亮度自动调节台灯电路的设计

亮度自动调节台灯电路的设计
亮度自动调节台灯电路的设计

摘要

台灯亮度自动调节电路系统以STC12C5A60S2单片机为中央控制单元,通过光敏电阻等扩展模块,实现了根据外界光照强度变化台灯自动调节亮度的功能。该设计主要实现了台灯亮度的自动调节,单片机通过光敏电阻来获取外界的光强信息并将该信息转换成数字信号。通过红外模块系统判断台灯附近是否有人,无人时台灯不工作,有人在附近时,台灯会自动开启。当人离开一段时间后台灯会自动关闭并作出提醒,这样便有效地节约了能源。此外系统还带有时间显示的功能,通过按键调节可以对时间进行校正。经过测试,各模块的功能均能正常实现,同时该系统还具有控制简单、反应灵敏等优点。

关键词:STC12C5A60S2单片机;光敏电阻;PWM波;红外感应

Abstract

The brightness automatic adjustment circuit system of lamp is controlled by STC12C5A60S2, through other expansions like photoresistor module, brightness of the lamp can be automatically adjusted according to that of the outside. The design makes it possible for the lamp to adjust it’s brightness automatically , the micro-controller gets light intensity nearby by the photoresistor and the information will be converted into a digital signal. Infrared module of the system judges whether someone is near the lamp , the lamp will automatically turn on when someone is nearby and will not work when it is not . When people leaves the desk for some time, the lamp will automatically turn off and make a reminder, which effectively saves energy. In addition the system also has the function of time display,which can be corrected by keys . Tests prove that the function of each module can be achieve normally and it is easily to control as well as quick-witted.

Keywords: STC12C5A60S2; Photoresistance; PWM; Infrared sensors

目录

1 绪论 (5)

1.1 研究课题的背景与意义 (5)

1.2 本课题的研究内容及实施方案 (5)

1.3 论文内容安排 (6)

2 整体方案设计 (7)

2.1 整体逻辑框图 (7)

2.2 方案论证 (7)

3 硬件方案设计 (10)

3.1 STC12C5A60S2最小系统 (10)

3.2 光敏电阻 (11)

3.2.1 光敏电阻的性质 (11)

3.2.2 光敏电阻模块电路图 (13)

3.3 液晶显示屏1602 (14)

3.3.1 1602简介 (14)

3.3.2 1602与单片机连接图 (15)

3.4 时钟芯片DS1302 (16)

3.5 红外传感器 ................................................................ 错误!未定义书签。

3.6 按键模块 (17)

3.7 蜂鸣器电路 (18)

4 软件设计 ............................................................................... 错误!未定义书签。

4.1 整体软件流程图 (19)

4.2 各子模块功能设计 (20)

4.2.1 STC12C5A60S2单片机A/D转换模块 (20)

4.2.2 STC12C5A60S2单片机中断模块 (22)

4.2.3 单片机定时器模块 (24)

4.2.4 光线采集的实现 (27)

4.2.5 自动断电功能的实现 (28)

4.2.6 LCD显示模块 (28)

4.2.7 时钟模块 (30)

4.3 软件开发环境 (32)

4.3.1 KEIL简介 (32)

4.3.2 STC-ISP简介 (33)

5 系统调试 (35)

5.1 焊接 (35)

5.2 调试结果 (35)

总结与展望 (38)

参考文献 (39)

致谢 (40)

附录 (41)

1 绪论

1.1研究课题的背景与意义

在介绍本课题之前,需要引入一个新的概念——智能家居。智能家居以住宅为平台,通过设计将电子线路技术、网络通信技术、自动控制技术以及其他相关技术融入到与生活密切相关设施中的一种技术,它能够帮助提升家居的便捷性和舒适性,同时又能达到环保节能的目的智能家电是智能家居中很重要的一部分,它主导着智能家居的发展方向,也承载着智能家居的主要技术由于人们还没有完全认识到智能家电为我们的生活带来的巨大改善,以及市场消费观念还未完全形成,智能家电的发展还是较为缓慢但随着智能家电市场推广措施的进一步落实,消费者对智能家电认识的深入,智能家电市场的消费潜力必然是巨大的,产业前景光明。

台灯是人们在日常生活中必不可少的家用电器,也在逐渐的走向智能化。相对于普通的日光灯,其功耗更小,亮度更集中,是人们在夜晚进行阅读和工作的得力助手。但是由于人们在离开时经常忘记关掉台灯,会造成很大的电力能源的浪费。如果台灯离门较远,每当夜晚来临时,人们又要摸黑去开灯,非常不方便,也有一定的安全隐患。

虽然现在出现运用传感器和微控制器自动控制灯的开启与关闭技术,并广泛运用于建筑走廊等处所,但是在家居生活方面,自动控制灯具开关的系统还是很少见的,而且功能不够完善,不够“智能”,比如楼道中的照明灯通常采用声音控制,采用声控的方法可以有效的检测声音信号,再通过中央处理单元控制灯的亮灭,但是却无法做到精确识别和屏蔽干扰,当环境中噪音较多时,如当有车经过时,照明灯将不可避免的被噪声影响而不必要的点亮,这将造成很大的能源浪费。因此这里通过研究以检测人体红外为基础的传感控制电路,来解决目前自动控制电路的不足。目前已有专门用来感应人体红外辐射波长的红外传感器,这便为自动控制照明灯系统提供了性能优良的信号采集模块。

本课题设计了以51单片机为基础,通过红外传感器检测人体红外辐射信号来控制台灯开闭的电路系统,当人出现在红外传感器的探测范围内并满足其他设定条件时(如光照较暗时)信号采集模块会传递给单片机一个信号,使台灯开启,这样就省去了抹黑开灯的麻烦。台灯点亮后,可根据外界环境的亮度调节灯光的亮度,以达到人眼舒适的目的。本课题还实现了其他功能,例如时间显示,在一定时间内如果没有检测到有人在台灯附近,则会自动熄灭台灯,这样便节约了能源。

1.2 本课题的研究内容及实施方案

本课题运用红外传感器作为智能控制的基础,通过传感器采集信息,经过A/D 转换将信息传递给单片机,以实现自动控制的功能。要实现自动控制的功能,不仅要掌握单片机的工作原理,还要熟悉单片机编程语言,尤其是对单片机的中断结构和定时功能进行深入了解。

本课题运用红外传感器作为智能控制的基础,通过传感器采集信息,经过A/D 转换将信息传递给单片机,以实现自动控制的功能。要实现自动控制的功能,不仅要掌握单片机的工作原理,还要熟悉单片机编程语言,尤其是对单片机的中断结构和定时功能进行深入了解。

实施方案:在课题前期,大量阅读参考文献,对51单片机的知识做了较为系统地学习,同时也熟悉了光敏电阻的应用:在课题中期,通过对电路的分析,设计应用电路,并分模块对系统进行调试:在课题后期,对设计的过程进行了全面的整理,对设计中出现的问题进行分析总结,最后完成实物的制作和论文的书写。

1.3 论文内容安排

(1)绪论。对课题背景和意义做简单概述。

(2)整体方案设计。设计系统总体框图,介绍方案的设计流程和设计内容,对各个模块方案进行比较选择,比如:单片机、时钟芯片、显示模块、光线采集模

块等。

(3)硬件方案设计。设计各个模块的硬件电路,包括单片机最小系统电路、光敏电阻电路、红外模块、蜂鸣器电路,液晶屏电路等,并对硬件电路的工作原理

和与单片机的连接方法做了介绍。

(4)软件设计。设计软件流程框图,介绍各个模块的工作过程,并简要说明了各个功能的实现方法。

(5)系统调试。简介系统调试的内容和实物的实现,介绍编程软件KEIL和STC烧录器的使用方法,对硬件电路焊接和调试过程进行简要说明。

总结与展望:对整个论文的总结,对本设计所做的工作以及存在的问题进行讨论和说明。

2 整体方案设计

2.1 整体逻辑框图

图2-1 系统整体框图 框图2-1各个部分说明:

(1)控制芯片采用STC12C5A60S2,用来对光敏电阻模块和红外模块采集到的信息进行处理,并对台灯模块做出相应的控制。

(2)时间显示模块:采用由时钟芯片DS1302,液晶显示屏1602和按键控制电路组成。DS1302可实时提供时间日期的信息,单片机对该信息接收并将信息显示在1602上。三个按键,分别为设置键,加减和减键,实现对日期时间的调整。

(3)台灯模块:采用4*4的LED 方阵制成台灯,每四个并联然后四列再并联,由单片机I/O 口直接驱动。台灯的亮度由单片机根据外界环境的亮度来调节。

(4)红外模块:采用一对红外收发对管和比较器组成。红外对管获得外界信息(是否有人),经比较器LM393可直接将信息转换为数字信号0和1,单片机根据此信息对台灯进行相应的控制。

