【文章內(nèi)容簡介】 測器等電器元件，實現(xiàn)在正常狀態(tài)下對各區(qū)域內(nèi)用于正常工作狀態(tài)的照明燈具的自動調(diào)光控制，是該區(qū)域內(nèi)的照度不會隨日照等外界因素的變化而改變，始終維持在照度預(yù)設(shè)值左右。 場景控制 通過每個調(diào)光模塊和控制面板等電器元件，對各區(qū)域內(nèi)正常工作狀態(tài)的照明區(qū)域的場景切換控制。自動開關(guān)控制通過每個調(diào)光模塊和動靜探測等電器元件，實現(xiàn)對各區(qū)域內(nèi)正常工作狀態(tài)的照明燈具的自動開關(guān)控制。應(yīng)急照明控制指智能照明的控制系統(tǒng)對特殊區(qū)域內(nèi)的應(yīng)急照明所執(zhí)行的控制，通過控制每個應(yīng)急照明控制的調(diào)光模塊等電器元件，實現(xiàn)在應(yīng)急狀態(tài)下對各區(qū)域內(nèi)的照明燈具放棄調(diào)光等控制，是出于事故狀態(tài)的應(yīng)急照明達到100%。手動遙控器控制 在正常狀態(tài)下通過紅外線遙控器，實現(xiàn)對各區(qū)域內(nèi)的照明燈具的手動控制和區(qū)域場景控制。 動靜探測控制 通過每個調(diào)光模塊和動靜探測器等電氣元件，實現(xiàn)對各區(qū)域內(nèi)正常工作狀態(tài)的照明燈具的自動開關(guān)控制。 自然光源利用控制 調(diào)節(jié)有控光功能的建筑設(shè)備(如百頁窗簾)來調(diào)節(jié)控制天然光，還可以和燈光系統(tǒng)連動。當天氣發(fā)生變化時，系統(tǒng)能夠自動調(diào)節(jié)，無論在什么場所或天氣如何變化，系統(tǒng)均能保證室內(nèi)的照度維持在預(yù)先設(shè)定的水平。3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計主要由電源、遙控模塊部分、控制電路、顯示電路這四部分組成。其中遙控模塊部分遙控模塊有遙控發(fā)射部分和遙控接收兩部分組成，控制部分主要由單片機前向通道、柔和度調(diào)節(jié)以及其他功能控制電路組成，顯示電路則完成具體的顯示功能。 如系統(tǒng)方框圖31所示，該設(shè)計的智能照明系統(tǒng)由遙控發(fā)射部分，遙控接收部分，控制部分，驅(qū)動部分以及燈模塊五大部分構(gòu)成。遙控電路器由PT2262做編譯芯片，選用PT2272做譯碼芯片，LT0038做接收芯片，完成對遙控信號的編碼、發(fā)射、接收、譯碼操作?？刂撇糠忠詥纹瑱CAT89C51為控制核心，實現(xiàn)指令的讀取，譯碼和輸出控制[13]。輸入接口采用雙四或非門CD4002芯片對輸入信號進行操作。輸出接口采用驅(qū)動芯片UIN2003，普通繼電器，固態(tài)繼電器MOC3021以及四二與門CD4082相結(jié)合對燈模塊進行控制。實現(xiàn)燈的柔和度調(diào)節(jié)，亮度調(diào)節(jié)，場景控制，燈組配置和定時關(guān)等功能；另外，74LS164芯片和數(shù)碼管LED組合控制各項參數(shù)的輸出。遙控發(fā)送部分遙控接收部分驅(qū)動部分燈組調(diào)節(jié)，場景設(shè)置顯示單元柔和度調(diào)節(jié) 控制部分總開總關(guān)，定時關(guān)亮度調(diào)節(jié)圖31 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 電源 電源有交流和直流之分，居民平常所用電源是220V交流電源，而智能照明系統(tǒng)中有些芯片或燈需要采用低壓直流電源。因此要設(shè)計一定的低壓穩(wěn)壓源滿足系統(tǒng)控制的需要。 實踐證明，系統(tǒng)失效和硬件損傷是各種干擾引起的，而絕大部分干擾來自電源, 所以，電源的優(yōu)劣對系統(tǒng)的影響相當大，目前有以下幾種下電源可供選擇[14]： 阻容分壓式 采用簡單的電阻電容分壓濾波。這種電源穩(wěn)定下差，電源波動大，帶負能力小。 開關(guān)電源 這種電源的穩(wěn)壓性能好，紋波小，但成本高。 線性電源這種電源穩(wěn)壓性好，隔離性能好，成本適中。單片機對電源要求很高，本電路采用線性電源得到5V和12V直流電壓。 本設(shè)計系統(tǒng)的電源電路的具體工作如下：。降壓后的10V電壓經(jīng)整流橋整流后再由1000uF、。，再由穩(wěn)壓期間5081穩(wěn)壓輸入5V直流電壓，給單片機和其他芯片提供電壓。