第一篇：基于PWM調(diào)光的智能多功能臺(tái)燈設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（文獻(xiàn)綜述）

題 目 基于PWM的智能多功能臺(tái)燈設(shè)計(jì) 姓 名 韋 洋

專 業(yè) 自動(dòng)化 學(xué) 號(hào) 201042004 指導(dǎo)教師 曹 衛(wèi) 鋒

鄭州科技學(xué)院電氣工程學(xué)院 二○一四年五月

文獻(xiàn)綜述

基于PWM的智能多功能臺(tái)燈設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述 前言

臺(tái)燈是每個(gè)家庭的生活必需品，而普通的臺(tái)燈功能簡單，用途單一。隨著電子科技的發(fā)展，臺(tái)燈作為人們經(jīng)常使用的生活必需品也有著很大的發(fā)展。逐步朝著多功能化，智能化的方向發(fā)展。根據(jù)自身所學(xué)知識(shí)結(jié)合實(shí)際情況制作一種智能臺(tái)燈，主要實(shí)現(xiàn)臺(tái)燈的基本照明功能功能，能夠智能的調(diào)節(jié)臺(tái)燈亮度，能夠顯示室內(nèi)溫度，擁有萬年歷時(shí)鐘功能。隨著家用電器的發(fā)展，作為家用電器當(dāng)中的小臺(tái)燈也要順應(yīng)科技的發(fā)展步伐走向智能化多功能化。臺(tái)燈的發(fā)展的發(fā)展背景

雖然按鍵式的臺(tái)燈還是臺(tái)燈市場的主體。但是，隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展和人們的需求變化，傳統(tǒng)的臺(tái)燈已經(jīng)感受到產(chǎn)品更新?lián)Q代的威脅。與其他的智能化家用電器一樣，智能化臺(tái)燈有許多普通按鍵臺(tái)燈所無法比及的優(yōu)勢，智能化臺(tái)燈一方面可以更節(jié)省電能，有利于環(huán)?！，F(xiàn)今臺(tái)燈種類樣式繁多，燈泡分為：節(jié)能燈，白熾燈，LED燈泡?？刂品绞接校洪_關(guān)控制，觸控式，亮度可調(diào)式，甚至聲控。LED 作為一種固態(tài)冷光源，是繼白熾燈、熒光燈、高強(qiáng)度放電燈（如高壓鈉燈和金鹵燈）之后的第四代新光源[1]?；诎坠釲ED 的固態(tài)照明，是一種典型的綠色照明方式[2]。與傳統(tǒng)光源相比，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小、安全可靠等特點(diǎn)，代表著照明技術(shù)的未來，并符合當(dāng)前政府提出的“建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)”的要求。基于PWM調(diào)光的智能LED臺(tái)燈的發(fā)展現(xiàn)狀

自LED光源進(jìn)入通用照明領(lǐng)域，逐漸取代傳統(tǒng)光源，日益占據(jù)照明的核心領(lǐng)域。其除了耗能少、無污染、不含汞、壽命長等優(yōu)點(diǎn)外，可控性強(qiáng)是LED光源區(qū)別于傳統(tǒng)光源的鮮明特點(diǎn)。因此，充分發(fā)揮LED的先天優(yōu)勢，讓LED按

文獻(xiàn)綜述

照人們的照明需求，隨時(shí)“可控可調(diào)”，將使LED更為快速的占據(jù)照明領(lǐng)域的核心地位。而如何實(shí)現(xiàn)成本可接受的“可控可調(diào)”，將非常關(guān)鍵。

調(diào)光的需求可以大體分為三類：一是功能型調(diào)節(jié)光線的需要，如進(jìn)門的玄關(guān)、會(huì)議室等；二是家居生活中舒適性和生活格調(diào)的體現(xiàn)，比如對(duì)燈光的明暗搭配，色溫冷暖，既可以根據(jù)環(huán)境的需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，也可以起到烘托氛圍的作用；三是環(huán)保節(jié)能的需要，比如公共場所的節(jié)能需求。比如停車場照明、商場照明、道路照明等。

目前常見的調(diào)光技術(shù)主要有：1采用直流電源LED 的調(diào)光技術(shù)。2采用脈寬調(diào)制（PWM）來調(diào)光。3用可控硅對(duì)LED 調(diào)光。按照常規(guī)技術(shù)的應(yīng)用有以下三種方案可供選擇。

方案一：采用直流電源LED 的調(diào)光技術(shù)

如果需要要改變LED 的亮度，實(shí)現(xiàn)起來相對(duì)來說比較容易。發(fā)光二極管具有單向?qū)щ娦允怯呻娏黩?qū)動(dòng)的器件，因?yàn)長ED 的亮度是取決于通過它的電流，在一定范圍內(nèi)電流越大其亮度越亮，反之則越小。調(diào)節(jié)LED 的亮度只需要調(diào)節(jié)電流大小，而LED工作電流很小通常需要串接限流電阻，所以當(dāng)我們改變其限流檢測電阻就能實(shí)現(xiàn)改變其電流大小從而改變LED的亮度。但是通常限流檢測電阻阻值非常小，用一個(gè)很小阻值的電位器來調(diào)節(jié)電流，操作起來很難實(shí)現(xiàn)電流調(diào)節(jié)。所以一般不采用調(diào)節(jié)電阻大小來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)電流。因此為了實(shí)現(xiàn)電流調(diào)節(jié)，有些芯片提供一個(gè)控制電壓接口，通過改變輸入的控制電壓就可以改變其輸出恒流值。這樣實(shí)現(xiàn)起來就比較容易。然而用調(diào)正向電流的方法來調(diào)亮度會(huì)產(chǎn)生一些問題，那就是在調(diào)亮度的同時(shí)也會(huì)改變它的光譜和色溫。調(diào)電流會(huì)產(chǎn)生使恒流源無法工作的嚴(yán)重問題。長時(shí)間工作于低亮度有可能會(huì)使降壓型恒流源效率降低溫升增高而無法工作。調(diào)節(jié)正向電流無法得到精確調(diào)光。

方案二：采用脈寬調(diào)制（PWM）來調(diào)光

LED 是一個(gè)發(fā)光二極管，它可以快速實(shí)現(xiàn)開關(guān)。這一特點(diǎn)是其他的發(fā)光器件所無法比擬的。因此，我們需要把供電源改成脈沖恒流源，改變電源脈沖寬度的方法，就可以改變其亮度[3]。種方法稱為脈寬調(diào)制（PWM）調(diào)光法。假如脈沖的周期為tpwm,脈沖寬度為ton,那么其工作比D（或稱為孔度比）就是ton/tpwm.改變恒流源脈沖的工作比就可以改變LED 的亮度。簡而言之，PWM是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法[4]。通過高分辨率計(jì)數(shù)器的使用，文獻(xiàn)綜述

方波的占空比被調(diào)制用來對(duì)一個(gè)具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行編碼。PWM信號(hào)仍然是數(shù)字的，因?yàn)樵诮o定的任何時(shí)刻，滿幅值的直流供電要么完全有(ON)，要么完全無(OFF)。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(OFF)的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負(fù)載上去的[5]。通的時(shí)候即是直流供電被加到負(fù)載上的時(shí)候，斷的時(shí)候即是供電被斷開的時(shí)候。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用PWM進(jìn)行編碼。脈寬調(diào)制調(diào)光的優(yōu)點(diǎn)：

1、不會(huì)產(chǎn)生任何色譜偏移。

2、PWM調(diào)光具有極高的調(diào)光精確度。

3、可以和數(shù)字控制技術(shù)相結(jié)合來進(jìn)行控制。因?yàn)槿魏螖?shù)字都可以很容易變換成為一個(gè)PWM 信號(hào)。

4、PWM調(diào)光能夠通過軟件的方式比較容易實(shí)現(xiàn)，使用范圍廣闊。

方案三：可控硅調(diào)光

普通的照明燈具通常采用可控硅來調(diào)光，例如白熾燈和鹵素?zé)?。因?yàn)樗麄兓臼且粋€(gè)純阻器件，以這樣純阻器件為照明工具的燈光系統(tǒng)對(duì)輸入電壓沒有要求，輸入電壓是否是正弦波交流電對(duì)其沒有任何影響。通過純阻器件的電流和電壓波形是完全一致的，所以不管電壓波形如何偏離正弦波，所以改變輸入純阻器件電壓的有效值，就可以調(diào)光。但是可控硅卻不能對(duì)以LED為照明器件的照明系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)光。因?yàn)長ED并不是一個(gè)純阻性的器件。

香港理工大學(xué)電子與資訊工程系研究人員最近開發(fā)出高性能LED驅(qū)動(dòng)器，可使LED燈更亮更節(jié)能。這種新驅(qū)動(dòng)器采用創(chuàng)新的多級(jí)PWM技術(shù)為LED燈供電，與當(dāng)下LED產(chǎn)品采用的PWM和線性驅(qū)動(dòng)器相比，這種技術(shù)顯著改善了光質(zhì)量和能效。這種方式不局限于LED驅(qū)動(dòng)器，并可提供比PWM或恒流模式更多的好處和選擇。采用傳統(tǒng)的PWM方式，LED接受的電流是脈沖式的，而不是直流。這種驅(qū)動(dòng)電流以人眼所無法察覺的速度快速開關(guān)。以脈沖電流為LED供電使得光輸出更容易控制。由Lai Yuk Ming博士、Loo Ka Hong博士以及MichaelTse教授所成立的研究團(tuán)隊(duì)，他們對(duì)PWM方式進(jìn)行了轉(zhuǎn)變。脈沖式操作是以最大化光輸出同時(shí)最小化熱能耗的方式進(jìn)行的重新設(shè)計(jì)。從而得到更高光效(lm/W)。Loo Ka Hong博士認(rèn)為，他們的技術(shù)可以再節(jié)能15%。

