光照控制自動(dòng)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-16 13:06 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 接饋入基極，并被光敏三極管自己所放大，因此光敏三極管的靈敏度比光敏二極管大得多，通常要大100多倍[1]。 方案三：光敏電阻：：利用光敏電阻受光照后，其阻值會(huì)變小原理，感知不同顏色光的光強(qiáng)，通常用來制作光敏電阻的典型材料有硫化鎘(CdS)及硒化鎘(CdSe)，其受光照后的阻值變化也越大，以增大其面積[2]。 從上面的介紹可以看出應(yīng)該選光敏電阻，光敏電阻價(jià)格便宜并且很常用，在使用它時(shí)比較好調(diào)節(jié)，并且這個(gè)電路對精度要求并不是很高，所以選擇光敏電阻就可以完成它的功能。 可見光采集電路方案選擇因?yàn)橐褂霉饷綦娮杵髯鳛楣饷粼孕盘?hào)采集電路有兩種不同的設(shè)計(jì)： 方案一：利用一個(gè)設(shè)定值，設(shè)定值是需要的光亮度。將光敏電阻器電壓的變化作為信號(hào)，將采樣信號(hào)和設(shè)定值進(jìn)行比較，如大于設(shè)定值輸出一個(gè)低電平信號(hào)，小于則輸出另一個(gè)高信號(hào)。這樣通過輸出信號(hào)來判斷光的亮度。方案二：利用光敏電阻的電壓作為采樣信號(hào)，將采樣值直接送入A/D轉(zhuǎn)換器中，轉(zhuǎn)換后把數(shù)字量送入單片機(jī)，單片機(jī)將采樣值與設(shè)定值進(jìn)行比較從而得出結(jié)果。從以上兩種方案中可以看出方案一比較好，因?yàn)榉桨敢恢须娐泛唵伪容^實(shí)用，并且在編程比較簡單。方案二雖然比較精確，但電路復(fù)雜不好編程，對編程這要求比較高。 電源電路方案 電源電路是此系統(tǒng)的重要組成部分，包含執(zhí)行器件。電源電路的設(shè)計(jì)直接影響整個(gè)系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，所以執(zhí)行器件的選擇很重要。執(zhí)行器件必須滿足兩個(gè)條件：一是可以與單片機(jī)相連，二是能有效地接通斷開電源并且要安全。以下有兩個(gè)方案： 方案一：IGBT：三端器件，有集電極、柵極和發(fā)射極。它的特點(diǎn)是高輸入阻抗，電壓控制，驅(qū)動(dòng)功率小；開關(guān)速度快，工作頻率高；通態(tài)壓降低，電壓電流容量大。 IGBT使用時(shí)要用到專門的驅(qū)動(dòng)電路，并且要用專門的驅(qū)動(dòng)電源。方案二：繼電器：通過通電線圈產(chǎn)生磁場將銜鐵吸下來接通電路。使用時(shí)只要控制線圈的通斷就能控制電源的通斷，它的電路驅(qū)動(dòng)較簡單，使用較方便價(jià)格低廉。通過上面的介紹很明顯選擇繼電器較好，繼電器連接電路較簡單使用方便，易于檢修。IGBT使用時(shí)要加入專門的驅(qū)動(dòng)電路，電路復(fù)雜維護(hù)困難. 手動(dòng)開光、報(bào)警和人體檢測電路 手動(dòng)開關(guān)和報(bào)警電路是應(yīng)該存在的。手動(dòng)開關(guān)是人性化設(shè)計(jì)的一部分，雖然說此電路是光照控制自動(dòng)照明電路，但還是要對總電源進(jìn)行控制，以防控制元件失控或負(fù)載出現(xiàn)故障，當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)故障時(shí)可以使用手動(dòng)開關(guān)進(jìn)行斷電，是維修者避免觸電。報(bào)警電路是用來提醒用戶的。它主要在室內(nèi)有人而紅外傳感器未能檢測到有人，提醒人們動(dòng)一下以讓檢測元件檢測到有人存在，維持燈發(fā)光。