一种智能灯光控制器的设计

赵扬帆

摘 要：根据实地调研，在灯光智能控制中采用声、光控的比较多，并用于控制照明系统的比较多，而采用微波控制的比较少，使应用领域受到一定的限制。作者正是基于这样的考虑试图将智能灯光控制的应用实现多样化。本设计以555为核心元件，TX982为检测元件，双向可控硅为开关元件，555被用于构成施密特触发器，在感应信号的激励下触发可控硅导通使灯点亮。试验证实本设计在实际中可行，与传统的智能灯光控制相比有一定的优势和特色。

关键词：555 TX982 灯光控制器

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号1672-3791（2014）01（c）-0007-02

本设计是在实地调研当前智能照明的应用后发现，微波感应控制不如声光技术普及，结合电气工程及其自动化专业对电工电子技术、自动控制理论、试验数据处理等较宽广领域的工程技术基础和一定的专业知识的要求，学生受到电工电子、信息控制技术等方面的基本训练，具有试验过程控制与分析，解决强弱电并举等技术问题的能力、一定的动手能力与操作能力而提出。本文首先对控制系统技术路线进行分析，继而确定原理图，最后进行控制器的制作和调试。制作完成的控制器要可实现预期功能，有一定的实用价值，并且通过实践加深对理论知识的理解，在实践中验证所学的知识，达到学有所用、从学习中找到乐趣激发兴趣的目的。

1 系统技术路线图

TX982微波感应控制器的工作电压为DC12V，因此需要设计一个电源电路，本设计选用RC滤波电路、限流电阻和稳压二极管组成的电容降压电路；控制电路采用555定时器和可控硅。这样，TX982的信号激励555使其4脚处于非复位状态，而光敏电阻在夜间分压使构成施密特触发器的555的2脚处于低电平从而使3脚输出高电平可控硅导通，从而将灯点亮，实现预期目标。技术路线图如图1所示。

电源部分采用电容降压电路，提供稳定的12 V直流电压。TX982是微波感应控制模块，当有人或活动物体进入电场时会反射回波，微波电路检测到有人在监控范围内活动时输出端输出下拉电平，使555处于非复位状态，只有在环境光很弱时，光敏电阻与R4的分压点低于1/3Vcc，555电路的第3脚输出高电平，可控硅BCR导通，灯泡发光。

2 控制器的工作原理

2.1 试验过程

在实际操作中，本设计最初采用桥式全控整流桥堆，滤波电容，这样就实现了满足TX982工作的12 V直流电压电源。首先利用万用表检查各焊点，确定各焊点联通没有虚焊，再对电路分部进行检查，TX982能够工作，它的指示灯能够按照说明书的描述发光或熄灭，三极管的每个极在相应的偏执状态下可以测得实验预期的电压，555也实现了施密特触发器的功能，甚至可控硅触发极达到能够导通的电压范围（8～12 V），但可控硅却没有导通，白炽灯不能点亮。试验中还发现即使将第二阳极悬空，只接第一阳极和触发极，灯却会持续点亮，说明该电源电路不能让可控硅正确工作。

在试验过程中根据光敏电阻的测量阻值，R4的阻值由300 k改用100 k，使555定时器能够按试验要求正常工作；电容器C3也由1 uF更换为更大容量的10 uF，用以延长灯的点亮时间，便于观察实验现象和记录实验结果。

2.2 工作原理

电源部分由C1，C2，R1，DW，D组成典型的电容降压电路，提供稳定的12 V直流电压。TX982是微波感应控制模块，它利用多普勒效应，在一定空间内建立微电场，当有人或活动物体进入电场时会反射回波，经电子线路混频后检测出极微弱的移频信号，此信号经智能处理后，可输出控制信号。由于采用了微波检测专用微处理器，所以能够对输入信号进行脉频和脉宽处理，因而对小体积动物、远距离的树木、高频通讯信号、远距离的闪电和电器开关时的干扰予以排除，是以往红外线、超声波、热释电元件组成的检测电路和常规的微波电路所无法比拟的，在实际使用中误报率极低。当微波电路检测到有人在监控范围内活动时，微波感应控制模块的输出端输出下拉电平，使T1管截止，A点从低电平变成高电平，由555电路组成的光控电路开始工作。当环境光很弱时，光敏电阻与R4的分压点低于1/3 Vcc，555电路的第3脚输出高电平，可控硅BCR导通，灯泡发光，同时第3脚的高电平使T2管导通，B点被强制拉至低电平，只有在监控范围内的人离开后，微波感应控制模块的输出端内部的三极管截止，T1管经R2偏置处于导通状态，A点电位处于低电平，555电路被复位，第3脚变成低电平，灯光熄灭，T2管截止，电路退出自锁状态，准备进入下一个工作循环（见图2）。