綜述來說LED調(diào)光最好采用的技術(shù)是PWM調(diào)光。采用PWM 調(diào)光時(shí)，可以運(yùn)用微控系統(tǒng)，例如單片機(jī)，通過程序可以預(yù)先設(shè)置好燈光的亮度等級(jí)，然后通過調(diào)節(jié)等級(jí)就能實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光的亮度的調(diào)節(jié)。PWM 調(diào)光是可以直接應(yīng)用于調(diào)光型臺(tái)燈的[6]。因此最終選擇PWM調(diào)光。

文獻(xiàn)綜述 基于PWM智能多功能臺(tái)燈的設(shè)計(jì)要求和方法

4.1設(shè)計(jì)要求

功能要求：臺(tái)燈能夠自動(dòng)調(diào)整光強(qiáng)亮度，檢測環(huán)境溫度，顯示日歷具有鬧鐘定時(shí)功能。

硬件要求：整個(gè)系統(tǒng)的硬件部分包括單片機(jī)，鍵盤、顯示和信號(hào)輸出等。

具體要求如下：臺(tái)燈功率1.8W。能夠用按鍵調(diào)節(jié)臺(tái)燈亮度，總共分為十級(jí)亮度。能夠顯示時(shí)間日期，星期，臺(tái)燈亮度，溫度，能夠進(jìn)行鬧鐘定時(shí)，能夠修改時(shí)間日期。

4.2 基于PWM調(diào)光的智能LED臺(tái)燈設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)

通過查閱資料，圖書館中的文獻(xiàn)，以及一些刊物，了解別人的設(shè)計(jì)思想和方法，借鑒一些別人的好的思想方法和一些應(yīng)用比較成熟的電路。進(jìn)行自己的構(gòu)思。單片機(jī)作為現(xiàn)在許多電子產(chǎn)品的微控制[7]，雖然單片機(jī)的品種，規(guī)格越來越多。但是52系列單片機(jī)仍然是八位單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的主要機(jī)型。其功能也越來越強(qiáng)大。用52單片機(jī)作為智能臺(tái)燈的控制器，也具有很多優(yōu)勢。通過單片機(jī)系統(tǒng)將各個(gè)電路模塊有機(jī)的結(jié)合起來。形成一個(gè)完整的電路系統(tǒng)。從而實(shí)現(xiàn)智能臺(tái)燈的操作。

此次設(shè)計(jì)的智能臺(tái)燈將有以下幾個(gè)電路模塊組成：時(shí)鐘系統(tǒng)，測溫系統(tǒng)，顯示系統(tǒng)，恒流LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)[9]，蜂鳴系統(tǒng)，主控系統(tǒng)，按鍵系統(tǒng)。硬件電路的設(shè)計(jì)當(dāng)然少不了軟件的支持。Proteus,keil C51等仿真軟件的出現(xiàn)為單片機(jī)和硬件電路的仿真提供了很大的便利。Proteus軟件能夠非常逼真的進(jìn)行單片機(jī)的仿真。為電路的設(shè)計(jì)提供了理論保障。

硬件電路的實(shí)現(xiàn)需要軟件的支持單片機(jī)的編程可以用匯編語言或是高級(jí)語言。而C語言是常用的一種高級(jí)語言。程序的設(shè)計(jì)需要考慮硬件功能的實(shí)現(xiàn)。掌握設(shè)計(jì)程序的思路，學(xué)會(huì)用計(jì)算機(jī)語言編寫程序，以實(shí)現(xiàn)所需處理的任務(wù)：

1、重點(diǎn)掌握單片機(jī)的基本知識(shí)，工作原理，能夠掌握用單片機(jī)作為微處理器的電路設(shè)計(jì)。

2、熟悉DS1302時(shí)鐘芯片的特性和工作原理。

3、熟悉DS18B20溫度集成模塊的特性和工作原理，掌握其應(yīng)用。

4、熟悉字符型液晶顯示模塊1602 的[8]

文獻(xiàn)綜述

使用，了解顯示模塊的各個(gè)引腳的用途，接法[10]。

5、LED燈采用恒流驅(qū)動(dòng)芯片PT4115的工作原理作用，以及各個(gè)引腳的接法[3]。

6、熟悉了解PWM的原理，明白如何通過脈寬調(diào)制來進(jìn)行調(diào)光[4]。

7、能夠熟練掌握用C語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)進(jìn)行編程。

8、硬件電路的實(shí)現(xiàn)。研究手段：本系統(tǒng)制作的主要設(shè)計(jì)源泉來源于生活，因此創(chuàng)新之處也在于處理生活中一些比較常見的問題。

9、在論文寫作工程中盡量做到貼近現(xiàn)實(shí)在大量資料的基礎(chǔ)上做到真實(shí)可靠，發(fā)現(xiàn)問題解決問題。在做作品的時(shí)候盡量做到多練習(xí)，電路做到盡量簡單可靠，設(shè)計(jì)美觀，節(jié)約成本，實(shí)用?？偨Y(jié)

隨著科技的發(fā)展，將來所有的家用電器都將在一個(gè)智能控制系統(tǒng)下工作。通過主控系統(tǒng)將家庭所有電器，電子產(chǎn)品有機(jī)的聯(lián)合起來，形成一個(gè)智能化的網(wǎng)絡(luò)。通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。使生活變得更加方便快捷。所以我們認(rèn)為家居生活的發(fā)展方向是：應(yīng)用簡單可靠的系統(tǒng)，通過高智能的精準(zhǔn)控制和協(xié)同，讓生活變得更簡單更舒適更節(jié)約。LED臺(tái)燈是家常電器之一，隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步，LED臺(tái)燈的類型也越來越多。LED臺(tái)燈的構(gòu)造、技術(shù)等更加符合廣大用戶的使用，能起到環(huán)保、省電、護(hù)眼、耐用多功能等，適合于的場所包括有酒店、酒吧、房間、咖啡廳、客廳、辦公室、書桌?？梢灶A(yù)見不久的將來，LED 必然會(huì)進(jìn)入普通照明領(lǐng)域取代現(xiàn)有的照明光源。而具有智能調(diào)光功能多用途的LED照明系統(tǒng)將會(huì)擁有更加廣闊的前景。

文獻(xiàn)綜述

參考文獻(xiàn)

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[2] 陳宜建.智能發(fā)光二極管照明控制器設(shè)計(jì)[J].光源與照明，2012，第三期

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第二篇：基于PWM調(diào)光的多功能LED臺(tái)燈設(shè)計(jì)方案

基于PWM調(diào)光的多功能LED臺(tái)燈設(shè)計(jì)方案 2012-04-26 站長統(tǒng)計(jì) 中心議題：

基于PWM調(diào)光的多功能LED臺(tái)燈設(shè)計(jì)方案 解決方案

探究系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)方法

設(shè)計(jì)基于PWM 調(diào)光的多功能LED 臺(tái)燈

引言

隨著全球能源危機(jī)和氣候變暖問題的日益嚴(yán)重，綠色節(jié)能已經(jīng)成為全球普遍關(guān)注的話題，人們正通過各種途徑尋找新的節(jié)能方式。照明是人類消耗能源的重要方面，在電能消耗中，發(fā)達(dá)國家照明用電占發(fā)電總量的比例是19%,我國也達(dá)到12%.隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國的照明用電將有大比例的提高，因此綠色節(jié)能照明的研究越來越受到重視。LED 作為一種固態(tài)冷光源，是繼白熾燈、熒光燈、高強(qiáng)度放電燈（如高壓鈉燈和金鹵燈）之后的第四代新光源。基于白光LED 的固態(tài)照明，是一種典型的綠色照明方式，與傳統(tǒng)光源相比，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小、安全可靠等特點(diǎn)，代表著照明技術(shù)的未來，并符合當(dāng)前政府提出的“建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)”的要求?？梢灶A(yù)見不久的將來，LED 必然會(huì)進(jìn)入普通照明領(lǐng)域取代現(xiàn)有的照明光源。

目前，市場上采用白熾燈、鹵素?zé)?、熒光燈為光源的臺(tái)燈普遍存在著低效率、高能耗、不易調(diào)光等缺點(diǎn)；至于壽命結(jié)束的含汞燈，一旦處理不當(dāng)，將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害；而且部分臺(tái)燈產(chǎn)品功能單一，缺少亮度調(diào)節(jié)、時(shí)鐘日歷、溫度顯示等功能，無法適應(yīng)現(xiàn)代家庭生活的實(shí)際需求。為解決當(dāng)前問題，本文設(shè)計(jì)了以AT89S51 單片機(jī)為核心的多功能白光LED 臺(tái)燈系統(tǒng)，采用PT4115 大功率LED 恒流驅(qū)動(dòng)方案，可實(shí)現(xiàn)對(duì)LED 臺(tái)燈的PWM 調(diào)光控制；同時(shí)兼有時(shí)鐘日歷、聲光鬧鐘、溫度檢測、液晶顯示等多項(xiàng)功能。在實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的同時(shí)，為家庭使用提供了極大的便捷。系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

該多功能 LED 臺(tái)燈系統(tǒng)采用20 只5mm 高亮白光LED 燈珠為光源，以AT89S51 單片機(jī)為主控芯片，由LED 恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、時(shí)鐘系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)、液晶顯示系統(tǒng)、蜂鳴系統(tǒng)、按鍵系統(tǒng)組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1 所示。

該系統(tǒng)可具體實(shí)現(xiàn)LED 臺(tái)燈的10 級(jí)PWM 調(diào)光控制；液晶屏實(shí)時(shí)顯示時(shí)鐘、日歷與環(huán)境溫度信息；鬧鐘功能采用聲光報(bào)警方式，即一旦到達(dá)鬧鐘時(shí)間，LED 臺(tái)燈自動(dòng)點(diǎn)亮，并發(fā)出蜂鳴聲報(bào)警，以喚醒用戶；用戶可通過按鍵系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)鐘日歷與鬧鐘參數(shù)的設(shè)置、LED 亮度的調(diào)節(jié)以及鬧鐘報(bào)警的解除。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

1.1 單片機(jī)主控系統(tǒng)