這路中，輸入端的兩個電容器濾波作用，輸出端的兩個電容式去藕電容，IN4007二極管起保護作用，它能防止輸入端短路時，輸出端470uF的放電電流倒入穩(wěn)壓器的輸出端，從而損壞穩(wěn)壓器件5081，有了IN4007二極管，輸出端的470uF電容會通過其放電，達到保護的目的。 遙控模塊 遙控模塊有遙控發(fā)射部分和遙控接收兩部分組成。控信號采用紅外線；編譯碼芯片是PT226和PT2272，它們屬于完全的自編碼和自解碼，抵制一致，PT226對應(yīng)管腳和PT2272對應(yīng)管腳輸出的電平相同。信號發(fā)射通過發(fā)光二極管傳播出去，接收由LT0038芯片實現(xiàn)。 信號選擇 遙控信號有射頻和紅外線之分，兩種信號各有特色，射頻信號頻率高，傳播距離較遠，方向任意，又不受障礙物阻礙，主要用于遠距離控制；紅外線射頻頻率較低，傳播距離較近，沿直線傳播，且無法穿透墻壁，這樣便不會影響到周邊的環(huán)境，不會干擾到周圍其他電器設(shè)備，另外紅外線遙控電路調(diào)試簡單，一般只要按給定電路連接，不需要任何調(diào)試即可投入工作；再有其編解碼容易，可進行多路遙控。 因此，紅外遙控在室內(nèi)近距離（小于十米）家用電器遙控中得到廣泛的應(yīng)用[15]。本設(shè)計也采用紅外線作為遙控信號傳播。 PT2262/2272芯片介紹[16] PT2262/2272芯片是臺灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路，是目前在無線通訊電路中作地址編碼識別最常用的芯片之一。 PT2262/2272一對帶地址、數(shù)據(jù)編碼功能的無線遙控發(fā)射/接收芯片，且屬于 CMOS工藝制造，低功耗，外部元器件少，RC振蕩電阻，工作電壓范圍寬：～15V。數(shù)據(jù)最多可達6位，地址碼最多可達531441種，設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)從17腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路、紅外遙控發(fā)射電路。在具體應(yīng)用中，外接振蕩電阻可根據(jù)需要進行適當?shù)恼{(diào)節(jié)，阻值越大，振蕩頻率越低，編碼寬度越大，發(fā)送碼一幀的時間越長。其中發(fā)射芯片PT2262將載波振蕩器、編碼器和發(fā)射單元集成于一身，使發(fā)射電路變得非常簡潔。 PT2262/2272編譯碼芯片原理簡介如下： PT2262/2272是一種CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路，兩個芯片PT2262/2272最多可有12位(A0A11)三態(tài)地址端管腳(懸空，接高電平，接低電平)，任意組合可提供531441地址碼，PT2262最多可有6位(D0D5)數(shù)據(jù)端管腳，設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路。編碼芯片PT2262 編碼信號是由地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字，從17 腳輸出到射頻發(fā)射模塊的數(shù)據(jù)輸入端發(fā)射出去。射頻接收模塊接收后送到解碼芯片PT2272，其地址碼經(jīng)過三次比較核對后，PT2272 的VT 腳才輸出高電平，與此同時與PT2262 相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果PT2262 連續(xù)發(fā)送編碼信號，PT2272 第17 腳和相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳便連續(xù)輸出高電平。PT2262 停止發(fā)送編碼信號，PT2272 的VT 端便恢復(fù)為低電平狀態(tài)。 高頻發(fā)射電路完全收控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ASK 調(diào)制）相當于調(diào)制度為100％的調(diào)幅。PT2262的管腳及功能如表31所示。