3 结论

从试验过程中可以看出高可靠性微波感应控制器的灵敏度并不是越高越好，过分提高灵敏度将引起噪波误触发，TX982产生的微波信号在传输、反射接收以及放大处理过程中可能引起微量噪波，在7米处人体移动3～4步被触发的灵敏度已达到使用极限，应调至在5 m处移动3～4步被触发最佳。并且在高频磁场较强的地方避免使用TX982，其无线电波的穿墙能力可以通过合理的安装位置加以避免，这点在试验中得到验证。安装高度也不是强调越高越好，而是对应每一个灵敏度数值都有个最大感应范围，用户可以根据实际需要比如房屋面积等调节灵敏度选择合适的安装高度，以使效果达到最佳。从整个测试过程来看，安装过高或过低其灵敏度几乎无法体现出来，实际应用中根据具体情况进行选择。

参考文献

[1] 清华大学电子教研组.数字电子技术基础[M].4版.北京：高等教育出版社，1998：348-355.

[2] 西安交通大学，王兆安，黄俊.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2000：46-50.

[3] 李序葆，赵永健.电力电子器件及其应用[M].北京：机械工业出版社，1995：75-81.

摘 要：根据实地调研，在灯光智能控制中采用声、光控的比较多，并用于控制照明系统的比较多，而采用微波控制的比较少，使应用领域受到一定的限制。作者正是基于这样的考虑试图将智能灯光控制的应用实现多样化。本设计以555为核心元件，TX982为检测元件，双向可控硅为开关元件，555被用于构成施密特触发器，在感应信号的激励下触发可控硅导通使灯点亮。试验证实本设计在实际中可行，与传统的智能灯光控制相比有一定的优势和特色。

关键词：555 TX982 灯光控制器

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号1672-3791（2014）01（c）-0007-02

本设计是在实地调研当前智能照明的应用后发现，微波感应控制不如声光技术普及，结合电气工程及其自动化专业对电工电子技术、自动控制理论、试验数据处理等较宽广领域的工程技术基础和一定的专业知识的要求，学生受到电工电子、信息控制技术等方面的基本训练，具有试验过程控制与分析，解决强弱电并举等技术问题的能力、一定的动手能力与操作能力而提出。本文首先对控制系统技术路线进行分析，继而确定原理图，最后进行控制器的制作和调试。制作完成的控制器要可实现预期功能，有一定的实用价值，并且通过实践加深对理论知识的理解，在实践中验证所学的知识，达到学有所用、从学习中找到乐趣激发兴趣的目的。

1 系统技术路线图

TX982微波感应控制器的工作电压为DC12V，因此需要设计一个电源电路，本设计选用RC滤波电路、限流电阻和稳压二极管组成的电容降压电路；控制电路采用555定时器和可控硅。这样，TX982的信号激励555使其4脚处于非复位状态，而光敏电阻在夜间分压使构成施密特触发器的555的2脚处于低电平从而使3脚输出高电平可控硅导通，从而将灯点亮，实现预期目标。技术路线图如图1所示。

电源部分采用电容降压电路，提供稳定的12 V直流电压。TX982是微波感应控制模块，当有人或活动物体进入电场时会反射回波，微波电路检测到有人在监控范围内活动时输出端输出下拉电平，使555处于非复位状态，只有在环境光很弱时，光敏电阻与R4的分压点低于1/3Vcc，555电路的第3脚输出高电平，可控硅BCR导通，灯泡发光。

2 控制器的工作原理

2.1 试验过程

在实际操作中，本设计最初采用桥式全控整流桥堆，滤波电容，这样就实现了满足TX982工作的12 V直流电压电源。首先利用万用表检查各焊点，确定各焊点联通没有虚焊，再对电路分部进行检查，TX982能够工作，它的指示灯能够按照说明书的描述发光或熄灭，三极管的每个极在相应的偏执状态下可以测得实验预期的电压，555也实现了施密特触发器的功能，甚至可控硅触发极达到能够导通的电压范围（8～12 V），但可控硅却没有导通，白炽灯不能点亮。试验中还发现即使将第二阳极悬空，只接第一阳极和触发极，灯却会持续点亮，说明该电源电路不能让可控硅正确工作。