本設(shè)計(jì)主控系統(tǒng)采用ATMEL 公司的高性能AT89S51 芯片實(shí)現(xiàn)，其P0 口外接10K 的上拉電阻，P0.0~P0.7 同時(shí)作為DS12C887 的數(shù)據(jù)接口與液晶1602 的數(shù)據(jù)接口。P2.0~P2.3分別連接DS12C887 芯片的片選端CS、地址選通輸入端AS、數(shù)據(jù)選擇端DS 與讀/寫輸入端R/W,P3.2 連接其鬧鐘中斷請求輸出端IRQ.P2.5~P2.7 分別連接液晶1602 的使能端EN、數(shù)據(jù)/命令選擇端RS、讀/寫選擇端RW.P2.4 作為蜂鳴器控制端。P3.0 作為DS18B20 的信號(hào)輸入端。P3.1、P3.4、P3.5、P3.6 與P3.7 作為S2~S6 按鍵系統(tǒng)。P1.1 作為PWM 信號(hào)的輸出端并連接PT4115 芯片DIM 端，用于PWM 調(diào)光控制。系統(tǒng)晶振電路由12MHZ 晶振與兩個(gè)30PF 電容組成；復(fù)位電路則由S1 按鍵、10K 電阻與10uF 電解電容構(gòu)成。主控系統(tǒng)電路如圖2 所示。

圖2 單片機(jī)主控系統(tǒng)電路圖

1.2 恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

本設(shè)計(jì) L ED 光源采用相互并聯(lián)方式，共由20 只5mm 高亮度小功率LED 燈珠組成；每只LED 燈珠的壓降約3.1V,工作電流約20mA.由白光LED 的正向伏安特性可知，當(dāng)LED 端電壓超過其正向?qū)妷汉?，較小的電壓波動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致工作電流的的劇烈變化，從而影響LED 的正常使用，固LED 宜采用恒流驅(qū)動(dòng)方式。因此，本設(shè)計(jì)LED 采用高性能PT4115 恒流芯片驅(qū)動(dòng)，PT4115 是一款連續(xù)電感電流導(dǎo)通模式的降壓恒流源芯片，能將直流電壓直接轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的恒流輸出；其采用6~30V 寬電壓輸入，輸出電流可達(dá)1.2A,轉(zhuǎn)換效率高達(dá)97%,輸出電流精度達(dá)±5%.該芯片內(nèi)部含有抖頻特性，極大的改善EMI,同時(shí)具有過溫、過壓、過流、LED 開路保護(hù)等多種功能。該芯片適合用于綠色照明LED燈的驅(qū)動(dòng)電路，具有應(yīng)用電路非常簡潔的優(yōu)點(diǎn)。LED 恒流驅(qū)動(dòng)電路如圖3 所示。

圖3 LED 恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電路圖

通過 PT4115 芯片上的DIM 端，可以方便的進(jìn)行模擬或PWM 調(diào)光。由于模擬調(diào)光是直接改變流過LED 電流的大小來實(shí)現(xiàn)亮度調(diào)節(jié)，除了亮度會(huì)改變以外，也會(huì)影響白光的質(zhì)量，即不同電流下發(fā)出的白光存在色偏。因此，本設(shè)計(jì)采用PWM 調(diào)光方案，PWM 調(diào)光的基本原理是保持LED 正向?qū)娏骱愣?，而通過控制電流導(dǎo)通和關(guān)斷的時(shí)間比例，即改變輸入脈沖信號(hào)的占空比，使LED 產(chǎn)生亮暗變化；并利用人眼的視覺殘留效應(yīng)，當(dāng)LED 亮暗變化頻率大于120Hz 時(shí)，人眼就不會(huì)感覺到閃爍，而看到是LED 的平均亮度。PWM 調(diào)光的優(yōu)勢是LED 正向?qū)ǖ碾娏魇呛愣ǖ?，LED 的色度就不會(huì)像模擬調(diào)光時(shí)產(chǎn)生變化。

PT4115 恒流驅(qū)動(dòng)輸出的電流值計(jì)算公式為：

IOUT =（0.1×D）/ Rs（D 為方波信號(hào)占空比，Rs 為限流電阻。

本設(shè)計(jì) LED 光源采用20 只小功率白光LED 燈珠并聯(lián)方式，且每只LED 燈珠額定電流為20mA,則PT4115 恒流驅(qū)動(dòng)輸出最大電流IOUT 應(yīng)為400mA,因此Rs 選取0.25 Ω 電阻。

L1 為鎮(zhèn)流電感，選取68μ H,用于穩(wěn)定通過LED 的電流。D1 是續(xù)流二極管，當(dāng)芯片內(nèi)部MOS 管截止?fàn)顟B(tài)時(shí)為儲(chǔ)存在電感L1 中的電流提供放電回路；由于工作在高頻狀態(tài)，D1 選用正向壓降小且恢復(fù)速度快的肖特基二極管SS24.PWM 脈沖信號(hào)則由單片機(jī)P1.1 產(chǎn)生，其高低電平?jīng)Q定LED 的通斷狀態(tài)。將定時(shí)器T0溢出中斷定為1/2500 秒（即400μ S），每10 次脈沖作為一個(gè)周期，即頻率為250HZ.這樣，在每1/250 秒的方波周期中，通過改變方波的輸出占空比，從而實(shí)現(xiàn)LED 燈的10 級(jí)亮度調(diào)節(jié)，即LED 亮度等級(jí)由每個(gè)周期內(nèi)的高電平脈沖數(shù)目決定。當(dāng)高電平脈沖個(gè)數(shù)為1 時(shí)，占空比為1/10,亮度最低，其調(diào)光原理如圖4 所示；當(dāng)高電平脈沖為10 時(shí)，占空比為1,LED亮度最高。

圖 4 PWM 調(diào)光原理圖

1.3 時(shí)鐘系統(tǒng)

時(shí)鐘系統(tǒng)采用高性能的DS12C887 時(shí)鐘芯片，該芯片功能豐富，使用簡單，是一款高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片；其可以自動(dòng)產(chǎn)生世紀(jì)、年、月、日、時(shí)、分、秒等時(shí)間信息，具有閏年補(bǔ)償及鬧鐘（定時(shí)）功能，并且內(nèi)部自帶有鋰電池，外部掉電時(shí)，仍可維持時(shí)鐘準(zhǔn)確，其內(nèi)部時(shí)間信息能夠保持10 年之久；外部系統(tǒng)斷電后，用戶無需重新設(shè)定時(shí)間。

DS12C887 時(shí)鐘芯片有兩種總線工作模式，即Motorola 和Intel 模式。本設(shè)計(jì)選用Intel模式，即將芯片第一引腳MOT 接GND.同時(shí)，時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)置為24 小時(shí)模式，寄存器存儲(chǔ)模式選為二進(jìn)制格式。P0.0~P0.7 連接其地址數(shù)據(jù)復(fù)用端口AD0~AD7.P2.0~P2.3 分別連接芯片片選端CS、地址選通輸入端AS、讀/寫輸入端R/W 與數(shù)據(jù)選擇端DS.P3.2 連接中斷請求輸出端IRQ,用于處理鬧鐘中斷。該時(shí)鐘接口電路如圖5 所示。

圖5 時(shí)鐘系統(tǒng)電路圖

1.4 液晶顯示系統(tǒng)

顯示系統(tǒng)采用1602 字符型液晶。該液晶可顯示兩行，每行顯示16 個(gè)字符；且體積小、能耗低、操作簡單；適合于本設(shè)計(jì)所需數(shù)字、英文字母以及特殊符號(hào)的顯示要求。通過單片機(jī)控制1602 液晶實(shí)現(xiàn)首行年、月、日、星期顯示，第二行時(shí)、分、秒以及環(huán)境溫度顯示。

本系統(tǒng) 1602 液晶采用并行操作方式，P0.0~P0.7 通過借助10K 的上拉電阻連接其數(shù)據(jù)端口DB0~DB7,P0 口同時(shí)也連接著DS12C887 的數(shù)據(jù)地址端口，由于各自片選信號(hào)不同，選中時(shí)操作對(duì)應(yīng)芯片將不會(huì)造成操作沖突。P2.5~P2.6 分別連接1602液晶的使能端E、讀/寫選擇端RW、數(shù)據(jù)/命令選擇端RS.第3 引腳為液晶顯示對(duì)比度調(diào)節(jié)端，通過10K 滑動(dòng)變阻器接地，用于調(diào)節(jié)液晶的顯示亮度。第15 管腳背光源正極BLA通過10 歐電阻接地，第16 管腳背光源負(fù)極BLK 接地。該液晶接口電路如圖6 所示。

圖6 液晶系統(tǒng)電路圖

1.5 溫度檢測系統(tǒng)

溫度檢測系統(tǒng)選用DALLAS 公司“一線總線”接口的數(shù)字溫度傳感器DS18B20,該傳感器具有微型化、低功耗、高性能等優(yōu)點(diǎn)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號(hào)處理，測溫范圍為-55~125℃，最高分辨率可達(dá)0.0625℃。DS18B20 共有三個(gè)引腳電源正VCC、電源負(fù)GND 和信號(hào)輸入輸出口DQ.R3 為4.7K 的上拉電阻，用于保證單片機(jī)與DS18B20 通訊時(shí)高低電平準(zhǔn)確的被單片機(jī)機(jī)和DS18B20 識(shí)別。單片機(jī)P3.0 口通過R3 連接DQ 端口實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的采集處理，并通過液晶屏實(shí)時(shí)顯示。溫度檢測電路如圖7 所示。

圖7 溫度檢測電路圖

1.6 蜂鳴系統(tǒng)

蜂鳴系統(tǒng)用于產(chǎn)生鬧鐘報(bào)警聲以及按鍵提示音。由單片機(jī)P2.4 口控制PNP 三極管9012的通斷實(shí)現(xiàn)對(duì)蜂鳴器聲音控制；通過延遲函數(shù)實(shí)現(xiàn)蜂鳴報(bào)警聲的長短音控制，長音''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''滴''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''用于鬧鐘鈴聲，短音''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''滴''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''用于按鍵提示音。蜂鳴系統(tǒng)電路如圖8 所示。