(5)光敏电阻模块:由光敏电阻和比较器组成,可获取外界的光照强度,光敏电阻的阻值随着光照的变化而变化,所以光强信息可通过光敏电阻的阻值体现。单片机将此信号进行A/D 转换,变为更直观的数字量,由此实现对台灯亮度的调节。

2.2 方案论证

(1)控制芯片

方案一:采用传统的AT89C51单片机,该单片机片内含2k 字节的可反复擦写的只读程序存储器和128字节的随机数据存储器,使用较为简单,但是因为设计中需要对环境的亮度进行采集,所以必须外接A/D 转换芯片,这样增加了设计的复杂度和

时间显示模块

红外感应模块 光敏电阻模块

STC12C5A60S2 单片机 台灯控制模块

成本。

方案二:选择STC12C5A60S2单片机,该单片机是增强型的51单片机,其代码与传统51单片机完全兼容,但速度是传统8051单片机的8-12倍。而且自带8路10位A/D转换,可满足设计中的光线采集的功能。

综上考虑,采用方案二,选用STC12C5A60S2单片机作为主控芯片。

(2)显示模块

方案一:采用液晶显示屏LCD1602,该显示屏可显示数字和字符,且操作简单。缺点是不能显示汉字。

方案二:采用液晶显示屏LCD12864,该液晶屏可显示汉字和数字,但是占用接口较多。

方案三:采用Nokia5510,这是最新的显示屏,综合了上述的优点。不足之处是此液晶屏的屏幕太小。

考虑到本设计只需显示日期时间等基本的数字字符,而且作为时钟的显示应尽量清晰明显,所以采用方案一中的LCD1602.

(3)时钟模块

方案一:采用时钟芯片DS1302,通过简单的串行接口与单片机进行通信实时时钟/日历电路.提供秒分时星期日期月年的信息。该芯片体积小,引脚也较少,操作起来十分方便。

方案二:采用时钟芯片DS12C887.该芯片与DS1302功能类似,但操作稍繁琐,而且价格更贵。

综上考虑,采用方案一,选用DS1302芯片。

(4)红外感应模块

方案一:选用一对红外对管。红外对管价格便宜,电路非常简单,可通过比较器直接输出高低电平。

方案二:采用 RE200B 人体红外热释电传感器。该传感器能胜任本设计的要求,但是相对于光敏电阻来说价格更高。

综上考虑,采用方案一,采用红外对管来完成红外感应模块的设计。

(5)光敏感应模块

方案一:采用光敏电阻作为感光器件。光敏电阻可配合LM393组成简单的光照检测电路,优点是操作简单,价格便宜。

方案二:采用BH1750FVI模块。该电路是一种用于两线式串行总线接口的数字型光强度传感器集成电路,分辨率高,可探测较大范围的光照强度变化。缺点是电路复杂,价格比光敏电阻高得多。

考虑到本设计中外界环境中光照变化一般不会太明显,光敏电阻完全可以胜任本设计的要求,所以采用方案一,选择光敏电阻作为光敏传感器。

综上所述,本设计采用STC12C5A60S2芯片作为主控制器,,用光敏电阻获取外界的光照强度,红外模块采用一对光电对管,使用时钟芯片DS1302来获取时间日期,并将其显示在液晶屏LCD1602上。单片机可通过光敏电阻和红外模块传递的信息来

实现对台灯的一系列控制。

3 硬件方案设计

3.1 STC12C5A60S2最小系统

STC12C5A60S2/AD/PWM 系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/ 机器周期(1T)的单片机,是高速/ 低功耗/超强抗干扰的新一代8051 单片机,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12 倍。内部集成MAX810 专用复位电路,2 路PWM,8 路高速10 位A/D 转换(250K/S),针对电机控制,强干扰场合。下图是STC12C5A60S2单片机最小系统原理图:

图3-1 单片机最小系统

(1)供电电路:38脚接电源5V,16脚接地,这样便完成了单片机的供电。

(2)复位电路:复位电路由电阻C1和电容R1组成,复位电路使用以完成单片机的复位初始化(复位单片机RAM和各个寄存器的值的)。复位电路的原理是:在单片机还没上电的时候,电容C1两个极板没有电荷,在单片机上电的瞬间,电容两端获得电压开始充电,充电时有电流通过电阻R1,所以在电阻两端产生瞬时电压,这个电压被加到单片机的RST端,单片机的RST端得到一个高电平便复位了。随着时间的推移,C1充满电了,R1上就再没有电流通过,即两端没有了电压,单片机的RST 引脚又由高电平变为低电平,此时,单片机开始工作。单片机复位的条件是加在RST 两端的高电平的时间不低于两个机器周期(本设计单片机的晶振是12MHz),即:

R1*C1>=2μs

3.2 光敏电阻

3.2.1 光敏电阻的性质

光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器;入射光强,电阻减小,入射光弱,电阻增大。在本设计中,所用到的是光敏电阻集成模块,该模块可直接输出模拟量,通过单片机的A/D转换得到其数值。在调试时,先对不同光照环境下的光照强度转换成数字量显示在液晶屏上并做记录,然后根据对应的数值来调节PWM波的占空比。

光敏电阻器都制成薄片结构,以便吸收更多的光能。当它受到光的照射时,半导体片(光敏层)内就激发出电子—空穴对,参与导电,使电路中电流增强。为了获得高的灵敏度,光敏电阻的电极常采用梳状图案,它是在一定的掩膜下向光电导薄膜上蒸镀金或铟等金属形成的。一般光敏电阻器结构如下图所示。光敏电阻器通常由光敏层、玻璃基片(或树脂防潮膜)和电极等组成。光敏电阻器在电路中用字母“R”或“RL”、“RG”表示。

图3-2 光敏电阻器

(1)光敏电阻的光照特性

下图表示CDS光敏电阻的光照特性。在一定外加电压下,光敏电阻的光电流和光通量之间的关系。不同类型光敏电阻光照特性不同,但光照特性曲线均呈非线性。因此它不宜作定量检测元件。

图3-3 光敏电阻的光敏特性

(2)光敏电阻的光谱特性

光谱特性与光敏电阻的材料有关。从下图中可知,硫化铅光敏电阻在较宽的光谱范围内均有较高的灵敏度,峰值在红外区域;硫化镉、硒化镉的峰值集中在在可见光区域,因此,在选用光敏电阻时,应把光敏电阻的材料和光源的种类结合起来考虑。

图3-4光敏电阻的光谱特性

(3)光敏电阻的伏安特性

在一定照度下,加在光敏电阻两端的电压与电流之间的关系称为伏安特性。下图中曲线1、2分别表示照度为零及照度为某值时的伏安特性。由曲线可知,在给定偏压下,光照度较大,光电流也越大。在一定的光照度下,所加的电压越大,光电流越大,而且无饱和现象。但是电压不能无限地增大,因为任何光敏电阻都受额定功率、最高工作电压和额定电流的限制。超过最高工作电压和最大额定电流,可能导致光敏电阻永久性损坏。

图3-5 光敏电阻的伏安特性

(4)光敏电阻的稳定性

下图中曲线1、2分别表示两种型号CDS光敏电阻的稳定性。初制成的光敏电阻,由于体内机构工作不稳定,以及电阻体与其介质的作用还没有达到平衡,所以性能是不够稳定的。但在人为地加温、光照及加负载情况下,经一至二周的老化,性能可达稳定。光敏电阻在开始一段时间的老化过程中,有些样品阻值上升,有些样品阻值下

降,但最后达到一个稳定值后就不再变了。光敏电阻的使用寿命在密封良好、使用合理的情况下,几乎是无限长的。

图3-6 光敏电阻的稳定性

3.2.2 光敏电阻模块电路图

图3-7光敏电阻电路

3.3 液晶显示屏1602

3.3.1 1602简介

(1)字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD,目前常用16*1,16*2,20*2和40*2行等的模块。本课题用到的是长沙太阳人电子有限公司的1602字符型液晶显示器。1602LCD分为带背光和不带背光两种,基控制器大部分为HD44780,带背光的比不带背光的厚,是否带背光在应用中并无差别。1602主要技术参数如下:

显示容量:16×2个字符

芯片工作电压:4.5—5.5V

工作电流:2.0mA(5.0V)

模块最佳工作电压:5.0V

字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm

(2)1602引脚功能说明:

1602LCD采用标准的14脚(无背光)或16脚(带背光)接口,各引脚接口说明如表3-1所示:

表3-1 1602引脚说明

编号符号引脚说明编号符号引脚说明

1 VSS 电源地9 D

2 数据

2 VDD 电源正极10 D

3 数据

3 VL 液晶显示偏压11 D

4 数据

4 RS 数据/命令选择12 D

5 数据

5 R/W 读/写选择13 D

6 数据

6 E 使能信号14 D

7 数据

7 D0 数据15 BLA 背光源正极

8 D1 数据16 BLK 背光源负极

第1脚:VSS为地电源。

第2脚:VDD接5V正电源。

第3脚:VL为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地时对比度最高,使用时可以通过一个103的电位器调整对比度。

