0 引言
我國是一個資源緊缺的國家,但在日常的生活中,人們并沒有意識到這一點。以室內(nèi)照明為例,在很多公共場合中都采用手動開關(guān),經(jīng)常出現(xiàn)沒有及時關(guān)燈的現(xiàn)象,從而造成能源的浪費,也會縮短燈具的使用壽命。針對這一現(xiàn)象,有必要研究一種智能照明控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用智能傳感器感應(yīng)室外亮度來自動調(diào)節(jié)燈光,以保持室內(nèi)恒定照度,既能使室內(nèi)有最佳照明環(huán)境,又能達(dá)到節(jié)能的效果。
LED 被稱為第四代綠色光源,LED 的發(fā)光器件是冷光源,具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小等特點。
LED 光的單色性好,光譜窄,無需過濾,可直接發(fā)出有色可見光。在相同的照明情況下,LED 燈耗電量為白熾燈的十分之一,熒光燈的二分之一,是未來照明的發(fā)展趨勢。
1 智能控制方案設(shè)計
系統(tǒng)采用光敏電阻檢測環(huán)境亮度,熱釋紅外傳感器檢測人體輻射的微量紅外線,溫度檢測模塊檢測LED 的溫度,傳感器檢測到的信號經(jīng)過預(yù)處理傳給單片機,經(jīng)單片機處理后控制LED 燈的開關(guān)和亮度。系統(tǒng)框圖如圖1 所示。
2 硬件設(shè)計
2. 1 熱釋電紅外探測模塊
熱釋電紅外探測模塊不需要配置紅外線發(fā)射源,能直接接受人體輻射的微量紅外線,將其轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號輸出。為了提高PIR 傳感器感受紅外線的靈敏度,在傳感器前加裝配套的菲涅耳透鏡。
熱釋電紅外探測模塊由菲涅耳透鏡、熱釋電紅外傳感器( PIR) 、控制電路及驅(qū)動電路等組成。熱釋電紅外探測模塊框圖如圖2 所示。
人體都有恒定的體溫,一般在37 ℃,會發(fā)出特定波長10 μm 左右的紅外線。人體輻射的紅外光線經(jīng)過菲涅耳透鏡匯集在PIR 的2 塊探測元上,當(dāng)人體移動時,紅外輻射強度發(fā)生變化,探測元表面的電荷強度發(fā)生變化,經(jīng)內(nèi)部場效應(yīng)管放大就有信號輸出。
熱釋電紅外探測模塊采用熱釋電專用控制集成電路來處理,這里采用BISS0001 型集成電路。
BISS0001 型集成電路內(nèi)置獨立的高輸入阻抗運算放大器,可以與多種傳感器匹配,進(jìn)行紅外信號預(yù)處理。芯片內(nèi)含有電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲電路定時器、封鎖時間定時器以及基準(zhǔn)參考電壓源等單元電路。電路如圖3 所示。
2. 2 環(huán)境亮度檢測模塊
光敏電阻是利用半導(dǎo)體光電導(dǎo)效應(yīng)制成的一種特殊電阻器,對光線十分敏感,這里用它來檢測環(huán)境亮度。它的電阻值能隨著外界光照強弱的變化而變化。它在無光照射時,呈高阻狀態(tài); 當(dāng)有光照射時,其電阻值迅速減小。
圖3 中的R6為光敏電阻,若環(huán)境較明亮,R6的電阻值會降低,使9 腳的輸入保持為低電平,從而封鎖觸發(fā)信號VCC.SW1 是工作方式選擇開關(guān),當(dāng)SW1 與3 端連通時,芯片處于可重復(fù)觸發(fā)工作方式; 當(dāng)SW1 與1 端連通時,芯片則處于不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。