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摘 要:本设计以KL26单片机、热释电红外传感器、光敏模块、舵机、显示屏、带光耦隔离继电器、LED等器件为核心设计制造了一套智能灯光控制系统。通过热释电红外传感器、光敏模块采集数据。采用大功率LED驱动方案,利用PWM波调光技术,控制LED灯可根据室内亮度不同自动调节LED的亮度;利用脉宽调制技术,控制舵机在自由度上旋转,实现不同区域不同颜色灯光照射的功能。同时通过OLED菜单进一步对系统进行控制,自由选择照明方式,体现对LED灯光的智能化和人性化控制,实现绿色节能照明。
关键词:KL26单片机;PWM;菜单;智能LED灯光
引言:作为目前全球最受瞩目的新一代光源,LED因其高亮度、低热量、长寿命、无毒、可回收利用等优点,被称为是21世纪最有发展前景的绿色照明光源。因此,面对这种新技术的发展,我们更应该引起足够的重视,进一步开发这种技术,让LED灯能够真正走进每一个家庭,实现资源能耗的降低。
随着电子技术和电子器件的高速发展,人们设计、生产并运用了越来越多智能化、人性化模块,比如热释电红外传感器,光敏感光模块等。并且人们对PWM波和PID控制算法的运用也越来越娴熟。本系统的研发,就是为了进一步完善智能灯光系统,达到集智能和绿色节能为一体的效果。
1 系统方案
1.1系统总体设计
利用9V变压器和LM7805稳压芯片组成交流转直流5V稳压源为系统供电,通过热释电红外传感器和光敏感光模块采集数据,显示屏菜单模块选择照明方式,采用大功率LED驱动方案,并利用可调光芯片对LED进行调光,同时利用脉宽调制技术控制舵机以及采用RGB全色LED,实现不同区域,不同颜色照明的人性化功能. 本系统将卧室分为几个区域,RGB全色LED为光源,通过菜单调节成每个区域自己喜欢的颜色,通过舵机转到该区域所在的方位,舵机转动的方位是固定的.
1.2恒流驱动电路和KL26单片机最小系统
本系统选用KL26单片机作为主控芯片,KL26芯片是一款超高性价比的核心板,拥有100引脚,256K内存flash和32KSRAM。
本系统LED光源由普通的LED和RGB全色LED组成,实现不同的功能。
下图是KL26的引脚图
1.3移动物体感应和光亮度感应设计
人体都有恒定的体温,一般在37摄氏度左右,会发出10mm左右特定波长的红外线,被动式红外探头就是靠检测人体发射的红外线而工作的。红外线通过菲涅尔滤光片增强后聚集到热释电元件,这种元件在接收到人体辐射变化时就会失去电荷平衡,向外释放电荷。后经检测处理后就能产生报警信号,环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用,使其产生释电效应相互抵消,于是探测器无信号输出。本系统中,采用HR-SR501普通型热体红外感应模块热释电红外传感器。当有人进入其感应范围则输入高电平,人离开感应范围则自动延时关闭高电平,输出低电平。
同时为了做到控制LED电路在黑暗时能够开启,光线强烈时自动熄灭。本系统采用模拟量光敏感光模块,以及PID闭环控制算法。
2软件设计
3 结论
该设计研究了基于KL26单片机的智能照明控制系统的设计原理与实现方案。以KL26单片机为基础,针对照明时一些浪费现象进行改善,通过检测是否有人控制开关,利用光线强弱,自动调节和手动调节。不仅可以给人们的生活带来极大的方便也实现了节能的目的。本设计系统构成可靠、功能齐全、可扩充性强,虽然目前只实现了卧室灯光的控制,但是可以扩充到任何地方的照明设施。
参考文献
[1] 王文升.智能照明控制与节能[J].智能建筑与城市信息,2005?(5).
[2] 陈涛,毛信伟.智能照明控制系统的工程应用[J].智能电气,2004?(6).
[3] 何立民著.单片机高级教程.北京航空航天大学出版社.
[4] 王文升.智能照明控制与节能[J].福建建设科技,2007(2).
[5] 刘丽娜.物联网引领家居新生活[J].智能建筑与城市信息,2011(2).
[6] 唐东,黄智伟.嵌入式智能家居系统网关收发模块南华大学学报(理工版),2003(4).