第4脚:RS为寄存器选择,高电平时选择数据寄存器,低电平时选择指令寄存器。

第5脚:R/W为读写信号线,高电平时进行读操作,低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址,当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号,当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。

第6脚:E端为使能端,当E端由高电平跳变成低电平时,液晶模块执行命令。

第7~14脚:D0~D7为8位双向数据线。

第15脚:背光源正极。

第16脚:背光源负极。

(3)1602LCD的RAM地址映射及标准字库表

液晶显示模块是一个慢显示器件,所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平,表示不忙,否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址,也就是告诉模块在哪里显示字符,下图是1602的内部显示地址。

图3-8 1602LCD内部显示地址

1602液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形,如上图所示,每一个字符都有一个固定的代码,比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B(41H),显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来,我们就能看到字母“A”。

3.3.2 1602与单片机连接图

1602的数据口接单片机的P0口,P2.0~P2.2是1602的初始化接口和使能端,第13脚与第16脚之间通过一个电位器来改变液晶屏的显示亮度。

图3-9 1602与单片机连接图

3.4 时钟芯片DS1302

DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片,内含一个实时时钟/日历和31字节静态RAM,可以通过串行接口与单片机进行通信。实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、星期、月、年的信息,每个月的天数和闰年的天数可自动调整,时钟操作可通过AM/PM标志位决定采用24或12小时时间格式。DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信,仅需三根I/O线:(RST)、I/O数据线、串行时钟(SCLK)。时钟/RAM的读/写数据以一字节或多达31字节的字符组方式通信。DS1302工作时功耗很低,保持数据和时钟信息时,功耗小于1mw.

DS1302重要性能指标:

(1)实时时钟,具有计算2100 年之前的秒分时日期星期月年的能力;

(2)闰年调整的能力;

(3)串行I/O 口方式使得管脚数量最少;

(4)宽范围工作电压2.0~5.5V;

(5)工作电压2.0V 时,工作电流小于300mA;

(6)读/写时钟或RAM 数据时有两种传送方式单字节传送和多字节传送字符组方式;

(7)8 脚DIP 封装或可选的8 脚SOIC;

(8)简单3 线接口;

(9)与TTL 兼容VCC=5V;

(10)可选工业级温度范围-40 +85;

(11)与DS1202 兼容;

(12)在DS1202 基础上增加的特性:

对Vcc1 有可选的涓流充电能力;

双电源管用于主电源和备份电源供应;

备份电源管脚可由电池或大容量电容输入

引脚:

DS1302一共有8个管脚,其中第1脚接5V电源,4脚接地,2脚和3脚跨接一个32.768KHz的无源晶振,该晶振为DS1302的正常工作提供脉冲;8脚为外部备用电源输入端,本设计使用一个3.3V的纽扣电池作为备用电源,当系统掉电后,备用电源立即给DS1302供电,可以避免DS1302内部时间信息的丢失;5脚、6脚、7脚为DS1302的3个控制端,5脚REST为复位端,低电平有效,6脚I/O为数据输入输出口,7脚CLK为串行时钟信号输入端,该时钟信号由单片机提供。

图3-10.DS1302管脚

DS1302芯片由于集成度高,使用时直接将3个控制端与单片机的I/O口相连即可,所以芯片与单片机的连接电路在此不再赘述。

3.5 红外传感器

检测人是否在台灯旁需要红外传感器,本设计采用集成的红外模块来实现此功能。该模块由一对红外收发对管和LM393组成。在工作状态时发射管向外发射信号,当前端碰到遮挡物时信号会反射回来,被接收管接收。接收的信号传给比较器LM393,当反射信号强度达到设定的阈值时,LM393会输出一个低电平信号,并传递给单片机,表明前方有遮挡物。可通过调节模块上的可调电阻来改变信号的阈值,以此改变模块的灵敏度。红外模块的电路图如下:

图3-11 红外模块电路图

3.6 按键模块

本设计采用三个轻触按键来实现对日期时间的调节。三个按键分别为设置键,加键和减键。当按一下设置键时,液晶屏上的秒光标跳动,此时按加键或者减键可实现对秒的调节;按两下设置键,液晶屏上的分钟光标跳动,以此类推,便可以分别调整

时间日期的显示值。当调节年份后再按下设置键时,光标停止闪烁,回到正常显示状态。本设计中按键一端连接单片机I/O,一端连接地。

3.7 蜂鸣器电路

当人长时间离开台灯附近时,灯会自动熄灭,此时蜂鸣器会响起以作提示。本设计采用的是无源蜂鸣器,蜂鸣器工作时需要的电流非常大,单片机的I/O无法直接驱动,一般由单片机的I/O口经三极管S8550驱动。蜂鸣器电路图如下:

图3-12蜂鸣器电路图

其中10K电阻的作用是限流,防止电流过大烧坏单片机。

4 软件设计

4.1 整体软件流程图

开始

时间显示

红外模块扫描

N

有人?

Y

亮灯

光敏电阻采集光照信息

单片机将光照信

息转换成数字量

调光

图4-1 整体软件流程图

上电后,系统开始工作,液晶屏完成初始化,单片机控制时钟芯片将日期时间信息显示在液晶屏上。此时红外模块开始不断扫描,检测台灯旁是否有人,无人时台灯不亮,检测到有人时,台灯亮起。在此过程中光敏电阻模块不断获取外界光照信息并将信息传给单片机。点亮台灯后,单片机根据外界环境的光照强度来调节台灯的亮度,

本设计设置了三个亮度等级的模式。

4.2 各子模块功能设计

4.2.1 STC12C5A60S2单片机A/D 转换模块

STC12C5A60S2单片机的A/D 转换口在P1口(P1.0-P1.7),有8路10位高位A/D 转换器,速度可达250KHz (25万次/秒)。8 路电压输入型 A/D ,可做温度检测、电池电压检测、按键扫描、频谱检测等。上电复位后 P1 口为弱上拉型 I/O 口,用户可以通过软件设置将 8 路中的任何一路设置为 A/D 转换,不需作为 A/D 使用的口可继续作为 I/O 口使用。需作为 A/D 使用的口需先将 P1ASF 特殊功能寄存器中的相应位置为“1”,将相应的口设置为模拟功能。

表4-1 .STC12C5A60S2单片机 P1 口模拟功能控制寄存器

当 P1 口中的相应位作为 A/D 使用时, 要将 P1ASF 中的相应位置 1 如果要允许A/D 转换中断则需要将相应的控制位置1

(1)将 EADC 置1允许 ADC 中断,这是 ADC 中断的中断控制位。 (2)将 EA 置 1 , 打开单片机总中断控制位, 此位不打开, 也是无法产生 ADC 中断。

(3)A/D 中断服务程序中要用软件清 A/D 中断请求标志位 ADC_FLAG(也是 A/D 转换结束标志位) 。

表4-2 ADC_CONTR 特殊功能寄存器(A/D 转换控制特殊功能寄存器)

控制寄存器

ADC_POWE R SPEE D1

SPEE

D0

ADC_FLAG ADC_STAR

T

CHS2 CHS1 CHS0

0000,0000

表4-3.模拟输入通道选择

CHS2 CHS1 CHS0 模拟输入通道选择 0

选择P1.0作为A/D 输入来用

0 0 1

选择P1.1作为A/D 输入来用

7 6 5 4 3 2 1 0

Reset Value

P17AS F P16AS F P15AS F P14AS F P13AS F P12AS F P11AS F P10AS F 0000,0000

台灯设计调查报告

序言 调查时间:2012年5月5日 调查对象:在校大学生30名 调查方式:问卷调查 调查目的: 1、根据台灯的外形、材料、颜色、价格等各个方面进行调查,统计分析并写出 报告。 2、了解生活中的台灯,设计出新的台灯来适应学生们的新生活。 3、确定设计方案方向,明确设计方案。 调查研究方案: 1.通过问卷和调查来了解台灯在人们生活中的地位。 2.通过问卷及调查结果来制定设计方向。 3.设计出新的台灯。

