内蒙古快3照明科技有限公司欢迎您!

LED照明闭环控制内蒙古快3开奖系统的设计与实现

作者:内蒙古快3    来源:网络整理    发布时间:2021-12-22 14:07    浏览量:

  摘  要: 为了节能和智能控制灯光,构建了一个以STC12C5410AD单片机为核心的LED照明闭环控制系统,实现了对白光LED照明的闭环控制功能。该系统利用光敏电阻实时采集环境光线强度,自动调节白光LED亮度;采用A/D转换将光线强度的模拟量转化为数字量;采用I/O口实现对LED的PWM功率控制;采用电流驱动,电流步距可调的方式来调节白光LED。通过测试表明,该系统提高了照明环境的品质,具有电路简单、可靠性强的优点。

  关键词: STC12C5410AD;白光LED;A/D转换;PWM;电流驱动

0  引言

  白光LED由于其独特的发光原理使其具有节约能源、环保、寿命长、发光效率高、成本低、减少维护费用、提供更好的灯光品质等优点[1],而成为人们关注的焦点。近年来在各行业的应用得以快速发展,包括在景观、沿途公路、隧道等场所都有一定的应用。目前国内外己经开始实行对灯光的智能控制,但国内对楼宇灯光的智能控制还很简单且不完善,大多依然是传统式的人工管理,造成了电能浪费和经济损失,而且过强或过弱的光照条件会带给人不适感觉。因此本文设计了LED照明闭环控制系统,采用PWM调光技术,采集环境光线强度,自动调节3 mm LED亮度,达到经济、节能的目的。

  LED照明闭环控制系统由12个3 mm白光LED组成,采取软硬件设计相结合的方式,以STC12C5410AD单片机[2]为核心来实现总体方案的设计,从而完成该闭环控制系统的功能。

1 总体思路的设计

001.jpg

  系统的硬件电路框架如图1所示,主要由STC12C5410AD主控制模块、数据采集模块、脉冲电流驱动模块、通信模块、人机界面模块5个模块组成。其中,主控制模块以STC12C5410AD为核心由电源模块、时钟模块、复位模块构成。数据采集模块利用感光元件光敏电阻采集环境光线强度,再利用STC12C5410AD的ADC转换器把光线强度值的模拟量转化为数字量。脉冲电流驱动模块主要由S8050和白光LED构成,通过脉宽调制PWM产生的脉冲电流来驱动LED,改变脉冲电流的占空比来调节LED的亮度。人机界面模块包括键盘处理模块、LED显示模块和数码管显示模块。键盘处理模块用来调节LED亮度变化的步长,而且当前步长通过数码管显示模块的七段数码管来显示。串口通信模块用于硬件电路与PC的通信,传输数据。

  该系统的软件设计采用功能模块化编程思想实现,不同的模块完成相应的功能,并有程序上的中断、循环等。

2 硬件电路的设计

  2.1 系统主控制模块

  系统主控制模块是由STC12C5410AD单片机、电源模块、时钟模块、复位模块等构成,是整个硬件电路的核心,处理各种输入信号,发出指令控制各个器件工作,主控制电路如图2所示。

002.jpg

  电源模块为单片机及其他元器件提供5 V及3.3 V直流电压。时钟模块为单片机提供标准时钟和运算速度。复位模块用于硬件电路的稳定性和可靠性。

  2.2 数据采集模块

  STC12C5410AD单片机带有8路10位的高速A/D转换器,速度可达到100 kHz。随着光照的变化,感光元件光敏电阻从亮阻到暗阻的变化值在1 k级别到几百k之间。设计中采用光敏电阻与一个100 k电阻串联分压的办法来将光敏电阻阻值的变化转化为可以采集的电压变化。

  数据采集模块主要由光敏电阻[3]及100 k电阻构成。该闭环控制系统采用P1.7作为A/D转换口。采集环境中,根据光线强度的变化,光敏电阻的阻值随着改变,通过转化为电压的变化,将电压的模拟量转化为其数字量,然后根据电压的大小来调节单片机输出的脉冲电流占空比,从而调节脉冲电流的大小,进而自动调节LED亮度的大小。

  2.3 脉冲电流驱动模块

  该系统中运用脉宽调制PWM技术[4]来驱动12个白光LED。脉冲电流驱动模块用脉宽调制PWM技术产生的脉冲电流驱动LED,具有亮度高、散热性能好、驱动效率高等优点。通过STC12C5410AD,PWM信号频率通常会超过100 Hz,以确保这个脉冲电流不会被肉眼察觉。

003.jpg

  脉冲电流驱动模块由S8050和白光LED组成,硬件电路如3图所示。其中S8050是最大集存器电流为0.5 A的NPN型晶体三极管,用在各种放大电路中。用三极管S8050驱动12个并联排列白光LED,单片机通过PWM控制工作在饱和区的S8050,使其饱和导通或者截止,从而实现对LED灯亮度的控制。S8050饱和导通时,其集电极电流可以达到500 mA,可以提供12个LED所需的工作电流。

  2.4 人机界面模块

相关新闻推荐

关注官方微信

Copyright © 2020 内蒙古快3照明科技有限公司 All rights reserved 站点地图