在试验过程中根据光敏电阻的测量阻值，R4的阻值由300 k改用100 k，使555定时器能够按试验要求正常工作；电容器C3也由1 uF更换为更大容量的10 uF，用以延长灯的点亮时间，便于观察实验现象和记录实验结果。

2.2 工作原理

电源部分由C1，C2，R1，DW，D组成典型的电容降压电路，提供稳定的12 V直流电压。TX982是微波感应控制模块，它利用多普勒效应，在一定空间内建立微电场，当有人或活动物体进入电场时会反射回波，经电子线路混频后检测出极微弱的移频信号，此信号经智能处理后，可输出控制信号。由于采用了微波检测专用微处理器，所以能够对输入信号进行脉频和脉宽处理，因而对小体积动物、远距离的树木、高频通讯信号、远距离的闪电和电器开关时的干扰予以排除，是以往红外线、超声波、热释电元件组成的检测电路和常规的微波电路所无法比拟的，在实际使用中误报率极低。当微波电路检测到有人在监控范围内活动时，微波感应控制模块的输出端输出下拉电平，使T1管截止，A点从低电平变成高电平，由555电路组成的光控电路开始工作。当环境光很弱时，光敏电阻与R4的分压点低于1/3 Vcc，555电路的第3脚输出高电平，可控硅BCR导通，灯泡发光，同时第3脚的高电平使T2管导通，B点被强制拉至低电平，只有在监控范围内的人离开后，微波感应控制模块的输出端内部的三极管截止，T1管经R2偏置处于导通状态，A点电位处于低电平，555电路被复位，第3脚变成低电平，灯光熄灭，T2管截止，电路退出自锁状态，准备进入下一个工作循环（见图2）。

3 结论

从试验过程中可以看出高可靠性微波感应控制器的灵敏度并不是越高越好，过分提高灵敏度将引起噪波误触发，TX982产生的微波信号在传输、反射接收以及放大处理过程中可能引起微量噪波，在7米处人体移动3～4步被触发的灵敏度已达到使用极限，应调至在5 m处移动3～4步被触发最佳。并且在高频磁场较强的地方避免使用TX982，其无线电波的穿墙能力可以通过合理的安装位置加以避免，这点在试验中得到验证。安装高度也不是强调越高越好，而是对应每一个灵敏度数值都有个最大感应范围，用户可以根据实际需要比如房屋面积等调节灵敏度选择合适的安装高度，以使效果达到最佳。从整个测试过程来看，安装过高或过低其灵敏度几乎无法体现出来，实际应用中根据具体情况进行选择。

参考文献

[1] 清华大学电子教研组.数字电子技术基础[M].4版.北京：高等教育出版社，1998：348-355.

[2] 西安交通大学，王兆安，黄俊.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2000：46-50.

[3] 李序葆，赵永健.电力电子器件及其应用[M].北京：机械工业出版社，1995：75-81.

摘 要：根据实地调研，在灯光智能控制中采用声、光控的比较多，并用于控制照明系统的比较多，而采用微波控制的比较少，使应用领域受到一定的限制。作者正是基于这样的考虑试图将智能灯光控制的应用实现多样化。本设计以555为核心元件，TX982为检测元件，双向可控硅为开关元件，555被用于构成施密特触发器，在感应信号的激励下触发可控硅导通使灯点亮。试验证实本设计在实际中可行，与传统的智能灯光控制相比有一定的优势和特色。

关键词：555 TX982 灯光控制器

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号1672-3791（2014）01（c）-0007-02

本设计是在实地调研当前智能照明的应用后发现，微波感应控制不如声光技术普及，结合电气工程及其自动化专业对电工电子技术、自动控制理论、试验数据处理等较宽广领域的工程技术基础和一定的专业知识的要求，学生受到电工电子、信息控制技术等方面的基本训练，具有试验过程控制与分析，解决强弱电并举等技术问题的能力、一定的动手能力与操作能力而提出。本文首先对控制系统技术路线进行分析，继而确定原理图，最后进行控制器的制作和调试。制作完成的控制器要可实现预期功能，有一定的实用价值，并且通过实践加深对理论知识的理解，在实践中验证所学的知识，达到学有所用、从学习中找到乐趣激发兴趣的目的。

