新型智能臺燈設(shè)計

1、新型智能臺燈設(shè)計摘要 為了進一步節(jié)省能源并且方便人們的生活，我們提出了自己的智能臺燈；該臺燈的供電系統(tǒng)采用太陽能電池來供電，并且可以將采集到的太陽能儲存起來；在電能傳輸上，我們采用無線傳輸方式，更加的方便；當在白天亮度超過額定亮度時，系統(tǒng)能自動將控制模塊兒斷電，燈不再亮，當亮度低于額定亮度時才會啟動控制模塊兒，這樣可以延長系統(tǒng)的壽命；系統(tǒng)能自動根據(jù)光強來調(diào)整燈的亮度；而且系統(tǒng)也可以自動測量人的距離，當人離開設(shè)定時間后，自動滅燈，人距離過近時，燈會閃爍提示人，來使人保持好的坐姿；除此之外，用戶也可以根據(jù)自己的喜好來選擇自動控制還是手動控制，手動控制可以根據(jù)自己的喜好來調(diào)節(jié)自己喜歡的亮度，并且保持

2、常亮。New Intelligence lamp DesignAbstractFor the sake of saving energy sources and making peoples life more convenient, we put forward our intelligence lamp whose powersupply system adopts solar energy and could store it which has been collected. In addition, when light intensity exceeds rated brightn

3、ess in the daytime, the control system will interrupt CMOD automatically, so the lamp will be extinguished. On the contrary, when light intensity is inferior to rated brightness, the control system will restart CMOD automatically, so lengthen its own lifetime. Moreover, the control system can adjust

4、 lamp brightness depend on light intensity and measure the distance between human and lamp. When people leave in pre established time, the lamp goes out automatically. If people are near to it, it will flicker to remind you of keeping good sitting posture. Besides what mentioned above, on the basis

5、of their preference, the users could choose automation or manual control, through which would adjust your favorite light intensity and keep luminous.一太陽能供電模塊智能臺燈采用電源供應(yīng)主要來源于太陽能，太陽能是一種新型能源具有綠色清潔、無環(huán)境污染、取之不竭用之不盡又無地域限制的優(yōu)勢。對太陽能的利用主要體現(xiàn)在兩個方面：光熱轉(zhuǎn)換與光電轉(zhuǎn)換。由于太陽能電池的輸出電壓比較低，同時它輸出功率不大，因此不能直接利用太陽能電池板給臺燈以及其里面控制系統(tǒng)供電，所

6、以可以用蓄電池給智能臺燈供電，利用太陽能給蓄電池充電， 該充電器通過太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，經(jīng)過升壓、穩(wěn)壓處理后，由充電電路為負載供電。系統(tǒng)設(shè)計方案： 太陽能電池在使用時由于太陽光的變化較大，其內(nèi)阻又比較高，因此輸出電壓不穩(wěn)定，輸出電流較小，這就需要用充電控制電路將電池板輸出的直流電壓變換后供給電池充電，其充電控制電路結(jié)構(gòu)如圖所示： 蓄電池穩(wěn)壓電路DCDC升壓太陽能電池板 當光線條件適宜時，通過太陽能電池板吸收太陽光，將光能轉(zhuǎn)換為電能。由于在不同的時間、地點太陽光照強度不定,使太陽能電池輸出的電壓、電流不穩(wěn)定，故增加了直流升壓電路，穩(wěn)壓電路，通過穩(wěn)壓電路、充電電路為負載電池充電，同時還

7、可以為內(nèi)部的蓄電池充電以備應(yīng)急之需。當光線條件不好時，太陽能電池板輸出電壓較低，達不到充電電路的工作電壓，由升壓、穩(wěn)壓電路，為充電電路提供一個較穩(wěn)定的工作電壓。當遇到陰天、夜間等光線條件很差的情況時，可利用系統(tǒng)內(nèi)部的蓄電池并通過升壓電路為后續(xù)設(shè)備充電。另外，該充電器還設(shè)計有照明燈，當夜間光線較暗時，通過蓄電池為照明燈供電，可供應(yīng)急之需。太陽能電池板的選用：太陽能電池板是太陽能供電系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)，是該充電器的核心部分，其功能是將太陽光的輻射能量轉(zhuǎn)化為電能，它的光電轉(zhuǎn)化效率決定了供電系統(tǒng)的工作效率，故光電轉(zhuǎn)化率是一個重要的參數(shù)。目前太陽能電池主要分為單晶硅、多晶硅和非晶硅太陽能電池。其中單晶硅太陽

8、能電池板的光電轉(zhuǎn)換率為15%20%，甚至可達到24，這是目前所有種類的太陽能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高的，使用壽命一般可達15年，最高可達25年。多晶硅電池板的轉(zhuǎn)化率約為12%左右，非晶硅約為10%左右，在能量轉(zhuǎn)換效率和使用壽命等綜合性能方面，單晶硅、多晶硅電池優(yōu)于非晶硅電池，故本系統(tǒng)的太陽能電池板采用單晶硅電池。2 電能的傳輸在電能的傳輸上，我們采用無線傳輸方式；無線傳輸電能是當今世界的一大難題，也是我們設(shè)計的一個重點；我們先將蓄電池的電能轉(zhuǎn)換為脈沖的形式，通過開關(guān)的方式提升它的頻率，然后利用電磁轉(zhuǎn)換來傳輸所需的電能。三智能臺燈系統(tǒng)控制模塊1、 自動和手動結(jié)合系統(tǒng)中設(shè)置有自動控制模式和手動控制模