关于台灯设计的调查问卷 您好!首先感谢你的积极参与,这项调查可能会耽误你1至3分钟左右的时间,感谢你的配合! 1. 你一般会买什么价位的台灯? A 10元以下 B 10—50元 C 50—100元 D 100元以上 2. 你是否经常使用台灯? A 是 B 否 3. 你喜欢什么结构形式的台灯? A 可伸缩式 B 固定式 C 弯曲式 D 折叠式 E 挂式 F 夹式 4. 你喜欢什么材质的台灯 A 塑料 B 金属 C 玻璃 D 木质 5. 你喜欢的台灯是用什么方式供电? A 太阳能 B 使用充电电池 C 直接连接电线 D 充电式 E 充电电源交互型 6. 你对这些功能运用在台灯上的态度 A 时钟 重要 不重要 无意见 B 亮度调节 重要 不重要 无意见 C 自动熄灯 重要 不重要 无意见 D 温馨提示 重要 不重要 无意见 7. 你希望台灯是? A 节能灯 B 白炽灯 C 日光灯 D LED E 燃料灯 8. 你喜欢的台灯灯泡形状是? A 螺旋 B 圆形 C U 字形 D 锥形 E 小灯泡形 F 其他(请注明____) 9. 你喜欢的台灯类型? A 古典型 B 卡通趣味型 C 小巧便捷型 D 可充电型 E 简单时尚型 F 豪华型 10. 你目前的台灯有哪些缺陷? (多选) A 太耗电 B 不够亮 C 伤害眼睛 D 不够美观 E 占地面积大 F 功能单一 G 不够安全 H 其他(请注明_________) 11. 你希望台灯的开关是?(多选) A 声控 B 手动 C 光控 D 定时 E 温馨提示 F 体温感应 12. 排排排序序序 购买台灯时你关心的参数依次是? A 造型 B 价格 C 品牌 D 颜色 E 体积 F 节能 G 质量 H 材料 I 环保 J 防近视 13. 你考虑的台灯因素(按按按555分分分制制制进进进行行行重重重要要要性性性评评评估估估,,,在在在数数数字字字上上上打打打勾勾勾,,,111表表表示示示很很很不不不重重重要要要,,,555表表表示示示很很很重重重要要要) A 产品使用时间长,不易变色、磨损 1 2 3 4 5 B 操作安全,价格便宜,耗能少 1 2 3 4 5 C 产品功能多 1 2 3 4 5 D 材料无污染,可回收 1 2 3 4 5 E 操作简单,按键分明 1 2 3 4 5 感谢你拿出宝贵的时间来完成这项调查问卷!谢谢 !!!

废旧节能灯改LED灯 电路分析

废旧节能灯改LED灯电路分析 家里10W以下的节能灯损坏,大部分是灯管的灯丝烧断,电子镇流器是好的。只要改动一下,不需要大手术就可以改制成电子变压器,经整流滤波后作为LED灯使用。 用来改制的时候,如何判别节能灯是灯管损坏而电子镇流器完好呢。从外观上看,灯管烧坏的节能灯在灯管根部都有烧黑的现象,撬开灯座看电子镇流器电路板,电解电容没有鼓起或漏液、聚酯电容没有变色、电阻没有烧坏变黑的地方,三极管也没有烧坏变色崩坏现象。然后用万用表测量灯管,4根引线应该是两两导通的,如果有一组不通则是灯丝烧断。根据以上就可以判断出节能灯头是否灯管烧坏,选出好的电子镇流器。 10W以下常见的电子镇流器电路形式和改装方法: 1、单电解电容滤波式的电路: 这种电路从220V整流出来,只有一个电解电容滤波。后面的自激电路也大同小异,变化的地方只是三极管外围元件多与少,基极连接的电阻和电解电容位置不同,线圈L和电容C 的位置不同而已。但电路基本上没有太大变动。 判断要点:整流出来只有一个400V的滤波电解,高频变压器B次级出来通过灯管灯丝和整流出来的+极之间串有2个高耐压的电容C和C1(C1的接法位置不会变,但C可以接到电源+极也可以接到线圈L的后面),C通过灯管灯丝和C1是串联的。

图1图2

图3 以上是拆了多个节能灯头绘出的电路,基本形式是一样的。改制方法也一样。 改装时只要把灯管拆掉,在电路板处把灯管引线的a,d点连接起来,电容C1拆掉不要。把线圈L改绕成变压器即可,注意一点就是线圈L采用的磁芯需要是E字型的,采用一字型磁芯的线圈是不可用于改制的。另外13001有两种封装,管脚排列不同。 以图1为例,改装后的电原理图: 改绕线圈L为变压器,在电路板空余处焊上整流二极管

台灯控制电路设计

一、概述 如今,资源变的越来越宝贵,节约能源是大家应尽的义务。在日常生活中,在使用的台灯有的时候经常忘记关闭电源会浪费很多电能,而且人们使用台灯的时间过长对眼睛也不好,所以一个节能而且具有提醒功能的台灯对于人们来说是非常有必要的。 二、方案论证 设计一个节能的台灯,它能在夜间发出光提示位置,使用后在一定时间内提醒人注意休息自动关闭台灯起到保护视力的作用,并且白天不会工作。 原理框图如图1所示: 电源电路 图1 电灯控制电路的原理框图 本电路采用上图的方案来设计,首先把市电经过阻容降压,稳压,滤波输出直流电压。光控开关电路是由光敏三极管和三极管组合成的。555时基电路的作用是实现控制台灯点亮和台灯的点亮时间,555构成单稳态电路实现延时功能。 三、电路设计 1.直流稳压电源电路 采用阻容降压电路来实现直流稳压输出,C3 的作用是产生容抗实现降压,并且C3控制输出电流,I=30C,二极管电流一般为20mA 左右,所以C3=20/30=0.68μF 。R6是泄放电阻,一般采用1M 欧姆左右的,本电路采用的泄放电阻为1M Ω。D2是稳压管,D3是整流二极管,因为整流二极管压降为0.7V 左右,要输出6V 电压,所以稳压管D2取6.7V ;C4是滤波电容,取220μF 。 图2 直流稳压电源电路图 光控开关电路 555时基电路 台灯是否点亮 亮

2.光控开关电路 当有光照时,光敏三级管电阻小,使大部分电流通过光敏三极管流出,而2N5551三极管基极电流小不能使其导通,致使后面电路不能工作。 当无光照时,光敏三极管电阻很大,流过其的电流很小,而流过三极管的电流大,使三极管导通,后续电路得到电流,后面电路正常工作。 通过调节R7参数,当R7=5KΩ时,电路能实现开关功能。 图3 光控开关电路 3.555时基电路 当无光照时,555时基电路得到电流,正常工作,当不触发J1时,555时基电路输出低电平,触发J1后,输出高电平。输出高电平的时间既电路延时关闭的时间由R1,C1控制。根据延迟时间T=1.1*R1*C1=30min=1800S选取电路中电阻与电容的值,在电路中取R1=1.5MΩ,C1=1100μF。R3的作用是限流作用,防止触发J1时导致电路短路。所以取R3=10KΩ。

台灯改良设计

台灯改良设计

关于台灯的改良设计 台灯,是我们日常生活中常见的照明工具,与我们的日常生活息息相关。台灯根据形态一般分为两种,一种是立柱式的,一种是有夹子的,它的工作原理主要是把灯光集中在一小块区域内,集中光线,便于工作和学习。一般台灯用的灯泡是白炽灯或者节能灯泡。有的台灯还有应急功能,用于停电时无电照明已用来应急。以照明为主要实用功能台灯的光源一 般有三大类:白炽灯、卤钨灯和荧光灯。三类光源各有利弊,不同的人可能喜欢不同光源的光色和亮度,应因人而宜。为了能将大部份的光线投射到桌面,书写台灯的光源安装位置通常是水平或向下。台灯处于正常工作位置时,主要的光学性能要求有三点: (1)遮光性:人处于正常坐姿的情况下,眼睛向水平方向看,应看不到灯罩的内壁及光源; (2)桌面要求:台灯的工作区域内应≥2500照度应≥120lx;

(3)要求:应确保受台灯照射的工作区域内,照度相对均匀,不能产生特别亮或暗的光点,只有确保这三点基本的光学性能要求,才能减缓眼睛的疲劳,才能称得上是台书写台灯。 避免不良照明会对人类健康的影响。所以当使用室内照明时,应把握好照明五原则: 1、采用广泛的照明,光线应照射到整个桌面; 2、采用均匀的照明,每一部分的照明度都要一致; 3、保持稳定的照明,光源不要时暗时明或闪烁; 4、保持充足的照明; 5、最后注意不要让光线直射于眼睛。 台灯,根据使用功能分类有:阅读台灯、装饰台灯。阅读台灯,灯体外形简洁轻便,是指专门用来看书写字的台灯,这种台灯一般可以调整灯杆的高度、光照的方向和亮度,主要是照明阅读功能;装饰台灯外观豪华,材质与款式多样,灯体结构复杂,用于点缀空间效果,装饰功能与照明功能同等重要。

