【正文】 由于市政路燈一般都是自動運行的 ,因此就必須設(shè)計一種非常智能的 LED 路燈控制器 ,保證 LED 路燈高效節(jié)能安全可靠的投入使用。 學(xué)生簽名： 日 期： 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）過程管理資料 I 2021 屆 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）資料 第二部分 過程管理資料 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）過程管理資料 II 過程管理資料目錄 一、 2021 屆畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)書…………………………………… （ 1） 二、湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告…………………………… （ 3） 三、本科畢業(yè)設(shè)計（論文）中期報告…………………………………………… （ 10） 四、畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師評閱表………………………………………… （ 11） 五、畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱教師評閱表………………………………………… （ 12） 六、畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯及最終成績評定表………………………………… （ 13） 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）過程管理資料 1 2021 屆畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)書 學(xué)院 (部 )：電氣與信息工程學(xué)院 專業(yè)（方向）：測控技術(shù)與儀器 指導(dǎo)教師 學(xué)生姓名 課題名稱 LED 路燈智能控制器的設(shè)計 內(nèi) 容 及 任 務(wù) 內(nèi)容： 利用單片機對 LED 進行智能控制。這幾 年來無線通訊技術(shù)得到快速發(fā)展，是智能照明系統(tǒng)的不二選著。當(dāng)有故障時減少燈光的亮度。 /*記錄中斷次數(shù) */ char PWM。這可以在程序出現(xiàn)錯誤的情況下能夠進行自動復(fù)原，不會出現(xiàn)死機的情況。如果 PWM 波的占空比為 0，那么放大器的輸入端的電壓就是 0V， LED 路燈熄滅。在一般的工作條件下，萬年歷芯片由市電提供電源，如果在特殊環(huán)境下，如斷電，萬年歷芯片由電池提供電源。 17 溫度檢測電路的設(shè)計 如下圖 所示為溫度檢測電路， LED 的 溫度檢測電路由溫度傳感器，電容和電阻組成，而溫度傳感器的主要元件就是熱敏電阻，它是一種半導(dǎo)體感溫元件，具有許多的優(yōu)點，如體積小、壽命長，靈敏度高等。因為壓敏電阻的響應(yīng)速度很快，他的吸收能力的大小，由它的自身的尺寸大小決定。 輸入是頻率為 50HZ 的交流電壓信號，經(jīng)過橋式整流電路之后，變成 100HZ 的正弦信號，因為功率因素和正弦信號成正比。 通過誤差放大器，可以控制 DC 電壓保持高度穩(wěn)定。 之后開關(guān)變壓器通過次級感應(yīng)出高頻電壓，高頻電壓經(jīng)過濾波整流之后變成直流電壓提供給負載。 第四就是低噪聲。隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代開關(guān)電源慢慢的發(fā)展起來。有一部分 LED 是家用的所以在家里面，不用考慮一些其它因素，但是有一些 LED 燈是在戶外，由于電網(wǎng)的開啟和關(guān)閉以及雷電的干擾，這會使電網(wǎng)侵入各種浪涌，這些浪涌會導(dǎo)致 LED 的損壞。在國際的市場上對于 LED的驅(qū)動電源的轉(zhuǎn)化效率，有效功率，電源的使用壽命，恒流的精度，電磁兼容性的要求也是非常高的。第五就是 LED 還沒有一個國際統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，各個公司的產(chǎn)品不能進行相互之間的調(diào)換，維修比較困難，成本比較高。 I 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）資料 題 目 名 稱： LED路燈智能控制器的設(shè)計 學(xué) 院（部）： 電氣與信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 測控技術(shù)與儀器 學(xué) 生 姓 名： 班 級： 學(xué)號 指導(dǎo)教師姓名： 職稱 最終評定成績： II 2021 屆 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）資料 第一部分 畢業(yè)論文 III 摘 要 LED 具有很大的優(yōu)勢，例如：壽命非常的長，使用環(huán)保又節(jié)省能源。