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智能家居

智能感应灯方案开发


在能源紧张的今天,节能已经成为产品设计的主要思路。但教室马路没人,灯还在亮着;而突然阴天大风大雨需要路灯亮的时候却没有亮起来。既节约又能合理利用电能的设计更应是产品设计的主要目标。同时,照明灯具发展到今天,发展方向逐步转向低成本、自动化阶段。[现今市场上的各种感应灯已基本实现自动控制功能,但仍然存在一些不足之处。[2-4]如走廊接近式感应灯,需要走进后用手靠近才能够点亮,有效的感应距离显得太短;红外自动感应灯受到红外发射角度的影响,无法在较大的范围形成有效的感应空间。

智能感应灯设计

根据以上分析,拟定采用方案2)实现教室和马路等大范围空间电能的合理有效利用,图1 为相应设计的感应灯系统工作示意图。当周围环境较亮时,切断灯具电源供给,灯具处于熄灭状态;而当周围环境较暗时,判断周围是否有人,有人灯具被点亮,否则灯具处于熄灭状态。根据工作示意图,具体拟定如下设计思路:采用光敏电阻和微波传感器采集亮度和有无人的信号,利用单片机智能控制灯具点亮和持续时间。此思路的实现分电路和程序设计两部分, 其中电路部分主要实现对环境的判断,程序设计部分主要实现灯具点亮和持续时间的控制。

图一


2.1智能感应灯电路部分

图二


如图2 所示,电路部分主要包含四个模块,各模块主要器件及参数和要实现的主要功能,在图上有说明。

2.2智能感应灯程序部分

电路部分的数据采集处理模块是利用单片机智能地控制灯具状态。预智能感应灯实现图1 所示的工作过程,单片机内程序设计按图3 所示的流程图编写。其中:软件控制部分采用外部中断进行判断微波信号[8],灯具点亮时间的长短利用定时器控制。

图三


说明:判断微波移动产生的中断方式:外部中断0,电平触发方式;保持灯亮的程序:定时器0,工作方式1。用来控制灯灭的延时子程序;管脚设置:P2.0 控制感应灯的开启状态。低电平有效

按上述分析思路设计并制作智能感应灯系。

智能感应灯实物检测与结果评价

实物及效果检测如图4 所示。图4-(a) 、(b)为实物图,图4-(c)、(d)为效果检测图。图4-(a)为实物整体外观照片,为美观而将电路板与灯具进行了包装。侧面的圆环及与之相连的小盒为微波传感器, 红色的开关按钮为总开关,电路板在其内部,图4-(b)即为内部结构及主要部件照片。图4-(c)为环境较亮(照度大于10Lux)时接通灯具的情形,总开关已打开,微波传感器已感应到人的存在(传感器信号灯变亮,闪烁),但因环境足够亮,灯泡仍然处于熄灭状态,这样才能合理控制灯的状态,达到节能的效果。而图4- (d)显示环境很暗(照度小于10Lux)时接通灯具的情形,微波传感器感应到人的存在, 光敏电阻也检测出环境很暗,灯泡及时被点亮。同时,我们对制作的智能感应灯系统的主要性能参数进行了简单测试,

图四


总结

案例就能源紧缺的今天,教室马路等公共场所照明灯具电能的浪费和使用不合理现象,利用单片机和微波传感器等设计并制作了智能感应灯。解决了大范围空间感应问题,实现了电能的节约和合理利用。

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