基于单片机的智能台灯设计

目录 摘要 (2) ABSTRACT (2) 1.绪论 (3) 2.1单片机主机系统电路 (5) 2.1.1系统电路组成 (5) 2.1.2 系统工作原理 (6) 2.1.3系统控制核心 (6) 2.2红外传感器电路 (7) 2.2.1人体位置检测 (8) 2.2.2环境光检测 (8) 2.2.3过零检测部分 (9) 2.3输出控制部分电路 (9) 2.4电源控制部分 (10) 2.5遥控器部分 (11) 3.系统的软件设计 (12) 3.1系统程序框图 (12) 3.2系统主程序设计 (13) 3.3采样子程序设计 (15) 3.4滤波程序设计 (16) 3.5遥控器程序设计 (17) 4.结语 (19) 参考文献 (20) 附录A (21)

摘要 这个智能台灯的主要设计思想来源于生活。台灯是一般家庭的生活必需品,但由于经常忘记关灯而造成巨大的能源浪费本文给出了一种基于BISS0001和单片机89C51组成热释电红外传感器控制电路来制作一种智能台灯的设计方法。该方法的控制可以根据台灯旁边是否有人以及光线的强弱来自行控制台灯的关和开,从而使人们使用起来比较方便,而且能起到节能的效果。 基于单片机控制的智能节能台灯,社会在不断进步,人类在不断追求,市场在不断变化,高科技应用含量决定着产品发展的新趋势和前景,智能化技术在电子产品领域的应用意义深远。随着电子产品的快速发展,家用电器也越来越偏向智能化,已经应用于实际中的有智能洗衣机,智能电饭锅,智能电磁炉等,而所用的智能化家用电器都用一个共同的特点,都是利用单片机作为中央控制单元。结合了单片机的智能家用电器和普通家用电器相比,功能上更强,使用更方便,安全可靠性也更高,最重要的是更节省电能,提高了家用电器的品质。 关键词:智能;省电;方便;保护视力 Abstract The system of the main idea is derived from life. the lamp is the average family necessities of life, but often forgot to turn off the light of energy and enormous waste of this article gives a monolithic integrated circuits 89c51 biss0001 and based on the infrared sensors interpretation of the control circuit to make an intelligent lamp approach. The method of control on the desk next to whether a man and the light of their console to the door and opened, people use more convenient and forms of energy conservation. Revivification control of a lamp energy, the progress, human being, the market has changed, higher technology applications in the product development of new trends and prospects, intellectualized technology in the electronics field of application of far-reaching significance. with the rapid development of electronic products, a combination of household "monolithic integrated circuits, and household functions stronger and more convenient usage and more higher reliability and security, the most important thing is more economical electricity and to improve the quality of the household. Keywords: intelligent;electricity; and preserve your eyesight

节能灯电路图

220V交流电源供电的电容限流式LED节能灯图 1、高亮LED应用电路图集 1.采用220V交流电源的电阻限流式小射灯或台灯 图1电路的特点是制作简单,根据本地区电源电压的高低,一般可用管子90-100只串联。管子的数量如果太少效率相对就较低。限流电阻R根据电源电压和管子的数量适当调整以控制发光管的电流,一般不要超过20mA。对于电源电压不稳定和波动较大的地区,发光管的电流也会跟着电压的波动而有所波动,这是它的缺点。限流电阻R的功率要求2W以上,以免发热损坏(发光管数量越少,R的阻值就要越大且功率也要越大)。本电路总耗电功率不足6W。如果用于制作射灯,则宜选用聚光型的发光管,如果用于制作一般照明台灯,则宜选用散光型的发光管。 / 2、2、采用恒流源电路的220V交流电源小射灯或节能照明灯 图2是采用恒流源的电路,虽然电路多用了几个元件,增加了一些成本,但使用效果要比只用电阻限流的电路好得多,即使电压波动较大,电路仍然能保持电流恒定不变,这对发光管的寿命是非常有利的,本电路中的主要元件三极管,要求其耐压要400V以上,功率也要10W以上的大功率管,如MJE13003、MJE13005等,并且要加上散热片,滤波电容C容量为4.7uF,耐压要有400V以上,发光管电流的大小由R2调整决定,为方便调整可用可变电阻调整后再换上相同阻值的固定电阻,本电路可带发光管数量少则十几只,最多可达到90多只,在此范围内的电流都能基本保持恒定不变。本电路使用发光管数量也不可太少,越少其效率也越低。本电路总耗电功率约6W。 3、采用220V交流电源的电容限流式节能照明灯 图3电路的优点是成本较低体积较小,电路的电流也相对恒定,通过管子的电流大小主要由C1决定。本电路具有完善的三重防冲击电流设计,能最大限度的保护发光管的安全。即R2防开灯时的大电流对整流管的冲击;电容C2起滤波并和R2、R3共同起防开灯时大

智能台灯的设计

智能台灯的设计

开放实验报告 实验名称基于单片机控制的智能台灯的设计学生姓名汤神根 系、专业信息工程系、电子科学与技术指导教师许建明 2015年7 月5 日

基于单片机控制的智能台灯的设计 一、实验目的 1.综合应用所学电子课程,用单片机设计控制模块。 2.通过本次设计,加强学生对单片机的深刻理解,提高学生的设计能力和动手能力。 3.了解PCB板制造过程。 二、实验内容 设计一款通过单片机控制的智能台灯,能够自动根据环境的亮度和桌前有无人体来关闭和开启台灯。 三、实验原理 本系统采用51单片机为控制芯片,集成HC-SR501 探头人体红外感应模块来感应人体的有无,光敏电阻为环境亮度感应器。该设备外围元件少简化了电路设计,提高了系统的可靠性。 AT89C52简介 AT89C52是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。 AT89C52有40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含2个外中断口,3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,2 个读写口线,AT89C52可以按照常规方法进行编程,也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起,特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低开发成本。 AT89C52是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置

基于PWM调光的多功能LED台灯设计方案

基于PWM调光的多功能LED台灯设计方案2012-04-26 站长统计 中心议题: 基于PWM调光的多功能LED台灯设计方案 解决方案 探究系统硬件电路设计方法 设计基于PWM 调光的多功能LED 台灯 引言 随着全球能源危机和气候变暖问题的日益严重,绿色节能已经成为全球普遍关注的话题,人们正通过各种途径寻找新的节能方式。照明是人类消耗能源的重要方面,在电能消耗中,发达国家照明用电占发电总量的比例是19%,我国也达到12%.随着经济发展,我国的照明用电将有大比例的提高,因此绿色节能照明的研究越来越受到重视。LED 作为一种固态冷光源,是继白炽灯、荧光灯、高强度放电灯(如高压钠灯和金卤灯)之后的第四代新光源。基于白光LED 的固态照明,是一种典型的绿色照明方式,与传统光源相比,具有节能、环保、寿命长、体积小、安全可靠等特点,代表着照明技术的未来,并符合当前政府提出的"建设资源节约型和环境友好型社会"的要求。可以预见不久的将来,LED 必然会进入普通照明领域取代现有的照明光源。 目前,市场上采用白炽灯、卤素灯、荧光灯为光源的台灯普遍存在着低效率、高能耗、不易调光等缺点;至于寿命结束的含汞灯,一旦处理不当,将对环境造成严重危害;而且部分台灯产品功能单一,缺少亮度调节、时钟日历、温度显示等功能,无法适应现代家庭生活的实际需求。为解决当前问题,本文设计了以AT89S51

单片机为核心的多功能白光LED 台灯系统,采用PT4115 大功率LED 恒流驱动方案,可实现对LED 台灯的PWM 调光控制;同时兼有时钟日历、声光闹钟、温度检测、液晶显示等多项功能。在实现高效节能的同时,为家庭使用提供了极大的便捷。 1 系统硬件电路设计 该多功能 LED 台灯系统采用20 只5mm 高亮白光LED 灯珠为光源,以 AT89S51 单片机为主控芯片,由LED 恒流驱动系统、时钟系统、测温系统、液晶显示系统、蜂鸣系统、按键系统组成。系统结构框图如图1 所示。 该系统可具体实现LED 台灯的10 级PWM 调光控制;液晶屏实时显示时钟、日历与环境温度信息;闹钟功能采用声光报警方式,即一旦到达闹钟时间,LED 台灯自动点亮,并发出蜂鸣声报警,以唤醒用户;用户可通过按键系统实现对时钟日历与闹钟参数的设置、LED 亮度的调节以及闹钟报警的解除。 图1 系统结构框图 1.1 单片机主控系统 本设计主控系统采用ATMEL 公司的高性能AT89S51 芯片实现,其P0 口外接10K 的上拉电阻,P0.0~P0.7 同时作为DS12C887 的数据接口与液晶1602 的数据接口。P2.0~P2.3分别连接DS12C887 芯片的片选端CS、地址选通输入端AS、数据选择端DS 与读/写输入端R/W,P3.2 连接其闹钟中断请求输出端IRQ.P2.5~P2.7 分别连接液晶1602 的使能端EN、数据/命令选择端RS、读/写选择端RW.P2.4 作为蜂鸣器控制端。P3.0 作为DS18B20 的信号输入端。P3.1、P3.4、P3.5、P3.6