表31 PT2262管腳功能名稱管腳說明AOA1111013地址管腳，用于進行地址編碼，可置“0”“1”“2”（懸空）D0D571013數(shù)據(jù)輸入端，有一個為“1”即有編碼發(fā)出，內(nèi)部下拉Vcc18電源正端（+）Vss9電源正端（—）TE14編碼啟動端，用于多數(shù)據(jù)的編碼發(fā)射，低電平有效OSC116振蕩電阻輸入端，與OSC2所接電阻決定振蕩，頻率OSC215振蕩電阻振蕩器輸出端Dout17編碼輸出端（正常時接地為低電平）接收電路采用PT2272芯片，有鎖存和非鎖存兩種。鎖存型用L表示，數(shù)據(jù)只要成功接收就能保持對應(yīng)的電平狀態(tài)，直到遙控數(shù)據(jù)發(fā)生變化才改變。費鎖存型用M表示，數(shù)據(jù)腳與發(fā)射端瞬時對應(yīng)，可以用類似點動的控制。本電路采用帶鎖存功能。PT2272的管腳及功能如表32所示。表32 PT2272管腳功能名稱管腳說明AOA1111013地址管腳，用于進行地址編碼，可置“0”“1”“2”（懸空），必須與2262一致，否則不解碼D0D571013地址或數(shù)據(jù)管腳，當作為數(shù)據(jù)管腳時，只有在地址碼與2262一致，數(shù)據(jù)管腳才能與2262數(shù)據(jù)端對應(yīng)的高電平，否則輸出每地電平，鎖存型只有在接收到下一數(shù)據(jù)才能轉(zhuǎn)換Vcc18電源正端（+）Vss9電源正端（—）DIN14數(shù)據(jù)信號輸入端，來自接收模塊輸出端OSC116振蕩電阻輸入端，與OSC2所接電阻決定振蕩頻率OSC215振蕩電阻振蕩器輸出端VT17解碼有效確認 輸出端（常低）解碼有效變成高電平（瞬態(tài)）LT0038 芯片介紹[17] LT0038是塑封一體化紅外線接收器，由電源正（VDD）、電源（GND）和數(shù)據(jù)輸出（VO和OUT）三角管組成。它是一種集紅外線接收、放大、整形于一體的集成電路，接收頻率為38KHZ，不需要任何外接元件，就能完成從紅外線接收到輸出與TTL電平信號兼容的所有工作，沒有紅外遙控信號時為高電平，收到紅外信號時為低電平，而體積和普通的塑封三極管大小一樣，它適合于各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸。 遙控電路 PT2262的115端接振蕩電阻，17管腳是編碼輸出端地址位懸空，6個功能開關(guān)接6個數(shù)據(jù)位，同時經(jīng)二極管接到18管腳。正常情況下，18管腳不接通電源，其17腳為低電平，所以38KHz的高頻發(fā)射電路不工作，只有當有鍵按下時，PT2262才得點工作，數(shù)據(jù)變化，受編碼信號調(diào)制在38KHz上，經(jīng)過17管腳輸出，通過控制達林頓管的導(dǎo)通與否改變二極管的亮滅將編碼信號已紅外線形式發(fā)送過去。圖31發(fā)射電路 由于紅外線接頭芯片LT0038的接收頻率為38KHz，則由發(fā)射電路控制芯片頻率f=2*1000*16/Rosc（KΩ）KHz得Rosc=2*1000*16/f=842KΩ。 結(jié)合表33知，表33 振蕩電阻匹配編碼發(fā)射芯片振蕩的電阻配套的解碼接收芯片振蕩電阻PT2262SC2260－R4PT2272/SC2272200K 270K 390K 12M680K20M820K 本遙控單元利用紅外線接收頭LT0038接收38KHz信號，然后送給遙控接收控制芯片PT2272的14管腳。14管腳得到接收信號時，地址碼經(jīng)過兩次比較核對后，VT腳才輸出高電平，于是便開始啟動解碼，接收的信號經(jīng)PT2272硬解碼輸出與發(fā)射端對應(yīng)管腳電平的變化信息，將信號輸給單片機。接收電路與發(fā)送電路地址對應(yīng)都為懸空設(shè)置，15和16管腳接的振蕩電阻，其阻值與PT2262的振蕩電阻相匹配。圖33 接收電路模塊工作過程如下：當PT2262/2272芯片的地址一致。PT2262的六個數(shù)據(jù)位接六個功能按鈕，當有按鍵按下時，發(fā)送模塊工作，以紅外線形式傳送出去。匹配的紅外線接收頭接收信號后再傳遞給PT2272，PT2272經(jīng)解碼將PT2262的按鍵信息準確的反應(yīng)在自己的對應(yīng)管腳上。由于管腳與單片機P1口相連接，則按鍵信息便被單片機讀取，與預(yù)設(shè)按鍵功能比較后，譯碼出相應(yīng)的控制指令進行燈的各種控制。這便完成了遙控控制。PT2262六個按鈕的預(yù)設(shè)功能依次為：燈的開和關(guān)，燈的柔和度調(diào)節(jié)，亮度調(diào)節(jié)，場景設(shè)置，燈組配置和定時關(guān)功能。 遙控編碼 遙控信號的一組字碼由12位AD碼有地址碼和數(shù)據(jù)碼組成，每組字碼之間有同步碼隔開。PT2262發(fā)射芯片地址編碼輸