圖8 蜂鳴系統(tǒng)電路圖

1.7 按鍵系統(tǒng)

按鍵控制系統(tǒng)由S2~S5 五個(gè)按鍵組成，分別為S2 時(shí)間設(shè)置鍵、S3 數(shù)值增大鍵、S4 數(shù)值減小鍵、S5 鬧鐘設(shè)置鍵以及S6 亮度調(diào)節(jié)鍵。S2 用于選擇需要調(diào)整的時(shí)間日歷以及鬧鐘參數(shù)，并作為時(shí)間日歷參數(shù)的存儲(chǔ)確認(rèn)鍵。S3 與S4 用于調(diào)整被選參數(shù)值的大小。S5 用于鬧鐘查看與存儲(chǔ)確認(rèn)鍵。S6 用于LED 燈光10 級(jí)亮度的調(diào)節(jié)鍵。按鍵系統(tǒng)電路如圖9 所示。

圖9 按鍵系統(tǒng)電路圖

1.8 電源系統(tǒng)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)最大功率約1.6W,可采用電池或穩(wěn)壓電源多種方式供電。由于系統(tǒng)光源采用20 只LED 燈珠并聯(lián)組成，所以LED 恒流驅(qū)動(dòng)芯片PT4115 供電電源在6~30V 電壓范圍內(nèi)均可使LED 燈正常使用。但單片機(jī)供電系統(tǒng)采用三端穩(wěn)壓芯片7805,該線性穩(wěn)壓芯片正常工作輸入電壓與輸出電壓差值應(yīng)至少高于2V,若差值過大會(huì)增加額外功耗。因此，本系統(tǒng)宜選用2 節(jié)4.2V 鋰電池或9V 的穩(wěn)壓電源方式供電。同時(shí)，本文LED 恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡潔靈活，可根據(jù)用戶需求適當(dāng)調(diào)整驅(qū)動(dòng)電路參數(shù)，即可擴(kuò)展LED 照明功率，最大可至10W左右。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)控制程序主要包含系統(tǒng)初始化程序、實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片處理程序、溫度傳感器芯片處理程序、液晶顯示程序、鍵盤檢測與處理程序、鬧鐘中斷以及定時(shí)器產(chǎn)生PWM 程序構(gòu)成。

2.1 系統(tǒng)主程序

系統(tǒng)主程序主要包括系統(tǒng)初始化程序（包括I/O 口初始化、DS12C887 時(shí)鐘芯片初始化、液晶1602 的初始化、外部中斷0 與定時(shí)器T0 設(shè)置）、按鍵檢測和處理程序、時(shí)鐘數(shù)據(jù)的讀取與處理程序、溫度數(shù)據(jù)的讀取與處理程序、液晶顯示程序、鬧鐘報(bào)警的判斷和處理程序、PWM 調(diào)光處理程序等。程序中設(shè)置鬧鐘標(biāo)志位Flag_ri,一旦鬧鐘時(shí)間到達(dá)，時(shí)鐘芯片IRQ引腳觸發(fā)外部中斷0,進(jìn)入中斷程序則置Flag_ri=1,用于主程序中鬧鐘報(bào)警的判斷與處理。

系統(tǒng)主程序流程圖如圖10 所示。

圖10 主程序流程圖

2.2 按鍵檢測和處理程序

按鍵控制系統(tǒng)由S2~S6五個(gè)按鍵組成，分別為S2時(shí)間設(shè)置鍵、S3數(shù)值增大鍵、S4數(shù)值減小鍵、S5鬧鐘設(shè)置鍵以及S6亮度調(diào)節(jié)鍵。S2用于選擇需要調(diào)整的時(shí)鐘以及鬧鐘參數(shù)，根據(jù)S2按下次數(shù)，依次選擇秒、分、時(shí)、星期、日、月、年，液晶屏上被選參數(shù)下方以光標(biāo)閃爍狀態(tài)提示，再通過按下S3或S4調(diào)整被選參數(shù)值的大小，S2按下累積8次時(shí)，則退出選擇功能并保存當(dāng)前數(shù)據(jù)至?xí)r鐘芯片。S5用于鬧鐘時(shí)間的查看與設(shè)置；首次按下S5,1602液晶屏第二行顯示已設(shè)置的鬧鐘時(shí)間；可通過S2、S3與S4重新設(shè)置鬧鐘時(shí)間；再次按下，則退出鬧鐘查看功能并保存當(dāng)前設(shè)置的鬧鐘參數(shù)至?xí)r鐘芯片。同時(shí)，S3與S4還可獨(dú)立作為鬧鐘產(chǎn)生時(shí)的取消鍵與LED燈光的關(guān)閉鍵。S6實(shí)現(xiàn)LED燈光亮度的10級(jí)調(diào)節(jié)，每按一次，LED亮度增大一級(jí)；當(dāng)達(dá)到亮度最大時(shí)，再次按下則關(guān)閉LED燈光。每次有按鍵按下，蜂鳴器都以短''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''滴''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''聲提示。按鍵檢測與處理流程圖如圖11所示。

圖11 按鍵檢測與處理流程圖

2.3 鬧鐘中斷程序

系統(tǒng)到達(dá)設(shè)置的鬧鐘時(shí)間，DS12C887 時(shí)鐘芯片IRQ 引腳輸出由高電平變?yōu)榈碗娖?，作為單片機(jī)P3.2 口INT0 中斷的申請輸入，并可通過讀取DS12C887 芯片的C 寄存器來清除IRQ 引腳輸出。因此，將外部中斷INT0 設(shè)置為負(fù)跳變沿觸發(fā)中斷，并設(shè)置鬧鐘標(biāo)志位Flag_ri,鬧鐘時(shí)刻到達(dá)時(shí)設(shè)置Flag_ri=1,用于主程序中的鬧鐘報(bào)警處理。鬧鐘中斷程序如圖12 所示。

圖12 鬧鐘中斷流程圖

2.4 定時(shí)器中斷程序

為產(chǎn)生調(diào)節(jié) LED 燈光亮度的PWM 信號(hào)，定時(shí)器T0 設(shè)置為工作方式0,即13 位計(jì)數(shù)器定時(shí)，最多裝載數(shù)值為213=8192 個(gè)。因?yàn)橄到y(tǒng)晶振采用12MHz,賦值使TH0=（8192-400）/ 32 與 TL0=（8192-400）%32,即可實(shí)現(xiàn)400μS 的定時(shí)中斷。10 次中斷（即4mS）作為一個(gè)周期，通過調(diào)節(jié)每個(gè)周期內(nèi)單片機(jī)P1.1（該控制口名稱定義為LED_PWM）輸出的占空比來產(chǎn)生PWM 脈沖信號(hào)，以控制PT4115 恒流驅(qū)動(dòng)芯片實(shí)現(xiàn)LED 燈的10 級(jí)亮度調(diào)節(jié)。

程序設(shè)置對(duì)T0 中斷次數(shù)（即定義為T0_num）進(jìn)行計(jì)數(shù)，以便判斷一個(gè)周期到否；同時(shí)判斷比較高電平脈沖個(gè)數(shù)（即定義為scale 值，由調(diào)光鍵S6 按下次數(shù)設(shè)置）用于實(shí)現(xiàn)不同亮度等級(jí)的調(diào)節(jié)。在定時(shí)器T0 中斷服務(wù)程序中，首先T0 重新裝入定時(shí)為400μ S 的初值；定時(shí)器中斷次數(shù)T0_num 加1,判斷一個(gè)方波周期到否，若到達(dá)，令T0_num 歸零，并將P1.1口輸出電平置高（即LED_PWM=1）；如果一個(gè)方波周期還沒到，則與亮度等級(jí)scale 值作比較，判斷高電平脈沖個(gè)數(shù)scale 到否，若到達(dá)，令P1.1 口輸出電平置低（即LED_PWM=0），否則繼續(xù)保持P1.1 口輸出高電平（即LED_PWM=1）；而后中斷返回，等待下一次定時(shí)中斷。

這樣，P1.1 口就產(chǎn)生了所需的PWM 調(diào)光信號(hào)。定時(shí)器生成PWM 流程圖如圖13所示。

圖13 定時(shí)器生成PWM流程圖 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)以上設(shè)計(jì)方案，本文制作了該款基于PWM 調(diào)光的多功能LED 臺(tái)燈。經(jīng)調(diào)試后系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，基本可以滿足家庭生活的使用要求。系統(tǒng)工作時(shí)，最低功率（即LED 熄滅狀態(tài)）為0.28W;最大功率（即LED 最高亮度狀態(tài)）約為1.52W;同時(shí)，液晶顯示時(shí)間、日歷與溫度數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，鬧鐘功能穩(wěn)定。實(shí)物照片如圖14 所示。

圖 14 實(shí)物照片 結(jié)論

本文多功能LED 臺(tái)燈系統(tǒng)采用AT89S51 單片機(jī)為控制核心，運(yùn)用恒流驅(qū)動(dòng)方案與PWM調(diào)光技術(shù)實(shí)現(xiàn)L ED 臺(tái)燈的多級(jí)調(diào)光控制，并兼有時(shí)間日歷、溫度檢測、液晶顯示以及聲光鬧鐘等功能。該系統(tǒng)具有控制電路簡單、亮度調(diào)節(jié)精確、功能豐富、實(shí)用便捷等優(yōu)點(diǎn)，適合于現(xiàn)代家庭的實(shí)際需要?？梢灶A(yù)見，隨著LED 照明技術(shù)的不斷發(fā)展完善，節(jié)能高效的LED將在家用照明領(lǐng)域發(fā)揮著日益重要的作用。

第三篇：基于PWM調(diào)光的智能多功能臺(tái)燈設(shè)計(jì)外文翻譯

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（外文翻譯）

題 目 基于PWM的智能多功能臺(tái)燈設(shè)計(jì) 姓 名 韋 洋

專 業(yè) 自動(dòng)化 學(xué) 號(hào) 201042004 指導(dǎo)教師 曹 衛(wèi) 鋒

鄭州科技學(xué)院電氣工程學(xué)院 二○一四年五月

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Intelligent lighting control system