ed节能灯电路图及制作过程

ed节能灯电路图及制作过程 为了让广大的电子爱好者和电子DIY发烧友能够自己制作简易的贴片LED节能灯,现博主特意为广大的朋友奉献一款贴片LED节能灯的制作资料和贴片LED灯的简易制作过程包含贴片LED节能灯制作电路图,以下是10贴片LED灯的制作电路图: 图1是一款贴片LED照明灯具的实用电路图,该灯使用220V电源供电,220V交流电经C1降压电容降压后经全桥整流再通过C2滤波后经限流电阻R3给串联的10颗贴片LED提供恒流电源.贴片LED的额定电流为20mA,但是我们在制作节能灯的时候要考虑很多方面的因素对贴片LED的影响,包括光衰和发热的问题,LED的温度对光衰和寿命影响很大,如果散热不好很容易产生光衰,因为LED的特性是温度升高电流就会增大,所以一般在做大功率照明时散热的问题是最重要的,将影响到LED的稳定性,小功率一般都采取自散热方式,所以在电路设计时电流不宜过大.图中R1是保护电阻,R2是电容C1的卸放电阻,R3是限流电阻防止电压升高和温度升高LED的电流增大,C2是滤波电容,实际在LED电路中可以不用滤波电路,C2是用来防止开灯时的冲击电流对LED的损害,开灯的瞬间因为C1的存在会有一个很大的充电电流,该电流流过LED 将会对LED产生损伤,有了C2的介入,开灯的充电电流完全被C2吸收起到了开灯防冲击保护.该电路是小功率灯杯最实用的电路,占用体积小可以方便的装在空间较小的灯杯里,现在被灯杯产品广泛的采用.优点:恒流源,电源功耗小,体积小,经济实用.但是在设计时降压电容要采用耐压在400V以上的涤纶电容或CBB电容,滤波电容要用耐压250v以上.此电路适合驱动7-12只20mA的贴片LED 图2是电路板图PCB

led节能灯维修电路图

led节能灯维修电路图 led节能灯维修电路图 led节能灯有低电压启辉、无频闪、无噪音、高效节能、开灯瞬间即亮、使用寿命长(3000小时以上,为普通白炽灯的3倍多)的好处,深受广大消费者的喜爱 先说下led节能灯好坏的检测流程 首先要排除假故障。关灯后节能灯有间隙性的闪光,这并不是灯的质量问题。主要原因是电工线路安装不规范,将开关设在零线造成的。只要把进线端的零线与火线调换一下即可。使用了带氖灯的开关,关灯后仍然能形成微流通路,或借线安装双联开关的,会造成有时关灯后有闪光现象。 维修led节能灯时,为安全应用英才取措施:隔离变压器隔离市电。 一、led节能灯不能正常点亮的检修 1.常见为谐振电容C6击穿(短路)或耐压降低(软击穿),应换为耐压在1kV以上的 同容量优质涤纶或CBB电容。 2.灯管灯丝开路。若灯管未严重发黑,可在断丝灯脚两端并联0.047μF/400V的涤 纶电容后应急使用。

3.R1、R2开路或变值(一般以R1故障可能性较大),用同阻值的1/4W优质电阻代 换。 4.三极管开路。如发现只有一只三极管开路,但不能更换一只,而应更换一对耐压在 400V以上的同型号配对开关管。否则容易出现灯光打滚或再次烧管。 5.灯光闪烁不停。灯管若未严重发黑,检查D5、D6有无虚焊或开路,若D5、D6软击 穿或滤波电容C1漏液及不良,也会使灯光闪烁不停。 6.灯难以点亮,有时用手触摸灯管能点亮或灯光打滚,这可能是C3、C4容量不足、不 配对。 7.倘若单支小功率节能灯点亮后灯丝有发红或发光的现象,还应检查D1~D4有无软 击穿,C1是否装反或漏电,电源部分有无短路等。 8.扼流圈L及振荡变压器B的磁心有断裂。如若单换磁心,要注意三点:(1)使用符 合要求的磁心,否则可能使扼流圈的电感值有较大出入,给节能灯埋下隐患;(2)磁隙不能过小,以免磁饱和;(3)磁隙间用合适的垫衬物垫好后,用胶粘剂粘上,并缠上耐高温阻燃胶带,以防松动。此外对B的同名端不能接错。 9.检修使用触发管的电子镇流器,应重点检查双向触发二极管,此管一般用DB3型, 它的双向击穿电压为32±4V。 二、led节能灯有元件明显损坏的检修 1.1.虽不熔断保险、不烧断进线处线路而电阻等有明显损坏的,三极管必损无疑。这 首先可能是灯管老化引起的,其次是使用环境差,另外可能是由C1失去容量造成的。 对于前二种情况,在更换电阻、三极管时,最好也更换配对的C3、C4小电解。对于后一种,C3、C4不必更换,由于C1工作在高压条件下,务必选用优质耐热电解电容器进行代换。 2.在熔断保险、烧断进线处线路的情况下,若C1、Q1、Q2完好,则必须逐个对D1~ D4进行常规检查和耐压测试。或把D1~D4全部用优质品代换。 3.C1爆裂,如伴有熔断保险、烧断进线的现象,应将D1~D4、C1全部更换。 4.只有Q2一侧的阻容件、三极管烧坏的,应重点检查C2是否已击穿。 5.若高频变压器B损坏,可用∮0.32mm高强线在10mm×6mm×5mm的高频磁环上 绕制,T1、T2各为4圈;T3为8圈(注意头尾)。扼流圈L:灯管功率5~40W,相应为1.5~5.5mH之间。 三、少数电子节能灯对其他家用电器的干扰。 可调整L的电感量或C2的电容量,使其不干扰遥控电视机,又能安全工作。 四、日常使用中led节能灯应该注意的地方 1.led节能灯不能在调光台灯、延时开关、感应开关的电路中使用。 2.led节能灯应避免在高温高湿的环境中使用。

智能台灯课程设计.教程文件

计算机控制技术与应用课程设计基于单片机的智能台灯设计 姓名_张良浩__ 系(部)电气工程与自动化 专业电气工程及其自动化 学号_B10040436 2013年5月19 日

摘要 社会在不断进步,人类在不断追求,市场在不断变化,高科技应用含量决定着产品发展的新趋势和前景,智能化技术在电子产品领域的应用意义深远。随着电子产品的快速发展,家用电器也越来越偏向智能化,已经应用于实际中的有智能洗衣机,智能电饭锅,智能电磁炉等,而所用的智能化家用电器都用一个共同的特点,都是利用单片机作为中央控制单元。结合了单片机的智能家用电器和普通家用电器相比,功能上更强,使用更方便,安全可靠性也更高,最重要的是更节省电能,提高了家用电器的品质。 智能台灯以专门感应人体红外信号的热释电红外传感器为基础,以 BISS0001信号处理电路,利用单片机进行处理,以达到便于控制的目的。当房间亮度不够时,且有人在附近时,台灯便会自动点亮,省去了黑暗中摸开关麻烦;当学习时由于靠桌面太近,造成坐姿不正,系统就会提示,以纠正坐姿,防止近视;学习太累了时,趴在桌子上睡会儿时,台灯就会自动熄灭;当无人在时,系统也会使台灯自动熄灭,以达到节省能源的目的。 关键词:智能台灯 BISS0001 单片机 AT89C51

目录

第一章绪论 1.1 智能台灯系统概述 随着科技的高速发展,各种各样的科技产品、家用电器开始走入人们的生活,这一切都大大地提高了人们的工作效率、改善了人们的生活,现在电器的发展趋势是智能化,这样会使人们使用起来更加方便。随着智能控制理论和人工智能研究的深入,各种更加逼真地模拟人类智能的家用电器会更多地出现,而单片机和智能理论的结合,将来不但更多地改进现行家用电器,而且将会产生全新的家用电器。家用电器因为单片机的加入而走向智能化,并且随着人们生活水平的提高日益走向平民化,我们的生活也随着家用电器的发展越来越方便、舒适。随着家用电器的发展,作为家用电器当中的小台灯也要顺应科技的发展步伐走向智能化。 台灯是人们生活中用来照明的一种家用电器。它一般分为两种,一种是立柱式的,一种是有夹子的。它的工作原理主要是把灯光集中在一小块区域内,集中光线,便于工作和学习。一般台灯用的灯泡是白炽灯或者节能灯泡,有的台灯还有应急功能,用于停电时无电照明。 目前,灯具市场上出售的灯具种类繁多,一般台灯均采用220V交流电源供电,日光灯管、白炽灯泡为光源,手动开关或触摸感应式开光来控制。但这类台灯存在很多弊端,一是电压是不安全电压,给人们使用带来不安全因素;二是日光灯还具有频闪效应,经常使用会给人的眼睛带来一定的伤害;三是耗电量大、台灯通常都是以日光灯为主,在几瓦到几十瓦之间;四是人工化,人们由于手工操作,往往会忘记关灯,这也造成电能的浪费,到目前为止,在灯具市场上,很少见到采用+5V的直流电源供电的一种人体智能台灯,它具有既不会出现触电,使用寿命长、无辐射、又不污染等优点,有许多普通按键台灯所无法比及的优势,智能化台灯一方面可以更节省电能,有利于环保,另一方面可以纠正使用者的坐姿,预防脊椎变形和眼睛近视。同时,智能台灯在黑暗的时候自动开关灯的功能也让使用者使用起来更方便,省去黑暗摸灯的麻烦。

