教學(xué)樓智能燈控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、    教學(xué)樓智能燈控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)    王林青 李雪萊 張嘉琦摘要：該文設(shè)計(jì)了一種可以隨著外界光照強(qiáng)度的變化來調(diào)節(jié)照明設(shè)備光亮強(qiáng)弱的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由檢測模塊、控制模塊，以及應(yīng)急電源模塊組成，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)燈光亮度隨環(huán)境光照強(qiáng)度自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能。緊急情況下，設(shè)有應(yīng)急電源對(duì)整個(gè)照明系統(tǒng)繼續(xù)供能。該系統(tǒng)節(jié)約電能，可靠性好，制造成本低，具有很大的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：智能燈控系統(tǒng);單片機(jī)：tp311        ：a：1009-3044（2020）24-0087-021 燈光智能調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)燈光智能調(diào)節(jié)控制系

2、統(tǒng)由檢測模塊、控制模塊和應(yīng)急電源模塊組成。感光模塊中的光敏電阻感受到不同強(qiáng)度的光照，阻值發(fā)生變化，從而在電路兩端產(chǎn)生不同電壓值，再通過a/d轉(zhuǎn)換器將電壓變化的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量傳給單片機(jī)，單片機(jī)處理后，通過pwm調(diào)光技術(shù)使led自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度。正常情況下應(yīng)急電源模塊持續(xù)充電，緊急情況下，整個(gè)系統(tǒng)將由應(yīng)急模塊供電。燈光智能調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)如圖1所示。2 檢測模塊的設(shè)計(jì)檢測模塊模擬電路圖主要由一個(gè)光敏電阻和一個(gè)定值電阻并聯(lián)后再與adc0382芯片串聯(lián)。如圖2所示。r1為光敏電阻，光敏電阻對(duì)光線十分敏感。光照愈強(qiáng)，阻值就愈低。隨著光照強(qiáng)度的升高，電阻值迅速降低，可降低至1k以下。r6為定值電阻。

3、r1與r6串聯(lián)，vcc端接5v電壓，gnd端接地，電壓為0v。隨著光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光敏電阻阻值rg變小，其兩端電壓減小，因?yàn)閞1與r6串聯(lián)，所以r1兩端電壓增大。反之，則r1兩端電壓減小。r1兩端的電壓變化傳到a/d轉(zhuǎn)換器，經(jīng)a/d轉(zhuǎn)換器處理后，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳給單片機(jī)，再由單片機(jī)進(jìn)行處理。adc0832是一種8位分辨率、雙通道a/d轉(zhuǎn)換芯片。通過三線接口與單片機(jī)連接，其功耗低、體積小、兼容性強(qiáng)、性價(jià)比高，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其功能項(xiàng)如表1。3 控制模塊的設(shè)計(jì)本控制模塊的核心技術(shù)采用了pwm調(diào)光技術(shù)。pwm調(diào)光技術(shù)易于掌握，編程簡單，是調(diào)光控制技術(shù)領(lǐng)域使用十分廣泛的方法。pw

4、m調(diào)光技術(shù)是通過把每一脈沖寬度均相等的脈沖列作方形波，改變脈沖寬度或占空比可以調(diào)壓，進(jìn)而改變led亮度。pwm方形波如圖3所示。圖3中為一個(gè)周期，當(dāng)在所在周期所占寬度越寬電壓越大，pwm調(diào)光技術(shù)即通過改變寬度來改變燈具兩端電壓大小，以此來改變燈光亮度。本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)的定時(shí)器實(shí)現(xiàn)pwm功能，調(diào)節(jié)高低電平的比例，從而控制臺(tái)燈不同的亮度。4 應(yīng)急電源模塊在一些小城鎮(zhèn)或偏遠(yuǎn)地區(qū)的學(xué)校，電力設(shè)備仍不完善，在一些臺(tái)風(fēng)、暴雨等惡劣天氣情況下教學(xué)樓的電源經(jīng)常中斷。尤其對(duì)需要進(jìn)行晚自習(xí)的高中生來說影響很大。本設(shè)計(jì)中加入了應(yīng)急電源功能將很大程度上解決這一問題。該模塊主要由電池、逆變器、整流器等組成。一般情況下，光源正常工作，整流器在充電狀態(tài)，使電池組始終處于飽滿的狀態(tài)。當(dāng)遇到突發(fā)情況，市電突然停止時(shí)，逆變器將自動(dòng)啟動(dòng)逆變電路，把電池組的低壓電能轉(zhuǎn)換為高壓電能，驅(qū)動(dòng)光源繼續(xù)照明。同時(shí)檢測模塊和控制模塊也將繼續(xù)工作，達(dá)到節(jié)省電池組電量，使照明設(shè)備工作時(shí)間增長的目的。參考文獻(xiàn)：1 趙劍鍔，李輝，孫玉勝.照明資源智能配置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)j.鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，25（2）：88-91.2 饒運(yùn)濤.現(xiàn)場總線can原理與應(yīng)用技術(shù)m.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003.3 鄒益仁.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)m.北京：國防工業(yè)出版社，2011.4 陳