Abstract: Intelligent lighting control system the main aim is to save energy, smart lighting control system with a variety of “pre-set” control mode and control components, at different times on different degrees of illumination for accurate set-up and rational management of energy-saving.This automatic adjustment of the illumination means, take full advantage of the natural outdoor light, only when necessary when the lamp or light to the required brightness, use the least energy to ensure that the required illumination level, energy-saving effect is very clear, usually ranging from more than 30%.Keywords: Intelligent lighting control system bus-type star-shaped structure The advantages of the use of the intelligent lighting control system 1.1 Good energy saving effect Intelligent lighting control system using the main purpose is to save energy, smart lighting control system with a variety of “pre-set” control mode and control components, at different times on different degrees of illumination for accurate set-up and rational management of energy-saving.This automatic adjustment of the illumination means, take full advantage of the natural outdoor light, only when necessary when the lamp or light to the required brightness, use the least energy to ensure that the required illumination level, energy-saving effect is very clear, usually ranging from more than 30%.In addition, the intelligent lighting control system for fluorescent lamp dimming control, etc., due to the use of a fluorescent active tunable filter electronic ballast technology and reduce the harmonic content, to improve the power factor and reduce the low-voltage reactive power loss.外文翻譯

1.2 To extend the life span of light source

Light source can not only extend the life savings, but also significantly reduce the workload of lamp replacement, reducing the operating costs of lighting systems, management and maintenance becomes simple.Both the thermal radiation source, or gas discharge light source, voltage fluctuations are a major cause of light damage.Therefore, the effective suppression of the fluctuations in voltage can extend the life of light sources.Intelligent lighting control system can successfully suppress the surge voltage power grid, but also have a voltage limit and the conjugate stream functions of filtering, to avoid over-voltage and under-voltage damage to the light.The use of soft-start and soft turn-off technology, to avoid the impact of current damage to the light.Through this method, the light source to extend the life span of usually 2 to 4 times.1.3 To improve the working environment improve efficiency

Good working environment is to improve the efficiency of a necessary condition.Good design and reasonable choice of light source, lamps and lighting quality control systems, can improve the quality of lighting.Intelligent lighting control system dimming control panel module to replace the traditional lighting of the level switch control is an effective way to control the overall room illumination value, thereby enhancing the uniformity of illumination.At the same time, this control method used in electrical components have also solved the stroboscopic effect, will not create uncomfortable, confused, feeling eyestrain.1.4 To achieve a variety of lighting effects

A wide range of lighting control, the same building can have a variety of artistic effect, for a lot of construction hyperchromic.Modern buildings, lighting is not simply to meet people on the visual effect of light and shade, they should have control of a variety of programs to make buildings more vivid, more artistic, giving a wealth of visual effects and aesthetics.As an example of a project, building the

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exhibition hall, lecture hall, lobby, atrium, etc., if with intelligent lighting control system, according to different times, different uses, different effects, using the corresponding pre-set scene control, can achieve the wealth of artistic effect.1.5 Facilitate the management of maintenance

Intelligent lighting control system for the control of lighting based on the automatic control of modular-based, supplemented by manual control, preset lighting scenes to the parameters stored in the EPROM Digital, these information is very convenient to set up and replaced, so that building lighting management and maintenance easier.1.6 Have a high economic rate of return

Our reference point for the Shanghai region, from energy-saving lights and provincial estimates of the two made a come to this conclusion: with three to five years, the owner can recover the basic intelligent lighting control system to increase the total costs.Intelligent lighting control system can improve the environment and improve employee productivity and reduce maintenance and management costs, but also for the owners to save a substantial amount of costs.Intelligent lighting control system components

We know that the intelligent lighting control system of building control system is onlyone part of the.If you want to focus on the various control systems to the control center to control, then the control system must have the standard communication interface and protocol version.Although such a system integration is feasible in theory, but it is very difficult to put into practice.Thus, in engineering, intelligent management of our building a distributed system, distributed, that is relatively independent of each control subsystem, self-contained, the implementation of specific control, intelligent building management system control subsystem of the relative independence, self-contained, the implementation of specific control, intelligent building management system from the control subsystem is a signal

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collection and monitoring role.At present, the intelligent lighting control system in accordance with sub-network topology, the following two forms, namely, bus and star-shaped structure-based hybrid.Both forms have the characteristics of a number of bus more flexibility, easy expansion, control of relative independence, lower costs;mixed some high reliability, fault diagnosis and rule out the simple, easy access to the agreement, transfer rate higher.Engineering design, we consider the building of intelligent lighting control system as an independent subsystem, use of international standards and agreements of the communication interface text, into the intelligent building management systems.Intelligent lighting control system uses a distributed, distribution-based approach,that is, the dimming control unit is relatively independent, self-contained,non-interfering, through centralized management and information interfaces, and intelligent building management system linked to the achievement of the building control center subsystem of the collection and monitoring of the signal.In short, the intelligent lighting control should be the main system is a centralized management, and the main trunk and information interface components consisting of the regional implementation of the same sample of control and signal networks;its subsystems should be a dimmer by the various types of modules , control panels, illumination detector dynamic and static and dynamic components consisting of detectors, respectively, of the regional implementation of the specific control of different networks, the main system and subsystems, such as between the components through the interface to connect, to achieve data transmission.Intelligent lighting control system and control of the control of the content

A project to control the use of intelligent lighting control system include the following categories: technology office hall, computer center and other important room, lecture hall, such as multi-function hall, exhibition hall, conference center, lobby and courtyard, walkways and elevators, such as the Office of Public site;

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building facade lighting ingeneral and also by the intelligent lighting control systems to control switch signal.Control the content of the term of the Interpretation: 1 clock control Clock management, etc.through the electrical components, to achieve the normal work of regions for the state of lighting in different time control.2 the automatic adjustment control illumination Through each module and illumination dimming dynamic electrical components such as detectors, to achieve under normal conditions in the regions for the normal work of the state of the automatic lighting dimming control, making the region, such as illumination will not be outside with the sunshine factors change, and always maintain the default value in the illumination around.3 control of the regional scene Through each dimmer module and the control panel and other electrical components, to achieve under normal conditions in the regions for the normal work of the state of the scene lighting control switch.4 static and dynamic detection of control Through each dimming modules and electrical components, such as movement detectors, to achieve under normal conditions in the regions for the normal work of the state of the automatic lighting control switch.5 Reduction state of emergency control Through each of the normal lighting control module, such as dimming of the electrical components, to achieve a state of emergency for the normal work of the various districts in the state of lighting and to give up the number of relief, such as dimming control.6 Manual remote control Through the infra-red remote control, to achieve under normal conditions in the regions for the normal work of the state of lighting control and manual control of the regional scene.7 Emergency lighting control Here mainly refers to the control of intelligent lighting control system to the special region by the implementation of the emergency lighting control, including the following two controls: 1 under normal illumination and the automatic adjustment control of the regional scene with the regulation of the normal work of lighting the same manner as the control.2 a state of emergency automatic discharge dimming control, through each of the emergency lighting dimming control module, such as electrical components, to achieve a state of emergency for the regions under a state of emergency lighting dimmers, such as giving up control, so that the accident in the state of emergency lighting to reach

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100%.These are the characteristics of intelligent lighting control systems analysis and office buildings in a specific application in a number of experiences, hoping to play the role of forward, so that the field of technology in the lighting to fully play its role.外文翻譯

智能照明控制系統(tǒng)

摘要:智能照明控制系統(tǒng)的主要目的是利用“預(yù)先設(shè)定的“控制方式和控制元件對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化管理,智能照明控制系統(tǒng)在不同時(shí)期,不同程度上的照明進(jìn)行精確設(shè)置和合理的節(jié)能管理。這種自動(dòng)調(diào)整的照明方式,充分利用室外的自然光,只在必要時(shí)當(dāng)燈或燈光亮度有特殊要求時(shí),用最少的能源,在確保所需的照明度的前提下,達(dá)到理想的節(jié)能效果,一般可達(dá)30%以上。關(guān)鍵詞:智能照明控制系統(tǒng) 總線型 星型結(jié)構(gòu) 利用智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)勢

1.1 良好的節(jié)能效果

智能照明控制系統(tǒng)的主要目的是節(jié)約能源,智能照明是用“預(yù)先設(shè)定的“控制模式和控制元件的控制系統(tǒng),在對(duì)不同時(shí)間的不同光照度進(jìn)行準(zhǔn)確的設(shè)置和合理的節(jié)能管理。這種自動(dòng)調(diào)整照明方式,采取充分利用室外的自然光,只在必要時(shí)當(dāng)燈或光所需的亮度有要求時(shí),用最少的能源,以確保所需的照明度,節(jié)能效果十分明顯,通常是超過30%不等。此外,智能照明熒光燈調(diào)光控制燈等,由于使用熒光燈電子鎮(zhèn)流器有源可調(diào)諧濾波器技術(shù),減少了諧波含量,提高了功率因數(shù),降低了低壓無功損耗。

1.2 延長光源壽命

照明光源不僅可以延長使用壽命,而且還大大減少更換燈泡的工作量,減少照明系統(tǒng)的運(yùn)作成本,使得管理和維修變得簡單。無論是熱輻射光源或是氣體放電光源,電壓波動(dòng)是光損傷的重要原因。因此,有效的制止波動(dòng)電壓可以延長光源的壽命。智能照明控制系統(tǒng)可以成功地抑制電源網(wǎng)絡(luò)的浪涌電壓,但也有限制電壓和共軛電流濾波的功能,以避免過電壓和欠電壓損壞光源。通過使用軟啟動(dòng)和使用軟關(guān)斷技術(shù),可以避免損害到光電源。通過這種方法,光源壽命通?？裳娱L為2至4倍。