對于 LED 有三個實事求是的評價：第一個就是 LED 是一種很有前途的光源，第二就是 LED 在顯示照明方面已經(jīng)顯現(xiàn)出它的優(yōu)越性，而且還要在其他方面發(fā)出強勁的勢頭。如果我們需要一款非常好的電源，那我們就必須考慮各個方面的因素。因此 LED 驅(qū)動電源需要有抑制浪涌的功能，以保護LED 能夠正常運行。 線性電源先經(jīng)過變壓器進行變壓，之后經(jīng)過整流濾波電路得到直流電壓，還必須經(jīng)過電壓的反饋調(diào)整輸出電壓。開關(guān)電源有一個缺點就是噪聲很大，如果采用諧振變換技術(shù)，可以使高頻化，還可以降低噪聲。 最后輸出的部分通過電路反饋傳給控制電路，以此控制 PWM 的占空比，而控制 PWM 的占空比采用的是脈寬調(diào)制原理，它是通過改變脈沖序列的周期來調(diào)節(jié)它的頻率的，改變脈沖 的寬度或者占空比可以調(diào)節(jié)電壓的大小，采用比較適當(dāng)?shù)目刂品椒ň涂梢允诡l率宇電壓協(xié)調(diào)的變化。 L6562 的 THD 最優(yōu)化電路 由于 THD 的惡化，所以在 L6562 內(nèi)部乘法器 單元中，嵌入了 THD 最優(yōu)化 13 電路。當(dāng)功率因數(shù)升高時會導(dǎo)致較高的紋波。 電磁干擾有兩種模式，第一種是共模干擾，就是在地線與相線，地線與中線之間的干擾。熱敏電阻的溫度曲線與電阻的大小成指數(shù)型，非線性比較高，所以在實際應(yīng)用中我們要進行線性化處理，如果溫度升高或者降低，則電阻 R49 的值將會改變，然而它兩端的電壓也會改變。 該芯片內(nèi)部還有一種特殊的功能，就是能夠進行晶振停振檢測鎖存和可以檢測時鐘數(shù)據(jù)是否有效。當(dāng)占空比為0 到 1 之間時，此時的電流就在 0 到 1A 之間變化，這就實現(xiàn)了對電流的控制。 主循環(huán)執(zhí)行一次需要時間是 10ms，每一次循環(huán)都會在時鐘芯片 將最新的時 22 間讀回。 /*PWM 高電平時間計數(shù) */ 24 void delay（） { char i， j。但是這部分沒有智能到可以檢測是哪一個燈壞掉了。無線智能系統(tǒng)的控制器與照明燈之間只需要傳輸開關(guān)信號和調(diào)光信號等開關(guān)量，并且數(shù)據(jù)發(fā)送的頻率不高。 任務(wù)： （ 1）利用單片機對 LED 的輸入電流控制，實現(xiàn)溫度檢測，亮度檢測及智能控制，智能時間開關(guān)控制，故障檢測等任務(wù) 。傳統(tǒng) LED 不會出現(xiàn) 較 大波動的情況下，簡單的 LED 驅(qū)動電路 一般 比較安全。 LED 路燈是一種將電能轉(zhuǎn)換為光能的半導(dǎo)體發(fā)光 元 件 ,與傳統(tǒng)的白熾燈鈉燈相比重量輕體積小的特點 ,在相同的發(fā)光亮度下 ,電量損耗低 ,而且方向性比較好 ,所以已逐步在城市政路燈照明得以廣泛應(yīng)用 [3]。同時我也要感謝這次畢業(yè)設(shè)計的機會，這個機會讓我學(xué)會了如何思考，讓我知道了怎樣才能做出讓自己滿意的事情，讓我知道了怎樣才能讓別人刮目相看。 本設(shè)計還只是完成了 LED 路燈的智能控制，如果要進一步實現(xiàn)智能化就需要實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制。wendu90) /*如果溫度大于 80 小于 90*/ Pwm = Pwm— 1； / *亮度減為 4/10*/ else If (wendu 90) /*如果溫度大于 90*/ Pwm = Pwm— 1； /*亮度減為 1/2*/ else Pwm =10； /*亮度不變 */ 故障檢測軟件設(shè)計 該部分通過 AD 輸入口讀出的電壓的數(shù)值去判斷有沒有等燒壞。 /*PWM 周期長度 */ int count = 0。每一次的循環(huán)都必須將看門狗定時器進復(fù)位。如果 PWM 信號的占空比是 1 的高電平時，那么運算放大器的輸入端口的電壓為 ，同時電流輸出約為 2A。所以我們用一顆鋰電池就能保證萬年歷工作很長的時間。地線與火線及地線與中線之間的電容可以共模高壓提供一條通道，以此來減少通道。 EMI 抑制電路和浪涌保護的設(shè)計 由于 LED 燈工作在惡劣的環(huán)境之中，有時候會遇到雷電天氣，而雷電易引起浪涌電壓，綜合各方面的考慮，我們選擇壓敏電阻。