基于單片機(jī)LED智能照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1 引言

　　LED 被稱為第四代照明光源或綠色光源，LED的發(fā)光器件是冷光源， 具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、體積小等特點(diǎn)。白熾燈， 鹵鎢燈的光效為12 ～24lm /W，熒光燈50 ～ 70lm /W，鈉燈90 ～ 140lm /W，而且大部分的耗電變成了熱耗。LED 可達(dá)到50 ～200lm /W，而且單光的單色性好，光譜窄，無(wú)需過(guò)濾，可直接發(fā)出有色可見光。在相同照明效果的情況下，耗電量約為白熾燈的十分之一，熒光燈的二分之一。同樣效果的一支日光燈40 多瓦，而采用LED 每支的功率只有8 瓦。LED 的平均壽命達(dá)10 萬(wàn)小時(shí)，安全可靠性強(qiáng)，不含汞，鈉元素等可能危害健康的物質(zhì)， 有利于環(huán)保， 被稱為“綠色照明光源”。

　　2 智能照明控制方案設(shè)計(jì)

　　總體設(shè)計(jì):

　　利用光敏電阻檢測(cè)室內(nèi)光線的強(qiáng)弱，被動(dòng)熱釋紅外探測(cè)器可探測(cè)人體的特征，傳感器將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳送給控制核心———單片機(jī)，根據(jù)處理結(jié)果去控制照明設(shè)備的開啟、關(guān)閉和照度。圖1 為智能照明控制方案原理框圖。

　　該系統(tǒng)主要由三部分組成: 傳感器部分，控制器部分和LED 驅(qū)動(dòng)電路和照明系統(tǒng)，見圖1。

圖1 照明控制方案原理框圖

　　3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　3. 1 傳感器部分

　　3. 1. 1 被動(dòng)式熱釋電紅外探測(cè)器

　　該探測(cè)器有三個(gè)關(guān)鍵元件: 菲涅爾濾光晶片，它通過(guò)截止波長(zhǎng)8 ～ 12μm 的濾光晶片，起帶通濾波器的作用，使環(huán)境的干擾受到明顯的控制; 菲涅爾透鏡，聚焦作用，即將熱釋的紅外信號(hào)折射( 反射)在熱釋電紅外傳感器上，第二個(gè)作用是將警戒區(qū)內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū)，使進(jìn)入警戒區(qū)的移動(dòng)物體能以溫度變化的形式在熱釋電紅外傳感器上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號(hào)，這樣熱釋電紅外傳感器就能產(chǎn)生變化的電信號(hào); 熱釋電紅外傳感器將透過(guò)濾光晶片的紅外輻射能量的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，即熱電轉(zhuǎn)換。

　　人體都有恒定的體溫，一般在37 度，所以會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng)10μm 左右的紅外線，被動(dòng)式紅外探頭就是靠探測(cè)人體發(fā)射的10μm 左右的紅外線而進(jìn)行工作的。人體發(fā)射的10μm 左右的紅外線通過(guò)菲涅爾濾波片增強(qiáng)后*到紅外感應(yīng)源上。紅外感應(yīng)源通過(guò)采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射穩(wěn)定發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，經(jīng)檢測(cè)處理后就能產(chǎn)生電平的變化。

　　根據(jù)此原理應(yīng)用性能穩(wěn)定的紅外模塊，當(dāng)有人走動(dòng)時(shí)模塊輸出3. 3V 電壓，沒人時(shí)為低電平。模塊有可調(diào)的延時(shí)，最多可達(dá)到18 秒。