所以手動(dòng)開關(guān)和報(bào)警是應(yīng)該加入的，是人性化設(shè)計(jì)的一部分。對于人體的檢測使用紅外傳感器，大自然中存在各種物體比如人、動(dòng)物、植物、固體、液體等都會(huì)發(fā)出不同波長的紅外線，因此，使用紅外線對人體存在檢測是一種比較好的方法。因?yàn)榧t外傳感器及它的驅(qū)動(dòng)電路早就已成熟所以使用紅外傳感器比較好。第三章 硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)由單片機(jī)控制模塊、亮度檢測及調(diào)節(jié)模塊、電源控制模塊、人體存在檢測模塊、手動(dòng)開關(guān)組成，此系統(tǒng)的控制是以單片機(jī)為核心控制系統(tǒng)。用電電源的通斷控制以是否達(dá)到亮度條件為首要條件，以是否有人為第二個(gè)條，有人則開燈?？刂普彰麟娫磧蓚€(gè)依據(jù)：一個(gè)是室內(nèi)可見光的強(qiáng)度是否達(dá)到了要求，另一個(gè)是室內(nèi)是否有人。在室內(nèi)光強(qiáng)度達(dá)不到條件或光強(qiáng)達(dá)到但沒人的情況下，則斷開照明電源。當(dāng)光強(qiáng)達(dá)到要求條件并且有人時(shí)，則接通電源。系統(tǒng)采樣兩種輸入信號(hào)：可見光信號(hào)和人體存在信號(hào)。經(jīng)過單片機(jī)對光的強(qiáng)度信號(hào)和人體存在信號(hào)進(jìn)行分析，進(jìn)而決定是否接通電源電路。當(dāng)光條件滿足時(shí)，并且人數(shù)較多時(shí)此系統(tǒng)能很好的工作，沒人而關(guān)燈。本系統(tǒng)采用只采用光控這種設(shè)計(jì)與聲光控系統(tǒng)不同，本系統(tǒng)減少了噪聲污染，并且系統(tǒng)也比較簡單。系統(tǒng)框圖如圖31所示。圖31 系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)總體硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體電路圖如圖32所示。圖中有兩個(gè)開關(guān)，這兩個(gè)開關(guān)是與電源電路中的開關(guān)組成的三刀三擲開關(guān)。設(shè)置此開關(guān)的目的是在使用者想開燈時(shí)按下開關(guān)，這時(shí)單片機(jī)上電，這樣一來就會(huì)防止單片機(jī)長時(shí)間供電，既減少了電的耗費(fèi)又增加了這個(gè)系統(tǒng)的使用壽命。 此系統(tǒng)的工作過程是：首先是使用者想開燈，這時(shí)使用者會(huì)按下手動(dòng)開關(guān)，此時(shí)單片機(jī)通電。，如有輸入單片機(jī)就會(huì)再去檢查是否有人存在，接通電源使燈亮。，要是人走了則延時(shí)5分鐘后關(guān)燈。這樣就會(huì)使系統(tǒng)不至于太麻煩，使得編程容易，并且節(jié)能效果也比較明顯。圖32 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案圖33系統(tǒng)方框圖由上圖可以看出要想系統(tǒng)輸出使燈亮，要兩個(gè)條件同時(shí)滿足：一是可見光，二是有人。否則燈不會(huì)亮并且會(huì)有幾秒鐘報(bào)警信號(hào)。在系統(tǒng)圖中人體檢測是用紅外傳感器作為檢測裝置的，根據(jù)原理在紅外線傳感器的檢測范圍內(nèi)，只要人不走就會(huì)一直有信號(hào)輸出。但在室內(nèi)紅外傳感器不可能檢測到每個(gè)角落，如果人在的位置較遠(yuǎn)可能就不能夠檢測到人存在，有一種情況就是本來傳感器能檢測到的位置，使用一段時(shí)間后可能傳感器就不能測得
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