理論上來看，我們用反相放大器就行了，但是在我們實際應(yīng)用的過程中，負載會發(fā)生變化 ，電壓也會浮動，這些就要求放大器對這些情況能夠快速響應(yīng)，但是因為電源功率部分的響應(yīng)是很慢的，這就把這個問題變的復(fù)雜了，因此反饋設(shè)計是一個難題。 含有低啟動電流，而且含有截止功能。 再通過高頻信號去控制開關(guān)管，把那個直流電源加到開關(guān)變壓器的開關(guān)上。模塊化可以提高性能的可靠性，可以做成插入式，從而在出現(xiàn)故障時能夠快速更換模塊，提高了效率。 R S T1P 30 / R xD2P 31 / T xD3X24X15P 32 / I N T 06P 33 / I N T 17P 34 / T 08P 35 / P W M 1/ T 19G N D10P 37 / P W M 011P 10 / A D C 012P 11 / A D C 113P 12 / A D C 214P 13 / A D C 315P 14 / A D C 416P 15 / A D C 517P 16 / A D C 618P 17 / A D C 719V C C20U4 S T C 12 C 54 10 A D 圖 STC12C5410AD 9 第 2 章 LED 驅(qū)動電源原理 電源控制技術(shù)的發(fā)展方向 在過去的老時代現(xiàn)行電源還占據(jù)這半壁江山。所以我們要加強這方面的保護是非常必要的。 LED 路燈不想普通家用的白熾燈可以直接接到家用 220V 的電源上， LED 是低電壓驅(qū)動的，必須要設(shè)計復(fù)雜的電壓變換器不同功能的： LED 燈，我們需要配備不同電源適配器，就像手機的充電器一樣，不同的手機就需要 不同的適配器。第四個就是 LED 的成本還比較高，目前還不能大范圍的推廣。我國的現(xiàn)狀是，人口密集，資源使用率低，人均能源不足，所以從長遠發(fā)展來看，我們國家必須發(fā)展 LED 路燈照明。第三就是對于大功率 LED 燈的宣傳一定要謹(jǐn)慎，不能過于夸張，我 們要把我們的能量集中在 LED路燈系統(tǒng)的研發(fā)工作上面。這時應(yīng)為電源在整個 LED 路燈智能控制系統(tǒng)中相當(dāng)與人們的心臟。 單片機 單片機是存儲器、處理器、定時 /計數(shù)器，各種輸入輸出接口都集成在一塊電路上的微型計算機。從性能上來看，這種電源技術(shù)很有 很久的歷史，所以很成熟。 但是這個技術(shù)存在一定的難度。通過調(diào)整 PWM 的占空比、 PWM 11 的周期從而達到控制電流大小的目的，電流大小得以控制則就控制了 LED 路燈的亮度。這個電路能夠處理ＡＣ線路電壓的能量，從而導(dǎo)致高頻濾波器電容能夠充分放電，減少失真，降低 THD。紋波是不可以消除的，所以要保證控 制系統(tǒng)的閉環(huán)響應(yīng)的頻 14 帶要小于 100HZ，這樣不會引起自己震蕩，保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)定。第二種就是差模干擾，就是在電源的相線與中線之間的干擾。微處理器會根據(jù)原來設(shè)定好的溫度與電壓的曲線就能知道芯片的溫度的大小。萬年歷芯片通過單片機的三個串口與微處理器進行數(shù)據(jù)交換。這就是 PWM 波控制燈的亮度的原理。時鐘芯片都是由電網(wǎng)提供電，在特殊的情況下會由電池提供電，溫度檢測、亮度檢測以及故障檢測都是通過讀取 AD 采樣值完成的。 for（ j = 100。這部分智能檢測到那一路燈有壞掉的情況，同時也不能同過數(shù)碼管顯示出來，因為該單片機的接口有限，這部分的功能主要是當(dāng)路燈有故障時，單片機通過控制電流控制器把電流降下來，以保證其他路燈電壓在安全 的范圍內(nèi)。隨著計算機技術(shù)、信息技術(shù)、和通信技術(shù)的發(fā)展和人們的物質(zhì)越來越豐富，國家的財力越來越大 ,智能照明系統(tǒng)已成為一個研究的熱點。 （ 2）按時完成開題報告、中期檢查報告等過程材料； （ 3）完成與課題相關(guān)的實驗（仿真）； （ 4）完成畢業(yè)設(shè)計論文（報告）。然而，隨著大功率（ HP） LED 或高亮度 HB） LED 技術(shù)的開始出現(xiàn)，傳統(tǒng)照明技術(shù)的智能控制系統(tǒng)有 著很大的不 穩(wěn)定 性，不能實現(xiàn)智能控制，從而產(chǎn)生了很大程度上的能源源的浪費，甚至可能會發(fā)生一些事故。我國的 LED 燈起步于 20 世紀(jì) 60 年代，經(jīng)過了很長時期的發(fā)展，從開始的不成熟到產(chǎn)學(xué)研官商共同關(guān)心的發(fā)展階段，已經(jīng)有了我國獨立自主的技術(shù)并且 在國際上也有了一定的市場競爭力 [2]。還有一些其他幫助過我的人，在這里我對他們說聲感謝，祝愿他們在今后的人生道路上生活美滿，事業(yè)成功