1 系统技术路线图

TX982微波感应控制器的工作电压为DC12V，因此需要设计一个电源电路，本设计选用RC滤波电路、限流电阻和稳压二极管组成的电容降压电路；控制电路采用555定时器和可控硅。这样，TX982的信号激励555使其4脚处于非复位状态，而光敏电阻在夜间分压使构成施密特触发器的555的2脚处于低电平从而使3脚输出高电平可控硅导通，从而将灯点亮，实现预期目标。技术路线图如图1所示。

电源部分采用电容降压电路，提供稳定的12 V直流电压。TX982是微波感应控制模块，当有人或活动物体进入电场时会反射回波，微波电路检测到有人在监控范围内活动时输出端输出下拉电平，使555处于非复位状态，只有在环境光很弱时，光敏电阻与R4的分压点低于1/3Vcc，555电路的第3脚输出高电平，可控硅BCR导通，灯泡发光。

2 控制器的工作原理

2.1 试验过程

在实际操作中，本设计最初采用桥式全控整流桥堆，滤波电容，这样就实现了满足TX982工作的12 V直流电压电源。首先利用万用表检查各焊点，确定各焊点联通没有虚焊，再对电路分部进行检查，TX982能够工作，它的指示灯能够按照说明书的描述发光或熄灭，三极管的每个极在相应的偏执状态下可以测得实验预期的电压，555也实现了施密特触发器的功能，甚至可控硅触发极达到能够导通的电压范围（8～12 V），但可控硅却没有导通，白炽灯不能点亮。试验中还发现即使将第二阳极悬空，只接第一阳极和触发极，灯却会持续点亮，说明该电源电路不能让可控硅正确工作。

在试验过程中根据光敏电阻的测量阻值，R4的阻值由300 k改用100 k，使555定时器能够按试验要求正常工作；电容器C3也由1 uF更换为更大容量的10 uF，用以延长灯的点亮时间，便于观察实验现象和记录实验结果。

2.2 工作原理

电源部分由C1，C2，R1，DW，D组成典型的电容降压电路，提供稳定的12 V直流电压。TX982是微波感应控制模块，它利用多普勒效应，在一定空间内建立微电场，当有人或活动物体进入电场时会反射回波，经电子线路混频后检测出极微弱的移频信号，此信号经智能处理后，可输出控制信号。由于采用了微波检测专用微处理器，所以能够对输入信号进行脉频和脉宽处理，因而对小体积动物、远距离的树木、高频通讯信号、远距离的闪电和电器开关时的干扰予以排除，是以往红外线、超声波、热释电元件组成的检测电路和常规的微波电路所无法比拟的，在实际使用中误报率极低。当微波电路检测到有人在监控范围内活动时，微波感应控制模块的输出端输出下拉电平，使T1管截止，A点从低电平变成高电平，由555电路组成的光控电路开始工作。当环境光很弱时，光敏电阻与R4的分压点低于1/3 Vcc，555电路的第3脚输出高电平，可控硅BCR导通，灯泡发光，同时第3脚的高电平使T2管导通，B点被强制拉至低电平，只有在监控范围内的人离开后，微波感应控制模块的输出端内部的三极管截止，T1管经R2偏置处于导通状态，A点电位处于低电平，555电路被复位，第3脚变成低电平，灯光熄灭，T2管截止，电路退出自锁状态，准备进入下一个工作循环（见图2）。

3 结论

从试验过程中可以看出高可靠性微波感应控制器的灵敏度并不是越高越好，过分提高灵敏度将引起噪波误触发，TX982产生的微波信号在传输、反射接收以及放大处理过程中可能引起微量噪波，在7米处人体移动3～4步被触发的灵敏度已达到使用极限，应调至在5 m处移动3～4步被触发最佳。并且在高频磁场较强的地方避免使用TX982，其无线电波的穿墙能力可以通过合理的安装位置加以避免，这点在试验中得到验证。安装高度也不是强调越高越好，而是对应每一个灵敏度数值都有个最大感应范围，用户可以根据实际需要比如房屋面积等调节灵敏度选择合适的安装高度，以使效果达到最佳。从整个测试过程来看，安装过高或过低其灵敏度几乎无法体现出来，实际应用中根据具体情况进行选择。

参考文献

[1] 清华大学电子教研组.数字电子技术基础[M].4版.北京：高等教育出版社，1998：348-355.

[2] 西安交通大学，王兆安，黄俊.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2000：46-50.

[3] 李序葆，赵永健.电力电子器件及其应用[M].北京：机械工业出版社，1995：75-81.