LED节能灯电路图

LED节能灯电路图--不需要外部开关的大功率LED灯具驱动电路图 随着新一代的新LED实现了较高的功率和效率,这些设备的应用逐渐扩展到了新的领域,如手电筒或车辆应用等。大功率LED与白炽灯泡及荧光灯管等共同应用于环境照明中。电流源是对LED供电的最佳方式。由于多数的能源,包括电池、发电机及工业主电源,越来越像电压源而不是像电流源,LED需要在其与电源之间插入某些电子电路。这种电路可以很简单,如同串联电阻器。但考虑到能源效率及其它因素,最好的是高效的电压馈入式电流源。对于电流大于0.35A的LED,感应式开关稳压通常是最佳选择。 本设计实例提供了一系列基于单电源集成电路开关稳压器电路,主要是为了提高效率和减小体积。电路设计师为了实现此目标,尽量减少使用较大的元件,如外接功率晶体管、开关、大电容、电流检测电阻,并采用持续的大密度光源尽可能扩展光照范围来维持电路正常运行。 图1、2、3中的电路适合采用三、四个碱性电池、镍氢电池(NiMH)或镉镍电池(Ni Cd)组成的电源供电。图4和图5中的电路可用于汽车,其配电系统的标称线路电压为12V、24V或42V。图4、5中的电路也可用于包括24V配电线路进行控制的工业系统和应急子系统及电信应用,其系统电源为–48V线路电压。 图一 这些电路的设计者们采用相同的概念:全面集成的单芯IC开关稳压器和微功耗运算放大器。运算放大器驱动IC上的1.25V反馈端子。尽管该节点针对的是标准电压稳压器的拓扑结构,运算放大器将其与小得多的电流检测电压及略有差异的电流调节器拓扑结构相匹配。这些电路都不需要使用外部电源开关。由于不需要平滑处理LED电流中的高频纹波,这种设计避免了开关稳压器中常用的较大值的滤波电容。所有电路的共同点是可以选择变暗功能,方法是在运算放大器的输入端引入可由电阻和电位器调节的偏置来实现。根据IC的不同,电阻及电位器可由内部稳压器的VD或CVL端子来供电。

电子节能台灯电路图及维修.doc

电子节能台灯电路图及维修 2008-10-22 13:08:00 分类:维修保养| 技术| 评论(1) | 如图所示电子节能灯电路图及维修 电子节能灯具有低电压启辉、无频闪、无噪音、高效节能、开灯瞬间即亮、使用寿命长(3000小时以上,为普通白炽灯的3倍多)等优点,很受消费者的欢迎(尤其在电源电压波动频繁的地区)。 电子节能灯有玻罩型和裸露型。玻罩型又有球型、球柱型、工艺型等三个系列,前两个系列均有全透明、刻花、彩色刻花和乳白色4个品种。它具有外形美观、安装时不易损坏灯管、耐碰撞等优点;裸露型则有H型、UH型、3U型、4U型、2D型及螺旋型等。按发光的颜色分,则可分为红、绿、蓝、黄(色温为2700K,属暖色光,类似于白炽灯的光色)、白(色温以6400K居多,属冷色光,类似于日光灯的光色);而色温为5000K的灯管因光色接近于自然光,对眼睛无刺激,更适合于学生和精细工作。本文介绍的电子节能灯电路见图1,该电路已加有软启动(灯丝预热)电路,可延长灯管寿命。 多应用于护目灯和外销灯具中。 维修电子节能灯,首先要排除假故障。关灯后节能灯有间隙性的闪光,这并不是灯的质量问题。主要原因是电工线路安装不规范,将开关设在零线造成的。只要把进线端的零线与火线调换一下即可。使用了带氖灯的开关,关灯后仍然能形成微流通路,或借线安装双联开关的,会造成有时关灯后有闪光现象。 维修电子节能灯时,为安全应用1:1隔离变压器隔离市电。 一、灯不能正常点亮的检修

1.常见为谐振电容C6击穿(短路)或耐压降低(软击穿),应换为耐压在1kV以上的同 容量优质涤纶或CBB电容。 2.灯管灯丝开路。若灯管未严重发黑,可在断丝灯脚两端并联0.047μF/400V的涤 纶电容后应急使用。 3.R1、R2开路或变值(一般以R1故障可能性较大),用同阻值的1/4W优质电阻代 换。 4.三极管开路。如发现只有一只三极管开路,但不能更换一只,而应更换一对耐压在400V以上的同型号配对开关管。否则容易出现灯光打滚或再次烧管。 5.灯光闪烁不停。灯管若未严重发黑,检查D5、D6有无虚焊或开路,若D5、D6软击 穿或滤波电容C1漏液及不良,也会使灯光闪烁不停。 6.灯难以点亮,有时用手触摸灯管能点亮或灯光打滚,这可能是C3、C4容量不足、不配 对。 7.倘若单支小功率节能灯点亮后灯丝有发红或发光的现象,还应检查D1~D4有无软击穿, C1是否装反或漏电,电源部分有无短路等。 8.扼流圈L及振荡变压器B的磁心有断裂。如若单换磁心,要注意三点:(1)使用符合要求的磁心,否则可能使扼流圈的电感值有较大出入,给节能灯埋下隐患;(2)磁隙不能过小,以免磁饱和;(3)磁隙间用合适的垫衬物垫好后,用胶粘剂粘上,并缠上耐高温阻燃胶带,以防松动。此外对B 的同名端不能接错。 9.检修使用触发管的电子镇流器,应重点检查双向触发二极管,此管一般用DB3型,它的 双向击穿电压为32±4V。 二、有元件明显损坏的检修 1.虽不熔断保险、不烧断进线处线路而电阻等有明显损坏的,三极管必损无疑。这首先可能是灯管老化引起的,其次是使用环境差,另外可能是由C1失去容量造成的。对于前二种情况,在更换电阻、三极管时,最好也更换配对的C3、C4小电解。对于后一种,C3、C4不必更换,由于C1工作在高压条件下,务必选用优质耐热电解电容器进行代换。 2.在熔断保险、烧断进线处线路的情况下,若C1、Q1、Q2完好,则必须逐个对D1~D4进行常规检查和耐压测试。或把D1~D4全部用优质品代换。 3.C1爆裂,如伴有熔断保险、烧断进线的现象,应将D1~D4、C1全部更换。 4.只有Q2一侧的阻容件、三极管烧坏的,应重点检查C2是否已击穿。 5.若高频变压器B损坏,可用∮0.32mm高强线在10mm×6mm×5mm的高频磁环上绕制,T1、T2各为4圈;T3为8圈(注意头尾)。扼流圈L:灯管功率5~40W,相应为1.5~ 5.5mH之间。