9、式，手動模式下屏蔽檢測模塊，使用者隨時可以使用，此時的臺燈相當一不同的臺燈。自動模式手動模式LED節(jié)能燈自動控制系統(tǒng)2、 自動判斷光照采用光敏二極管將環(huán)境的光照強弱轉(zhuǎn)換為電壓信號，對環(huán)境光照強弱進行采樣，根據(jù)環(huán)境的光照強弱來判斷是否要打開允許打開臺燈，若環(huán)境的光照亮度不夠，則允許臺燈打開，進入自動控制模塊。若環(huán)境的光照強度足夠，則系統(tǒng)將自動屏蔽單片機自動控制模塊，以節(jié)省電能的消耗。光強采樣是否通電？斷電打開電源進入檢測系統(tǒng)否是3、 自動檢測是否有人在 采用超聲波傳感器檢驗是否有人在，再把信號輸送給單片機，有單片來判斷人與臺燈的距離，當距離在允許的范圍內(nèi)，打開臺燈，否則臺燈保持熄滅。為防止是小昆

10、蟲的影響，采用三次檢驗，驗證無誤后再打開電燈。超聲波檢測排除干擾比較系統(tǒng)打開臺燈條件不符條件符合4、 自動調(diào)整臺燈發(fā)光強弱 先利用光敏電阻對環(huán)境的光照強弱進行采樣，把采樣來的信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，再利用A/D轉(zhuǎn)換把模擬信號轉(zhuǎn)換位數(shù)字信號，然后傳送給單片機，利用軟件把得到的信號進過處理，轉(zhuǎn)換為脈沖寬度輸出，從而來控制臺燈的亮度。光照采樣信號處理A/D轉(zhuǎn)換單片機程序處理輸出控制燈光5、 最佳亮度選擇不同的人對燈光纖弱的要求不一樣，有些人喜歡較強的光線，有些人喜歡叫柔和的光線，這里可以根據(jù)自己的喜愛來改變系統(tǒng)默認的光照強弱，在單片機的控制系統(tǒng)中，設(shè)置有按鍵，來調(diào)節(jié)燈光的強弱。6、 控制系統(tǒng)總框架單片機

11、AT89C52系統(tǒng)電源控制光線強度采樣A/D轉(zhuǎn)換超聲波模塊按鍵模塊工作指示燈臺燈模塊參考文獻吳黎明.單片機原理及應(yīng)用技術(shù).科學(xué)出版社.2005附錄：原理圖：PCB：部分程序代碼#include<reg52.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned char#define ulong unsigned long#define on 0#define close 1ulong time=2500; /初始時還沒檢測之前默認為正常模式uchar flag=1; /初始時還沒檢測之前默認為正常模式uchar org=1;uchar

12、time1=0;int degree=10;int delay=0;sbit send=P10;sbit light=P07;sbit dec=P17;sbit inc=P33;sbit warn_light=P26;sbit normal_light=P23;sbit leave_light=P20;sbit tend_light=P12;void protect()ulong i,j,k=0; warn_light=on;normal_light=on;leave_light=on;while(k<3)light=light;for(i=0;i<300;i+)for(j=0;j

13、<50;j+);k+;warn_light=close;normal_light=close;leave_light=close;void warn(void)/近距離執(zhí)行程序ulong i,j;leave_light=close;normal_light=close;warn_light=on;while(flag=0)light=light;for(i=0;i<300;i+)for(j=0;j<50;j+);void normal(void) /正常距離執(zhí)行程序ulong i,j;leave_light=close;warn_light=close;normal_ligh

14、t=on;while(flag=1)light=close;for(i=0;i<(10-degree);i+)for(j=0;j<100;j+);light=on;for(i=0;i<degree;i+)for(j=0;j<100;j+); void leave(void) /人離開后執(zhí)行程序ulong i,j,k=0;normal_light=close;warn_light=close;leave_light=on;while(k<60)light=light;for(i=0;i<300;i+)for(j=0;j<50;j+);k+;if(flag

15、!=2)k=0;break;if(k>=59)light=close;leave_light=close;while(flag=2);k=0;void set( )uchar i,j;long k=0;warn_light=on;normal_light=on;leave_light=on;flag=org;if(degree>10)degree=10;if(degree<0)degree=0;while(k<=2200)light=close;for(i=0;i<(10-degree);i+)for(j=0;j<100;j+);light=on;for(i

16、=0;i<degree;i+)for(j=0;j<100;j+);k+;if(flag=3)break;k=0;warn_light=close;normal_light=close;leave_light=close; void timer_0( ) interrupt 1 using 0 / 38.4khzEA=0;TR0=0;tend_light=on;send=send;/變1_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();send

17、=send;/變0_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();send=send;/變1TH0=0xff;TL0=0xf0;TH1=0x3c;TL1=0xaf;time1=0;/可以省掉while(delay+<20);/延時300us,發(fā)送10cm后啟動delay=0;EA=1;TR1=1;void timer_1( ) interrupt 3 using 1EA=0; /此程序占用28us左右if(!dec)while(!dec);fla

18、g=3;degree-;time1+;time1=time1%10;TH1=0x3c; TL1=0xaf; TH0=0xff;TL0=0xf0;if(time1=1)tend_light=close;if(time1=0)TR0=1;TR1=0;EA=1;void int_0( ) interrupt 0 using 2EA=0;/100us左右time=TL1+(TH1<<8);if(time1=0)if(time<=1411)/30cm以內(nèi)按正常flag=1;else if(time>1411) && (time<2588)/這些數(shù)均為微妙級的單位flag=0; /50-30近距離警告標志else if(time>=2588) && (time<=8470)flag=1; /50正常距離標志else if(time>8470)flag=2; /人離開標志elseflag=1;org=flag;while(delay+<4); /故意托60us左右delay=0;EA=1; void int_1( ) interrupt 2 using 3EA=0;IT1=1;while(!in