外文翻譯

1.3 改善工作環(huán)境,提高工作效率

良好的工作環(huán)境,是提高效率的一個(gè)必要條件。良好的設(shè)計(jì)和光源,燈具和照明質(zhì)量控制系統(tǒng)的合理選擇,可以提高照明質(zhì)量。智能照明控制系統(tǒng)使用的調(diào)光控制面板模塊,用以取代傳統(tǒng)的液位開關(guān)控制照明是一種有效的方式來控制整個(gè)房間照度值,從而提高照度均勻性。同時(shí),這種控制方法在電器元件使用,也解決了頻閃效應(yīng),也不會(huì)產(chǎn)生不舒服的,混亂的感覺和眼睛疲勞。

1.4 實(shí)現(xiàn)了多種燈光效果

一個(gè)廣泛的照明控制,同樣的建設(shè)可以有不同的藝術(shù)效果并為建筑增色不少。現(xiàn)代建筑,照明不僅是為了履行對(duì)光影的視覺效果,設(shè)計(jì)師們應(yīng)該有多種方案的控制,使建筑物更加生動(dòng),更加美觀,給人一種視覺效果和美學(xué)的財(cái)富。作為一個(gè)工程實(shí)例,例如展廳,報(bào)告廳,大堂,中庭等,如果能利用智能照明控制系統(tǒng),對(duì)不同時(shí)期,不同用途,不同的效果采用相應(yīng)的預(yù)設(shè)置場景控制,就可以實(shí)現(xiàn)豐富的藝術(shù)效果。

1.5 便于維護(hù)管理

智能照明控制系統(tǒng)的控制基礎(chǔ)為自動(dòng)照明控制模塊,由人工控制為輔,把預(yù)置的燈光場景的參數(shù)存儲(chǔ)在EPROM中,這些信息可以非常方便的設(shè)置和更換,使建筑照明管理和維護(hù)更加容易。

1.6 具有較高的經(jīng)濟(jì)回報(bào)率

我們以上海地區(qū)為參考,從節(jié)能燈和省級(jí)這兩個(gè)估計(jì)作出得出這樣的結(jié)論:三至五年,業(yè)主可以恢復(fù)基本智能照明控制系統(tǒng)的投資,以后便可以增加收入。智能照明控制系統(tǒng)可改善環(huán)境和提高員工的工作生產(chǎn)率和降低維護(hù)和管理成本,而且還為業(yè)主節(jié)省了大量費(fèi)用。智能照明控制系統(tǒng)組件

我們知道,樓宇控制系統(tǒng)只是智能照明控制系統(tǒng)一個(gè)部分。如果你想專注于各種控制系統(tǒng),控制中心控制,則控制系統(tǒng)必須具有標(biāo)準(zhǔn)通訊接口和協(xié)議的版

外文翻譯

本。雖然這樣的系統(tǒng)集成在理論上是可行的,但它是非常難以付諸實(shí)踐。因此,在工程中,我們建立一個(gè)分布式系統(tǒng),所謂分布式,即各控制子系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立的智能化,自我包含具體的控制,智能樓宇管理系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立自足,控制子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)具體的控制,從控制子系統(tǒng)的智能化樓宇管理系統(tǒng)的實(shí)施是一個(gè)信號(hào)收集和監(jiān)測作用。目前,智能照明控制系統(tǒng)按照網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以分為以下兩種形式,即總線式和星形結(jié)構(gòu)。這兩種形式有更大的靈活性,易于擴(kuò)展的數(shù)量特征,控制的相對(duì)獨(dú)立性,成本低,高可靠性,故障診斷和排除簡單,方便的協(xié)議,傳輸速率更高。工程設(shè)計(jì)中,我們考慮了智能照明控制系統(tǒng)建設(shè)作為一個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng),采用國際標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議使用通訊界面文本進(jìn)入智能建筑管理系統(tǒng)。智能照明控制系統(tǒng)是采用分布式,并以配送為基礎(chǔ)的方法,即調(diào)光控制單元相對(duì)獨(dú)立,自成體系,互不干擾,通過集中管理和信息接口,智能樓宇管理系統(tǒng)與建筑物的控制子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)收集中心和監(jiān)測信號(hào)測功能?？傊?智能照明控制應(yīng)是一個(gè)集中管理,由主干線和信息界面部分組成的控制區(qū)域執(zhí)行信號(hào)網(wǎng)絡(luò),它的子系統(tǒng),應(yīng)該是一個(gè)由各類調(diào)光模塊,控制面板,照明探測器動(dòng)態(tài)和靜態(tài)和動(dòng)態(tài)組件組成的,分別對(duì)控制區(qū)域的具體實(shí)施不同網(wǎng)絡(luò),主系統(tǒng)和子系統(tǒng),如組件之間,通過接口連接,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。智能照明控制系統(tǒng)和控制內(nèi)容的控制

一個(gè)項(xiàng)目控制的智能照明控制系統(tǒng)的使用包括以下內(nèi)容類別:科技辦公大廳,計(jì)算機(jī)中心,報(bào)告廳等多功能廳,展覽廳,會(huì)議中心,大廳和庭院,走廊和電梯等公共現(xiàn)場辦公;大廈外墻一般照明并且由智能照明控制系統(tǒng),以控制開關(guān)信號(hào)?？刂扑膬?nèi)容: ①時(shí)鐘控制 時(shí)鐘管理,通過電器元件等,以達(dá)到在不同的地區(qū)正常工作狀態(tài)的照明時(shí)間控制。②自動(dòng)調(diào)整控制照明 通過每個(gè)模塊和動(dòng)態(tài)調(diào)光照明電器元件等作為探測器,在正常條件下實(shí)現(xiàn)地區(qū)的自動(dòng)調(diào)光控制使該地區(qū)照明狀態(tài)正常工作,如果照明不隨外面的陽光因素的變化,并始終保持在默認(rèn)值照明左右。③控制的區(qū)域現(xiàn)場 通過每個(gè)調(diào)光模塊和控制面板和其他電器部件,實(shí)現(xiàn)場景燈光控制開關(guān)狀態(tài)正常工作。④靜態(tài)和動(dòng)態(tài)檢測控制 通過每個(gè)調(diào)光模塊和電氣元件,如運(yùn)動(dòng),探測器,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)照明控制開關(guān)狀態(tài)正常工作。⑤應(yīng)急控制 通過各種正常的燈光控制模塊,如電氣調(diào)光,組件,實(shí)現(xiàn)了各區(qū)緊急狀態(tài)下的照明狀正常工作。⑥手動(dòng)遙控器 透過紅外線遙控器,以達(dá)到在

外文翻譯

正常條件下對(duì)該地區(qū)的照明控制狀態(tài)正常工作和手動(dòng)控制區(qū)域場景。⑦應(yīng)急照明控制這里主要指智能照明控制系統(tǒng)控制的特殊地區(qū)由應(yīng)急照明控制,包括以下兩個(gè)控件的實(shí)現(xiàn):(1)在正常照明和區(qū)域自動(dòng)調(diào)節(jié)控制(2)隨著場景的不同,照明控制方式也不同。(3)通過對(duì)每個(gè)國家的緊急自動(dòng)調(diào)光控制,應(yīng)急照明調(diào)光控制模塊,如電器元件,以實(shí)現(xiàn)下一個(gè)應(yīng)急照明調(diào)光器,A國對(duì)地區(qū)進(jìn)入緊急狀態(tài),如放棄控制權(quán),從而使在事故應(yīng)急照明狀態(tài)達(dá)到100%。這是智能照明控制系統(tǒng)的分析和特點(diǎn),希望能發(fā)揮前鋒的作用,使技術(shù)在照明領(lǐng)域,充分發(fā)揮其作用。

第四篇：基于C51單片機(jī)和PWM調(diào)光的LED臺(tái)燈設(shè)計(jì)

摘要

LED臺(tái)燈作為LED綠色照明光源產(chǎn)品，作為國家綠色照明推廣使用的產(chǎn)品。在實(shí)際的應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)LED燈在周邊亮度大時(shí)依然以同一功率發(fā)光，存在電能浪費(fèi)；在周邊亮度小時(shí)LED燈不能提供足夠和恰當(dāng)?shù)墓舛?。本文介紹了以STC89C51為控制核心，通過光敏電阻感應(yīng)光度，并利用PWM調(diào)光技術(shù)對(duì)LED進(jìn)行光度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。同時(shí)設(shè)置手動(dòng)控制。該LED臺(tái)燈電路簡單，很大程度上節(jié)省電能，延長LED燈壽命，適宜閱讀。

關(guān)鍵詞

LED臺(tái)燈 光度 PID PWM調(diào)光 自動(dòng)調(diào)節(jié)

原創(chuàng)性聲明

本設(shè)計(jì)所用到的程序代碼和電路均是來自本團(tuán)隊(duì)，如沒有經(jīng)過允許，不得復(fù)制和轉(zhuǎn)載。

目錄

前言··············································4 總體方案設(shè)計(jì)······································5 硬件設(shè)計(jì)··········································5 軟件設(shè)計(jì)··········································9 總結(jié)·············································12 附錄1：作品照片··································13 附錄2：程序·······································15

前言

LED照明又稱固態(tài)照明，作為繼白熾燈、熒光燈后的第三代照明技術(shù)，具有節(jié)能、環(huán)保、安全可靠的特點(diǎn)，固態(tài)光源是被業(yè)界看好的未來十年替換傳統(tǒng)照明器具極具潛力的新型光源，代表照明技術(shù)的未來。發(fā)展新固態(tài)照明，不僅是照明領(lǐng)域的革命，而且符合當(dāng)前政府提出的“建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)”的要求。

LED臺(tái)燈就是以LED(Light Emitting Diode)即發(fā)光二極管為光源的臺(tái)燈，LED是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED臺(tái)燈是典型的綠色照明光源產(chǎn)品，作為國家綠色照明推廣使用的產(chǎn)品，具有廣闊的應(yīng)用前景。