台灯工作原理

台灯工作原理 原理和开关电源同理,前级开关震荡,变压器后级增加绕组,感应出高压,做成升压线路,输出在1000以上!发射电子激发荧光灯里面的水银蒸汽和氩气粒子,以至荧光粉发光!!至于线路图,我给你找一下!如果是镇流器坏了,可以更换一只振流器板,在电子城买1 元左右 电子镇流器工作最基本的原理是把50Hz的工频交流电,变成20~50kHz的较高频率的交流电,半桥串联谐振逆变电路中,上、下两个三极管在谐振回路电容、电感、灯管、磁环的配合下轮流导通和截止,把工频交流电整流后的直流电变成较高频率的交流电。但是,具体工作过程中,不少书刊都把谐振回路电容充放电作为主要因素来描述,甚至认为“振荡电路的振荡频率是由振荡电路充放电的时间常数决定的”。实事上,谐振回路电容充电和放电是变流过程中的一个重要因素,但不能说振荡电路的振荡频率就是由振荡电路的充放电时间常数决定的,电路工作状态下可饱和脉冲变压器(磁环)磁导率变化曲线的饱和点和三极管的存储时间ts是工作周期的重要决定因素。 三极管开关工作的具体过程中,不少书刊认为“基极电位转变为负电位”使导通三极管转变为截止,“T1(磁环)饱和后,各个绕组中的感应电势为零”“VT1基极电位升高,VT2基极电位下降”;然而,笔者认为实际工作情况不是这样的。 1 三极管开关工作的三个重要转折点 1.1 三极管怎样由导通转变为截止——第一个转折点 如图1所示,不管是用触发管DB3产生三极管的起始基极电流Ib,还是基极回路带电容的半桥电路由基极偏置电阻产生三极管VT2的起始基极电流Ib,三极管的Ib产生集电极电流Ic,通过磁环绕组感应,强烈的正反馈使Ic迅速增长,三极管导通,那么三极管是怎样由导通转变为截止的? 实践证明,三极管导通后其集电极电流Ic增长,其导通转变为截止的过程有两个转折点,首先是可饱和脉冲变压器(磁环)磁导率μ的饱和点。 图2中,上面为磁环磁化曲线(B-H)及磁导率μ-H变化曲线,μ=B/H,所以μ就是B-H曲线的斜率。开始时μ随着外场H的增加而增加,当H增大到一定值时μ达到最大,其最大值为μ-H曲线的峰值,即可饱和脉冲变压器磁导率的峰值。此后,外场H增加,μ减小。在电子镇流荧光灯电路中,磁环工作在可饱和状态,在每次磁化过程中,其μ值必须过其峰值。 在初期,可饱和脉冲变压器(磁环)磁导率随着Ic的增长而增长(图2);Ic增长到一定值,可饱和脉冲变压器的磁导率μ过图2中峰值点,磁环绕组感应电压V环=-Ldi/dt,而磁环绕组电感量L=μN2S/ι(此公式还说明了磁环尺寸在这方面的作用),也就是说磁环绕组感应电压与可饱和脉冲变压器(磁环)磁导率μ成正比,磁环绕组感应电压V环过峰值(关于磁环绕组内电流的情况在后文说明,这里先以实测波形图说明),三极管基极电

(完整word版)智能台灯毕业设计文献综述

关于“智能台灯的设计与开发”的文献综述 一、前言部分 毕业设计是大学四年最后一个阶段特别重要的一个作业,它能让我们将大学四年学习的课本知识联系到具体的应用当中去。它是对我们大学阶段所学知识的一次综合运用,不但能使我们各方面的知识系统化,而且使所学知识实践化。要求我们了解并掌握硬件知识,软件知识,培养我们独立分析解决实际问题的能力及创新能力,并锻炼我们调查研究,搜集资料、查阅资料及阅读中、外文文献的能力等,为以后独立工作贡献社会做大学期间最后的准备。 我选择的设计题目是智能台灯的设计与开发。随着智能化时代的到来,智能产品层出不穷,已逐步渗入到人们工作和生活的方方面面。当前,患有近视眼的人数越来越多,我国近视眼发病率尤其突出。由于没有正确使用台灯,当光线变得昏暗时忘记及时打开台灯,或者长时间在高亮度的台灯下工作,久而久之,都会对视力产生一定的影响。虽然市场上已出现了具有调亮功能概念的台灯,但其仍不具备成熟的自动调亮功能。本设计所制作的智能台灯具备手动和自动调节两种模式,同时还加入了人体检测功能,可实现人走灯灭。在保护视力的同时,也为节能环保做出了一份贡献。 二、主题部分 2.1传统台灯与智能台灯的区别 传统的台灯的功能比较单一,主要就是为了实现照明,既不节约也不环保。而智能灯的主要含义是除了智能灯体,还有一个手持智能控制设备,智能灯控制设备具备计算能力和网络联接能力,通过应用程序,功能可以不断扩展。智能灯的核心功能是控制、灯光效果、创作、分享、光与音乐互动、光提升健康和幸福。 2.2智能台灯的发展方向 2.2.1、走向以人为本的科学化照明 智能化灯将从纯粹的智能功能的发展转向更注重人的行为的智能灯控。以人的行为、视觉功效、视觉生理心理研究为基础,开发更具有科学含量的,以人为本的高效、舒适、健康的智能化照明。 2.2.2、满足个性化、层次化的照明 智能技术与灯光控制的结合使照明更进一步地满足不同个体、不同层次群体的照明需求,是使照明从满足一般人的需求到满足个体、个性需求的必不可少的技术手段。这也应该是智能灯的发展方向。 2.2.3、智能技术与新光源及新照明技术的结合,创造崭新的照明文化 智能技术和电子开关等新照明光源和照明技术的结合,将构筑崭新的照明技术平台,其应用领域从智能家居照明到智能化的城市照明,有无限广阔的前景,并且正在创造一种崭新的高技术和高科学思想含量的照明文化。智能化照明的出现是灯具市场的发展趋势。 2.3此款台灯的有关技术知识 本人设计的智能台灯涉及的主要内容有热释电红外传感器技术,PWM脉冲宽度调制技术,模—数转换技术,电子电路技术以及有关的编程知识。 2.3.1热释电红外传感器 它主要是由一种高热电系数的材料,如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*1mm的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测元件,并将两个探测元件以反极性串联,以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探

节能灯电路原理分析

节能灯电路原理分析 电路分为三部分: 1.整流滤波,220V交流电经过D1D2D3D4桥式整流和C5滤波,给后面电路提供300伏直流电,极性为上面正极,下面负极。 2.三极管振荡开关电路,其工作原理:当电源刚刚接通时,300伏直流电压经R1,R2,C2构成回路,C2两端没有电压,三极管Q2截止。Q1也截止。同时,直流电压经过R1,R2分压经变压器的原边2,1端和扼流圈L2,L2~以及2个灯管的灯丝、C5,C5~和上面的灯丝到电源正端构成回路,预热灯丝。R2,C2同时有2个电流流向负极。 然后,C2的电压上升到使DB触发二极管导通,给三极管Q2基极提供电流, Q2导通。 Q2导通后,R2C2放电到约等于0,灯丝回路向Q1送电,Q1具备导通条件,Q2截止。同时,变压器副边的极性使Q1Q2的导通、截止起到助力作用,电路就此震荡起来。 当灯丝热到一定程度,内阻下降辉光放电,使得高频扼流圈与电容的谐震回路由谐振变为失谐,电压下降,电流增加,维持灯管发光。

原理和开关电源同理,前级开关震荡,变压器后级增加绕组,感应出高压,做成升压线路,输出在1000以上!发射电子激发荧光灯里面的水银蒸汽和氩气粒子,以至荧光粉发光!!至于线路图,我给你找一下!如果是镇流器坏了,可以更换一只振流器板,在电子城买1元左右 电子镇流器工作最基本的原理是把50Hz的工频交流电,变成20~50kHz的较高频率的交流电,半桥串联谐振逆变电路中,上、下两个三极管在谐振回路电容、电感、灯管、磁环的配合下轮流导通和截止,把工频交流电整流后的直流电变成较高频率的交流电。但是,具体工作过程中,不少书刊都把谐振回路电容充放电作为主要因素来描述,甚至认为“振荡电路的振荡频率是由振荡电路充放电的时间常数决定的”。实事上,谐振回路电容充电和放电是变流过程中的一个重要因素,但不能说振荡电路的振荡频率就是由振荡电路的充放电时间常数决定的,电路工作状态下可饱和脉冲变压器(磁环)磁导率变化曲线的饱和点和三极管的存储时间ts是工作周期的重要决定因素。 三极管开关工作的具体过程中,不少书刊认为“基极电位转变为负电位”使导通三极管转变为截止,“T1(磁环)饱和后,各个绕组中的感应电势为零”“VT1基极电位升高,VT2基极电位下降”;然而,笔者认为实际工作情况不是这样的。 1 三极管开关工作的三个重要转折点 1.1 三极管怎样由导通转变为截止——第一个转折点 如图1所示,不管是用触发管DB3产生三极管的起始基极电流Ib,还是基极回路带电容的半桥电路由基极偏置电阻产生三极管VT2的起始基极电流Ib,三极管的Ib产生集电极电流Ic,通过磁环绕组感应,强烈的正反馈使Ic迅速增长,三极管导通,那么三极管是怎样由导通转变为截止的? 实践证明,三极管导通后其集电极电流Ic增长,其导通转变为截止的过程有两个转折点,首先是可饱和脉冲变压器(磁环)磁导率μ的饱和点。 图2中,上面为磁环磁化曲线(B-H)及磁导率μ-H变化曲线,μ=B/H,所以μ就是B-H曲线的斜率。开始时μ随着外场H的增加而增加,当H增大到一定值时μ达到最大,其最大值为μ-H曲线的峰值,即可饱和脉冲变压器磁导率的峰值。此后,外场H增加,μ减小。在电子镇流荧光灯电路中,磁环工作在可饱和状态,在每次磁化过程中,其μ值必须过其峰值。

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