智能灯光控制系统

2017-03-13济宁市工业技师学院付德光

电子世界 2017年4期

济宁市工业技师学院付德光

智能灯光控制系统

济宁市工业技师学院付德光

本文主要介绍了利用单片机实现对灯光亮度的控制，这是一种单片机控制的智能灯光控制器。按钮和遥控器的操作结构简单，方便快捷，它还带有手动控制的按键，使得系统在不能控制时可以通过手动复位。在公共场所安装了单片机智能灯光控制器后可以根据是否有人和环境光来控制灯光的亮度，在实现智能的同时也实现了节能。随着人们生活水平逐渐提高，智能型的电器产品渐渐进入人们的生活中。本系统通过对单片机技术的运用，实现了对灯光亮度的控制。

AT89S52；智能；灯光控制器

一、引言

现在电器的发展趋于智能，伴随着电子技术的日新发展，传统的灯光控制更新的很快，比如用智能开关面板代替传统的电源开关，使用遥控装置对商业和住宅的灯光进行开启关闭、亮度调节、全部打开、全部关闭及组合控制的形式，实现多种灯光的情景效果，从而达到智能照明的节能、环保、舒适、方便的功能。其中控制方式包括触摸面板、遥控器控制、智能手机控制、定时控制、计算机远程控制等，足以说明智能灯光控制系统优点。

二、系统组成

单片机控制的智能型灯光控制系统组成结构如图1所示，系统总电路图详见附图1。这时智能灯光控制系统可分成联动控制和单独控制两种模式。

在联动控制模式下，灯光系统能根据外围环境光的亮暗与人是否被灯光控制器所检测到来自动开启灯光控制器开关。选择“联动方式”时，时间介于6:15-18:05区间时，进入日间模式；时间介于18:16-00:15区间时，进入夜间模式；时间介于00:16-6:14区间时，进入安防模式。当检测到人，环境亮度达到预设值时，灯光启动系统就会开启。如果环境亮度没有达到预设值，灯光启动系统不会开启，当没有人被检测到出现时，无论有外部亮度是多少，灯光启动系统也不会开启。

手动模式是灯光系统出现故障时复位程序。

图1 智能型灯光控制系统结构框图

三、系统硬件电路

1.电源部分

单片机工作需要+5V的直流电，所以电源部分是将220V的交流电通过变压器转换成9V交流电，再通过整流桥转换成+5V直流电。此时+5V直流电很不稳定，不符合单片机工作的需求，因此还须将电流通过滤波电容和集成稳压块7805，逐步达到稳压、滤波的作用。电源稳压原理图如图2所示。

图2 电源稳压电路

2.单片机（CPU）控制部分

单片机控制部分是整个智能灯光控制器核心，没有这个部分，那智能灯光控制器就不“智能”了。它的CPU是单片机AT89S52，有40个引脚，足够我们的智能台灯的需求。晶振系统分别接在18脚（XTAL2）和19脚（XTAL1），复位系统接在9脚（RESET）。CPU工作电路原理图如图3所示。

图3 AT89S52工作电路

CPU和晶振的关系就如大脑与心脏一样，如果心跳不稳定，那大脑也不会工作的很好。晶振就能提供很精确稳定的频率，使得CPU能很好的工作。

3.遥控器部分

如图4所示，遥控器系统分为发射与接受两个部分，发射部分就是遥控器。接受部分能接收到遥控器发射的红外线。（与人体位置检测的红外线发射管共用红外接收头）

图4 遥控器信号发射部分电路

4.环境光检测

环境光检测应用的背景可以是多方面的，它能将得到的信息转化为电信号送给单片机。通过探测外围信号来启动或控制主机进行相应的反映。环境光检测图如图5所示。

图5 环境光检测电路

5.人体位置检测

如图6所示人体位置检测是靠人体的体温大约是37度，所以会发出特定的波长红外线，人体检测就是靠人体发射的红外线而进行工作的。采用热释放元件，这种元件在接受了辐射温度发出的变化时就会向外释放电荷，检测处理后就会产生报警信号。

图6 人体位置检测电路

6.输出控制部分

如图7所示，继电器是通过磁力来控制电路通断，当进行通电时，小铁片被吸附，于是电路导通。当电磁铁不通电时，铁片具有的弹性可以使铁片接触在一起，电路不通。所以使用继电器控制电路会发出较小的声响，又被人们称为触点式技术。用它来控制灯光控制器，只会出现两种可能，继电器导通，则亮，继电器断开，则灭，并不可调光。可控硅只有导通和关断两种工作状态，此条件见表1。