在實(shí)際的應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)LED燈在周邊亮度大時(shí)依然以同一功率發(fā)光，存在電能浪費(fèi)。另外一方面，因?yàn)長ED的發(fā)熱量和電流存在正相關(guān)的關(guān)系，發(fā)熱影響了LED的壽命，所以在不必要的亮度下也減少了LED的壽命。然而，當(dāng)LED在周邊亮度小時(shí)，LED燈不能提供足夠和恰當(dāng)?shù)墓舛?，這樣又影響了閱讀，造成視覺疲勞。

PWM方法的基本思想就是利用單片機(jī)具有的PWM端口，在不改變PWM方波周期的前提下，通過軟件的方法調(diào)整單片機(jī)的PWM控制寄存器來調(diào)整PWM的占空比，從而控制充電電流。本方法所要求的單片機(jī)必須具有ADC端口和PWM端口這兩個(gè)必須條件，另外ADC的位數(shù)盡量高，單片機(jī)的工作速度盡量快。在調(diào)整充電電流前，單片機(jī)先快速讀取充電電流的大小，然后把設(shè)定的充電電流與實(shí)際讀取到的充電電流進(jìn)行比較，若實(shí)際電流偏小則向增加充電電流的方向調(diào)整PWM的占空比；若實(shí)際電流偏大則向減小充電電流的方向調(diào)整PWM的占空比。

本文介紹了以STC89C51為控制核心，通過光敏電阻感應(yīng)光度，并利用PWM調(diào)光技術(shù)對(duì)LED進(jìn)行光度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。同時(shí)設(shè)置手動(dòng)控制。該LED臺(tái)燈電路簡單，很大程度上節(jié)省電能，延長LED燈壽命，適宜閱讀。

一、總體方案設(shè)計(jì)

基于C51單片機(jī)和PWM調(diào)光的LED臺(tái)燈以STC89C51作為主控芯片，設(shè)置了手動(dòng)控制和自動(dòng)控制。在手動(dòng)控制時(shí)，分為三檔，輸出不同的PWM占空比對(duì)LED的電流進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)光度的手動(dòng)調(diào)節(jié)。

在自動(dòng)控制時(shí)，通過ADC0809模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片不斷檢驗(yàn)光敏電阻的電壓來間接測量感應(yīng)光度，將電壓和預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行對(duì)比，調(diào)整PWM的占空比對(duì)LED的電流進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)光度的自動(dòng)調(diào)節(jié)?？傮w框圖如下（圖1.1）:

圖1.1

二、硬件設(shè)計(jì)

硬件設(shè)計(jì)總體框圖如下：

圖2.0

1、主控電路： 主控電路采用STC89C51作為主MCU。STC89C51是一款八位，片內(nèi)有ROM/EPROM的單片機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)具有功能部件種類全，功能強(qiáng)等特點(diǎn)。這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡單、實(shí)用﹑可靠。用STC89C51單片機(jī)構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，只要將單片機(jī)接上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路即可，如下圖（圖2.1）所示。本設(shè)計(jì)所選用的晶振為12MHZ，晶振電容為30PF。

圖2.1

2、LED驅(qū)動(dòng)

LED的亮度受電流控制，通過控制電流調(diào)節(jié)LED燈的亮度。利用公式IL?tONTI可知，利用調(diào)整PWM不同的占空比就可以控制電流的大小。電流通斷的變化用NMOS管K2717實(shí)現(xiàn)，三極管9014提供驅(qū)動(dòng)K2717的電流，PWM由P2.0輸出，低電平有效。如下圖（圖2.2）所示：

圖2.2

2、手動(dòng)控制

KEY4變化控制的方式，KEY4為自鎖按鍵，按下為手動(dòng)控制，彈起為自動(dòng)控制。手動(dòng)控制時(shí)可以分為三檔，對(duì)應(yīng)與KEY1~3三個(gè)按鍵。如下圖（圖2.3）所示：

圖2.3

3、自動(dòng)控制

<1>光敏電阻反饋部分

光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換。因此，不斷采集光敏電阻對(duì)地的電壓便可以獲知臺(tái)燈周邊光強(qiáng)的變化。如下圖（圖2.4）所示：

圖2.4 <2>ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換部分

ADC 0808和ADC 0809除精度略有差別外(前者精度為8位、后者精度為7位)，其余各方面完全相同。它們都是CMOS器件，不僅包括一個(gè)8位的逐次逼近型的ADC部分，而且還提供一個(gè)8通道的模擬多路開關(guān)和通道尋址邏輯，因而有理由把它作為簡單的“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”。利用它可直接輸入8個(gè)單端的模擬信號(hào)分時(shí)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，在多點(diǎn)巡回檢測和過程控制、運(yùn)動(dòng)控制中應(yīng)用十分廣泛。

如下圖（圖2.4）所示，ADC0809的參考電壓設(shè)置成5V，時(shí)鐘信號(hào)通過單片機(jī)P3.3口利用定時(shí)器中斷輸出。光敏電阻的對(duì)地電壓從IN3口輸入，ADC0809將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后通過OUT1-7輸出，以便單片機(jī)進(jìn)一步處理。

圖2.5

三、軟件設(shè)計(jì)

1、總體框圖

圖3.1 8

2、主要程序

<1>按鍵掃描

不斷掃描按鍵判斷是手動(dòng)控制和自動(dòng)控制。程序代碼：

void keyscan(){

ad();

if(key==1)

//key4松開，a恒為0 ,通過讀c的值確定b的值

{

if(c<0.40)

last=0;

else if((c>=0.40)&&(c<2.0))

last=2;

else if((c>=2.0)&&(c<3.0))

last=5;

else if((c>=3.0)&&(c<4.0))

last=7;

else

last=10;

}

if(key==0)

//key4按下，{

if(key1==0)

{

delayms(10);//去抖

if(key1==0)

last=1;

}

if(key2==0)

{

delayms(10);

if(key2==0)

last=6;

}

if(key3==0)

{

delayms(10);

if(key3==0)

last=10;

}

}

}

手動(dòng)控制 9

<2>AD轉(zhuǎn)換

定時(shí)器1產(chǎn)生CLK信號(hào)，定時(shí)時(shí)間為2us,亦即CLK周期為0.4us。程地址為011，即IN3口輸入。利用公式getdata*1.0/255*VREV+對(duì)數(shù)字量進(jìn)行變化。程序代碼如下：

void ad(){

} ST=0;//關(guān)閉轉(zhuǎn)換 OE=0;//關(guān)閉輸出 ST=1;//開啟轉(zhuǎn)換 ST=0;//關(guān)閉轉(zhuǎn)換 P34=1;//選擇通道0 P35=1;P36=0;while(EOC==0);//判斷是否轉(zhuǎn)換結(jié)束:是則執(zhí)行以下語句,否則等待 OE=1;//開啟數(shù)據(jù)輸出允許

getdata=P0;//將數(shù)據(jù)取走,存放在變量getdata中

OE=0;//關(guān)閉輸出

c=getdata*1.0/255*4.85;//電壓值轉(zhuǎn)換,5V作為參考電壓,分成256 <3>PWM調(diào)節(jié)

定時(shí)器0控制PWM周期和占空比。程序代碼如下： void into(void)interrupt 1 { TH0=(65536-500)/256;TL0=(65536-500)%256;

count++;if(count>CIRCLE)

{ count=1;}

if(count<=last)pwm=0;//占空比,使用反相器應(yīng)為1 else

pwm=1;

四、總結(jié)

基于C51單片機(jī)和PWM調(diào)光的LED臺(tái)燈以STC89C51作為主控芯片，設(shè)置了手動(dòng)控制和自動(dòng)控制。在手動(dòng)控制時(shí)，分為三檔，輸出不同的PWM占空比實(shí)現(xiàn)了對(duì)光度的手動(dòng)調(diào)節(jié)。在自動(dòng)控制時(shí)，通過ADC0809模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片不斷檢驗(yàn)光敏電阻的電壓來間接測量感應(yīng)光度，將電壓和預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行對(duì)比，調(diào)整PWM的占空比實(shí)現(xiàn)了對(duì)光度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。該LED臺(tái)燈電路簡單，很大程度上節(jié)省電能，延長LED燈壽命，適宜閱讀。

同時(shí)，在本次課程設(shè)計(jì)中，主要有以下體會(huì)：

1、對(duì)LED的驅(qū)動(dòng)有進(jìn)一步的了解，明白了如何對(duì)LED進(jìn)行規(guī)定電流驅(qū)動(dòng)，并通過輸出不同的占空比來調(diào)節(jié)LED的亮度，從而對(duì)LED的耗電進(jìn)行相應(yīng)的管理；

2、進(jìn)一步掌握了AD轉(zhuǎn)換原理以及相關(guān)芯片的應(yīng)用，通過ADC0809對(duì)外界的模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

3、培養(yǎng)了自己的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，能夠比較好的和隊(duì)員就項(xiàng)目進(jìn)行及時(shí)的溝通，在分工和整合方面做的不錯(cuò)。附錄1：作品照片

第五篇：智能臺(tái)燈畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述

關(guān)于“智能臺(tái)燈的設(shè)計(jì)與開發(fā)”的文獻(xiàn)綜述

一、前言部分

畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)四年最后一個(gè)階段特別重要的一個(gè)作業(yè)，它能讓我們將大學(xué)四年學(xué)習(xí)的課本知識(shí)聯(lián)系到具體的應(yīng)用當(dāng)中去。它是對(duì)我們大學(xué)階段所學(xué)知識(shí)的一次綜合運(yùn)用，不但能使我們各方面的知識(shí)系統(tǒng)化，而且使所學(xué)知識(shí)實(shí)踐化。要求我們了解并掌握硬件知識(shí)，軟件知識(shí)，培養(yǎng)我們獨(dú)立分析解決實(shí)際問題的能力及創(chuàng)新能力，并鍛煉我們調(diào)查研究，搜集資料、查閱資料及閱讀中、外文文獻(xiàn)的能力等，為以后獨(dú)立工作貢獻(xiàn)社會(huì)做大學(xué)期間最后的準(zhǔn)備。

