuǎn)換成電信號，可以經(jīng)由集成電路化的 AD(模數(shù))轉(zhuǎn)換器、MCU(微控制器)、DA(數(shù)模)轉(zhuǎn)換器對所采集的信號進(jìn)行智能化處理，從而控制 LED 照明燈具開啟和關(guān)閉。并可以籍此在 MCU 上設(shè)定各種控制要求，控制 LED 燈的開關(guān)時間、亮度、顯色、多彩變幻，從而達(dá)到智能照明控制的目標(biāo)。

光敏傳感器

光敏傳感器是比較理想的因天亮、天暗(日出、日落)時照度變化而能控制電路自動開關(guān)的電子傳感器。光敏傳感器可根據(jù)天氣、時間段和地區(qū)自動控制 LED 照明燈具開閉。在明亮的白天通過減少其輸出功率來降低耗電量，與使用熒光燈時相比，面積為 200 平米的便利店最大可降低 53%的耗電量，壽命也長達(dá)約 5～10 萬小時。一般情況下，LED 照明燈具的壽命為 4 萬小時左右;發(fā)光的顏色也可采用 RGB(紅綠藍(lán))多彩變幻的方式，使燈光更多彩，氣氛更活躍。

紅外傳感器

紅外傳感器是靠探測人體發(fā)射的紅外線而工作的。主要原理是：人體發(fā)射的 10μm 左右的紅外線通過菲涅爾濾光透鏡增強(qiáng)后聚集到熱釋電元件 PIR(被動式紅外)探測器上，當(dāng)人活動時，紅外輻射的發(fā)射位置就會發(fā)生變化，該元件就會失去電荷平衡，發(fā)生熱釋電效應(yīng)向外釋放電荷，紅外傳感器將透過菲涅爾濾光透鏡的紅外輻射能量的變化轉(zhuǎn)換成電信號，即熱電轉(zhuǎn)換。在被動紅外探測器的探測區(qū)內(nèi)無人體移動時，紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的只是背景溫度，當(dāng)人體進(jìn)人探測區(qū)，通過菲涅爾透鏡，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的是人體溫度與背景溫度的差異，信號被采集后與系統(tǒng)中已存在的探測數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以判斷是否真的有人等紅外線源進(jìn)入探測區(qū)域。

被動式紅外傳感器有三個關(guān)鍵性的元件：菲涅爾濾光透鏡，熱釋電紅外傳感器和匹配低噪放大器。菲涅爾透鏡有兩個作用：一是聚焦作用，即將熱釋紅外信號折射在 PIR 上：二是將探測區(qū)內(nèi)分為若干個明區(qū)和暗區(qū)，使進(jìn)入探測區(qū)的移動物體/人能以溫度變化的形式在 PIR 上產(chǎn)生變化的熱釋紅外信號。一般還會匹配低噪放大器，當(dāng)探測器上的環(huán)境溫度上升，尤其是接近人體正常體溫(37℃)時，傳感器的靈敏度下降，經(jīng)由它對增益進(jìn)行補(bǔ)償，增加其靈敏度。輸出信號可用來驅(qū)動電子開關(guān)，實現(xiàn) LED 照明電路的開關(guān)控制。

超聲波傳感器

與紅外傳感器應(yīng)用相仿的超聲波傳感器近年在自動探測移動物體中得到更多的應(yīng)用。超聲波傳感器主要利用多普勒原理，通過晶振向外發(fā)射超過人體能感知的高頻超聲波，一般典型的選用 25～40kHz 波，然后控制模塊檢測反射回來波的頻率，如果區(qū)域內(nèi)有物體運(yùn)動，反射波頻率就會有輕微的波動，即多普勒效應(yīng)，以此來判斷照明區(qū)域的物體移動，從而達(dá)到控制開關(guān)的目的。

超聲波的縱向振蕩特性，可以在氣體、液體及固體中傳播，且其傳播速度不同;它還有折射和反射現(xiàn)象，在空氣中傳播頻率較低、衰減較快，而在固體、液體中則衰減較小、傳播較遠(yuǎn)。超聲波傳感器正是利用超聲波的這些特性。超聲波傳感器有敏感范圍大，無視覺盲區(qū)，不受障礙物干擾等特點(diǎn)，已經(jīng)被證明是檢測小物體運(yùn)動最有效的方法。因此與 LED 燈具組成系統(tǒng)可靈敏控制開關(guān)。由于超聲波傳感器靈敏度高，空氣振動、通風(fēng)采暖制冷系統(tǒng)及周圍鄰近空間的運(yùn)動都會引起超聲波傳感器產(chǎn)生誤觸發(fā)，所以超聲波傳感器需要及時校準(zhǔn)。

溫度傳感器

溫度傳感器 NTC(負(fù)溫度系數(shù))做 LED 燈具的過溫保護(hù)被比較早的廣泛應(yīng)用。LED 燈具如采用大功率 LED 光源，就必須采用多翼的鋁散熱器，由于室內(nèi)照明用的 LED 燈具本身空間很小，散熱問題到目前還是最大的技術(shù)瓶頸之一。

LED 燈具散熱不爽的話，會導(dǎo)致 LED 光源因過熱而早期光衰。LED 燈具開啟后熱量還會因熱空氣自動上升而向燈頭富集，影響電源的壽命。因此在設(shè)計 LED 燈具時，可以在鋁散熱器靠近 LED 光源方緊貼一個 NTC，以便實時采集燈具的溫度，當(dāng)燈杯鋁散熱器溫度升高時可利用此電路自動降低恒流源輸出電流，使燈具降溫;當(dāng)燈杯鋁散熱器溫度升高到限用設(shè)定值時自動關(guān)斷 LED 電源，實現(xiàn)燈具過溫保護(hù)，當(dāng)溫度降低后，自動再將燈開啟。

聲控傳感器

由聲音控制傳感器、音頻放大器、選擇頻道電路、延時開啟電路及可控硅控制電路等組成的聲控傳感器(microphone array)。以聲音對比結(jié)果來判斷是否要啟動控制電路，用調(diào)節(jié)器給定聲控傳感器的原始值設(shè)定，聲控傳感器不斷地將外界聲音強(qiáng)度與原始值做比較，當(dāng)超過原始值時向控制中心傳達(dá)“有音”信號，聲控傳感器在樓道及公共照明場所得到廣泛的應(yīng)用。

微波感應(yīng)傳感器

微波感應(yīng)傳感器是利用多普勒效應(yīng)原理設(shè)計的移動物體探測器。它以非接觸方式探測物體的位置是否發(fā)生移動，繼而產(chǎn)生相應(yīng)的開關(guān)操作。當(dāng)有人走進(jìn)感應(yīng)區(qū)內(nèi)，并且達(dá)到照明需求時，感應(yīng)開關(guān)自動開啟，負(fù)載電器開始工作，并啟動延時系統(tǒng)，只要人體未離開感應(yīng)區(qū)，負(fù)載電器將持續(xù)工作。

當(dāng)人體離開感應(yīng)區(qū)后，感應(yīng)器開始計算延時，延時結(jié)束，感應(yīng)器開關(guān)自動關(guān)閉，負(fù)載電器停止工作。真正做到安全、方便、智能、節(jié)能。以上就是LED技術(shù)的相關(guān)知識，相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，未來的LED燈回越來越高效，使用壽命也會由很大的提升，為我們帶來更大便利。