[7] 俞海珍,李宪章,冯浩.热释电红外传感器及其应用[J].电子照明技术,2006(7).
[8] 黄欣.探究LED节能灯的设计[J].硅谷,2013.
[9] 李全利.单片机原理及接口技术[M].北京:高等教育出版社,2011.
指導老师:常美华
关键词:KL26单片机;PWM;菜单;智能LED灯光
引言:作为目前全球最受瞩目的新一代光源,LED因其高亮度、低热量、长寿命、无毒、可回收利用等优点,被称为是21世纪最有发展前景的绿色照明光源。因此,面对这种新技术的发展,我们更应该引起足够的重视,进一步开发这种技术,让LED灯能够真正走进每一个家庭,实现资源能耗的降低。
随着电子技术和电子器件的高速发展,人们设计、生产并运用了越来越多智能化、人性化模块,比如热释电红外传感器,光敏感光模块等。并且人们对PWM波和PID控制算法的运用也越来越娴熟。本系统的研发,就是为了进一步完善智能灯光系统,达到集智能和绿色节能为一体的效果。
1 系统方案
1.1系统总体设计
利用9V变压器和LM7805稳压芯片组成交流转直流5V稳压源为系统供电,通过热释电红外传感器和光敏感光模块采集数据,显示屏菜单模块选择照明方式,采用大功率LED驱动方案,并利用可调光芯片对LED进行调光,同时利用脉宽调制技术控制舵机以及采用RGB全色LED,实现不同区域,不同颜色照明的人性化功能. 本系统将卧室分为几个区域,RGB全色LED为光源,通过菜单调节成每个区域自己喜欢的颜色,通过舵机转到该区域所在的方位,舵机转动的方位是固定的.
1.2恒流驱动电路和KL26单片机最小系统
本系统选用KL26单片机作为主控芯片,KL26芯片是一款超高性价比的核心板,拥有100引脚,256K内存flash和32KSRAM。
本系统LED光源由普通的LED和RGB全色LED组成,实现不同的功能。
下图是KL26的引脚图
1.3移动物体感应和光亮度感应设计
人体都有恒定的体温,一般在37摄氏度左右,会发出10mm左右特定波长的红外线,被动式红外探头就是靠检测人体发射的红外线而工作的。红外线通过菲涅尔滤光片增强后聚集到热释电元件,这种元件在接收到人体辐射变化时就会失去电荷平衡,向外释放电荷。后经检测处理后就能产生报警信号,环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用,使其产生释电效应相互抵消,于是探测器无信号输出。本系统中,采用HR-SR501普通型热体红外感应模块热释电红外传感器。当有人进入其感应范围则输入高电平,人离开感应范围则自动延时关闭高电平,输出低电平。
同时为了做到控制LED电路在黑暗时能够开启,光线强烈时自动熄灭。本系统采用模拟量光敏感光模块,以及PID闭环控制算法。
2软件设计
3 结论
该设计研究了基于KL26单片机的智能照明控制系统的设计原理与实现方案。以KL26单片机为基础,针对照明时一些浪费现象进行改善,通过检测是否有人控制开关,利用光线强弱,自动调节和手动调节。不仅可以给人们的生活带来极大的方便也实现了节能的目的。本设计系统构成可靠、功能齐全、可扩充性强,虽然目前只实现了卧室灯光的控制,但是可以扩充到任何地方的照明设施。
参考文献
[1] 王文升.智能照明控制与节能[J].智能建筑与城市信息,2005?(5).
[2] 陈涛,毛信伟.智能照明控制系统的工程应用[J].智能电气,2004?(6).
[3] 何立民著.单片机高级教程.北京航空航天大学出版社.
[4] 王文升.智能照明控制与节能[J].福建建设科技,2007(2).
[5] 刘丽娜.物联网引领家居新生活[J].智能建筑与城市信息,2011(2).
[6] 唐东,黄智伟.嵌入式智能家居系统网关收发模块南华大学学报(理工版),2003(4).
[7] 俞海珍,李宪章,冯浩.热释电红外传感器及其应用[J].电子照明技术,2006(7).
[8] 黄欣.探究LED节能灯的设计[J].硅谷,2013.
[9] 李全利.单片机原理及接口技术[M].北京:高等教育出版社,2011.
指導老师:常美华