我選擇的設(shè)計(jì)題目是智能臺(tái)燈的設(shè)計(jì)與開發(fā)。隨著智能化時(shí)代的到來，智能產(chǎn)品層出不窮，已逐步滲入到人們工作和生活的方方面面。當(dāng)前，患有近視眼的人數(shù)越來越多，我國近視眼發(fā)病率尤其突出。由于沒有正確使用臺(tái)燈，當(dāng)光線變得昏暗時(shí)忘記及時(shí)打開臺(tái)燈，或者長時(shí)間在高亮度的臺(tái)燈下工作，久而久之，都會(huì)對(duì)視力產(chǎn)生一定的影響。雖然市場上已出現(xiàn)了具有調(diào)亮功能概念的臺(tái)燈，但其仍不具備成熟的自動(dòng)調(diào)亮功能。本設(shè)計(jì)所制作的智能臺(tái)燈具備手動(dòng)和自動(dòng)調(diào)節(jié)兩種模式，同時(shí)還加入了人體檢測功能，可實(shí)現(xiàn)人走燈滅。在保護(hù)視力的同時(shí)，也為節(jié)能環(huán)保做出了一份貢獻(xiàn)。

二、主題部分

2.1傳統(tǒng)臺(tái)燈與智能臺(tái)燈的區(qū)別

傳統(tǒng)的臺(tái)燈的功能比較單一，主要就是為了實(shí)現(xiàn)照明，既不節(jié)約也不環(huán)保。而智能燈的主要含義是除了智能燈體，還有一個(gè)手持智能控制設(shè)備，智能燈控制設(shè)備具備計(jì)算能力和網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接能力，通過應(yīng)用程序，功能可以不斷擴(kuò)展。智能燈的核心功能是控制、燈光效果、創(chuàng)作、分享、光與音樂互動(dòng)、光提升健康和幸福。

2.2智能臺(tái)燈的發(fā)展方向

2.2.1、走向以人為本的科學(xué)化照明

智能化燈將從純粹的智能功能的發(fā)展轉(zhuǎn)向更注重人的行為的智能燈控。以人的行為、視覺功效、視覺生理心理研究為基礎(chǔ)，開發(fā)更具有科學(xué)含量的，以人為本的高效、舒適、健康的智能化照明。

2.2.2、滿足個(gè)性化、層次化的照明

智能技術(shù)與燈光控制的結(jié)合使照明更進(jìn)一步地滿足不同個(gè)體、不同層次群體的照明需求，是使照明從滿足一般人的需求到滿足個(gè)體、個(gè)性需求的必不可少的技術(shù)手段。這也應(yīng)該是智能燈的發(fā)展方向。

2.2.3、智能技術(shù)與新光源及新照明技術(shù)的結(jié)合，創(chuàng)造嶄新的照明文化 智能技術(shù)和電子開關(guān)等新照明光源和照明技術(shù)的結(jié)合，將構(gòu)筑嶄新的照明技術(shù)平臺(tái)，其應(yīng)用領(lǐng)域從智能家居照明到智能化的城市照明，有無限廣闊的前景，并且正在創(chuàng)造一種嶄新的高技術(shù)和高科學(xué)思想含量的照明文化。智能化照明的出現(xiàn)是燈具市場的發(fā)展趨勢。

2.3此款臺(tái)燈的有關(guān)技術(shù)知識(shí)

本人設(shè)計(jì)的智能臺(tái)燈涉及的主要內(nèi)容有熱釋電紅外傳感器技術(shù)，PWM脈沖寬度調(diào)制技術(shù)，?！獢?shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)，電子電路技術(shù)以及有關(guān)的編程知識(shí)。

2.3.1熱釋電紅外傳感器

它主要是由一種高熱電系數(shù)的材料，如鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等制成尺寸為2*1mm的探測元件。在每個(gè)探測器內(nèi)裝入一個(gè)或兩個(gè)探測元件，并將兩個(gè)探測元件以反極性串聯(lián)，以抑制由于自身溫度升高而產(chǎn)生的干擾。由探測元件將探測并接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成微弱的電壓信號(hào)，經(jīng)裝在探頭內(nèi)的場效應(yīng)管放大后向外輸出。為了提高探測器的探測靈敏度以增大探測距離，一般在探測器的前方裝設(shè)一個(gè)菲涅爾透鏡，該透鏡用透明塑料制成，將透鏡的上、下兩部分各分成若干等份，制成一種具有特殊光學(xué)系統(tǒng)的透鏡，它和放大電路相配合，可將信號(hào)放大70分貝以上，這樣就可以測出20米范圍內(nèi)人的行動(dòng)。

菲涅爾透鏡利用透鏡的特殊光學(xué)原理，在探測器前方產(chǎn)生一個(gè)交替變化的“盲區(qū)”和“高靈敏區(qū)”，以提高它的探測接收靈敏度。當(dāng)有人從透鏡前走過時(shí)，人體發(fā)出的紅外線就不斷地交替從“盲區(qū)”進(jìn)入“高靈敏區(qū)”，這樣就使接收到的紅外信號(hào)以忽強(qiáng)忽弱的脈沖形式輸入，從而強(qiáng)其能量幅度。

人體輻射的紅外線中心波長為9~10--um，而探測元件的波長靈敏度在0.2~20--um范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變。在傳感器頂端開設(shè)了一個(gè)裝有濾光鏡片的窗口，這個(gè)濾光片可通過光的波長范圍為7~10--um，正好適合于人體紅外輻射的探測，而對(duì)其它波長的紅外線由濾光片予以吸收，這樣便形成了一種專門用作探測人體輻射的紅外線傳感器。

2.3.2 PWM技術(shù)

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了多種PWM技術(shù)，其中包括：相電壓控制PWM、脈寬PWM法、隨機(jī)PWM、SPWM法、線電壓控制PWM等，而在鎳氫電池智能充電器中采用的脈寬PWM法，它是把每一脈沖寬度均相等的脈沖列作為PWM波形，通過改變脈沖列的周期可以調(diào)頻，改變脈沖的寬度或占空比可以調(diào)壓，采用適當(dāng)控制方法即可使電壓與頻率協(xié)調(diào)變化?？梢酝ㄟ^調(diào)整PWM的周期、PWM的占空比而達(dá)到控制充電電流的目的。

模擬信號(hào)的值可以連續(xù)變化，其時(shí)間和幅度的分辨率都沒有限制。9V電池就是一種模擬器件，因?yàn)樗妮敵鲭妷翰⒉痪_地等于9V，而是隨時(shí)間發(fā)生變化，并可取任何實(shí)數(shù)值。與此類似，從電池吸收的電流也不限定在一組可能的取值范圍之內(nèi)。模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的區(qū)別在于后者的取值通常只能屬于預(yù)先確定的可能取值集合之內(nèi)，例如在{0V,5V}這一集合中取值。

模擬電壓和電流可直接用來進(jìn)行控制，如對(duì)汽車收音機(jī)的音量進(jìn)行控制。在簡單的模擬收音機(jī)中，音量旋鈕被連接到一個(gè)可變電阻。擰動(dòng)旋鈕時(shí)，電阻值變大或變??；流經(jīng)這個(gè)電阻的電流也隨之增加或減少，從而改變了驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的電流值，使音量相應(yīng)變大或變小。與收音機(jī)一樣，模擬電路的輸出與輸入成線性比例。

盡管模擬控制看起來可能直觀而簡單，但它并不總是非常經(jīng)濟(jì)或可行的。其中一點(diǎn)就是，模擬電路容易隨時(shí)間漂移，因而難以調(diào)節(jié)。能夠解決這個(gè)問題的精密模擬電路可能非常龐大、笨重（如老式的家庭立體聲設(shè)備）和昂貴。模擬電路還有可能嚴(yán)重發(fā)熱，其功耗相對(duì)于工作元件兩端電壓與電流的乘積成正比。模擬電路還可能對(duì)噪聲很敏感，任何擾動(dòng)或噪聲都肯定會(huì)改變電流值的大小。

通過以數(shù)字方式控制模擬電路，可以大幅度降低系統(tǒng)的成本和功耗。此外，許多微控制器和DSP已經(jīng)在芯片上包含了PWM控制器，這使數(shù)字控制的實(shí)現(xiàn)變得更加容易了。

2.3.3?！獢?shù)轉(zhuǎn)換

將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換（簡稱a/d轉(zhuǎn)換或adc,analog to digital converter），A/D轉(zhuǎn)換的作用是將時(shí)間連續(xù)、幅值也連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換為時(shí)間離散、幅值也離散的數(shù)字信號(hào)，因此，A/D轉(zhuǎn)換一般要經(jīng)過取樣、保持、量化及編碼4個(gè)過程。在實(shí)際電路中，這些過程有的是合并進(jìn)行的，例如，取樣和保持，量化和編碼往往都是在轉(zhuǎn)換過程中同時(shí)實(shí)現(xiàn)的。

三、總結(jié)部分

該智能臺(tái)燈可將單片機(jī)技術(shù)與PWM調(diào)光技術(shù)模—數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)等相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)臺(tái)燈光強(qiáng)的調(diào)節(jié)。當(dāng)人體在臺(tái)燈感應(yīng)范圍內(nèi)且環(huán)境光線較弱時(shí)，臺(tái)燈會(huì)自動(dòng)打開，且燈光亮度會(huì)隨環(huán)境光線的改變而自動(dòng)調(diào)節(jié)，一旦人體離開臺(tái)燈感應(yīng)范圍后，即紅外測距傳感器檢測不到人時(shí)，臺(tái)燈將在1分鐘后自動(dòng)熄燈。該設(shè)計(jì)通過亮度的自動(dòng)調(diào)節(jié)和人體檢測控制臺(tái)燈開關(guān)來達(dá)到綠色節(jié)能的效果。同時(shí)為了提高本設(shè)計(jì)的適用范圍，還加入了手動(dòng)控制模式，在該模式下，臺(tái)燈亮度由按鍵調(diào)節(jié)，使得該臺(tái)燈對(duì)部分特殊情況也具有較好的適應(yīng)性。

四、參考文獻(xiàn)

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