【摘要】本文中的基于51單片機控制的智能LED燈利用光感技術(shù)檢測周圍光的強度信號，同時熱釋電紅外傳感器采集了人體熱釋電傳感信號，將信號傳送到處理器，同時再利用單片機的功能來實現(xiàn)控制LED燈的開關(guān)調(diào)節(jié)。

【關(guān)鍵詞】單片機；閉環(huán)回路控制；智能led燈

前言

隨著社會的發(fā)展人們對生活質(zhì)量的要求越來越高，照明在能耗中所占的比例日益增加，照明也早已成為我們生活的不可或缺的一部分。在當(dāng)今社會中，比較普遍使用的有通過聲音、觸摸、光感等來控制的照明燈具。然而這些都有一定的局限性，不能得到最大化的利用。

LED燈壽命比較長、省電、比較環(huán)保，正式由于這些優(yōu)點的存在以及等下對LED燈的大力研究，因而LED燈走上了歷史的舞臺。采用LED燈作為我們社會的首選照明用具，肯定可以節(jié)約很多電能，節(jié)電的意義非凡，不但減少發(fā)電過程中的污染，還能為我們的后代留下財富。因此節(jié)電是件利國、利民、利己的好事。而本設(shè)計能最大限度的節(jié)省日常照明所消耗的電能，有著巨大的經(jīng)濟環(huán)境效用。

1.硬件介紹

1.1控制板

控制板主要由以下幾個部分組成：

MCS-51單片機、8位的微處理器、片內(nèi)為128個字節(jié)，片外最多可外擴至64k字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、5個中斷源，2級中斷優(yōu)先權(quán)的中斷系統(tǒng)、2個16位的定時器/計數(shù)器、1個全雙工的串行口、4個并行8位I/O口、21個特殊功能寄存器。

1.2光照檢測

方案一、采用光敏二極管或三極管等光傳感器件把環(huán)境亮度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字電平，然后直接接入單片機IO引腳。

方案二、采用光敏電阻把環(huán)境亮度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓值（模擬值），然后通過運放后給單片機輸入一個標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號。

由于光敏電阻屬于純阻性器件，所以采用方案一。

1.3人體檢測

人體檢測主要通過菲涅爾透鏡來完成，當(dāng)人進入感應(yīng)范圍，人體釋放的紅外光透過鏡片被聚集在某個同心環(huán)上，然后生成一個光信號，再通過探頭將光信號轉(zhuǎn)換成電信號來工作。

1.4熱釋電傳感器

熱釋電紅外線傳感器用于檢測人體輻射的紅外線，然后通過一定的方式轉(zhuǎn)換成電壓信號，將電壓信號投入到工作中。

人體熱釋電檢測電路圖如下：

檢測對象—菲涅爾透鏡—熱釋電紅外傳感器—信號處理電路—Vm

1.5照明設(shè)備驅(qū)動

方案一、采用可控硅控制?？煽毓栌址Q晶閘管，是一種具有三個PN 結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件。其具有體積小、結(jié)構(gòu)相對簡單、功能強等特點，是比較常用的半導(dǎo)體器件之一。

方案二、采用繼電器控制。繼電器是一種當(dāng)輸入電、磁、聲、光、熱等達到一定值時，輸出量發(fā)生跳躍式變化的自動控制器件。其動作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長、體積小，所以廣泛應(yīng)用于運動、遙控、電力保護、自動化、測量和通信等裝置中。根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)，可以將其分為電磁繼電器、熱敏干簧繼電器、固態(tài)繼電器、磁簧繼電器、光繼電器等。由于電磁繼電器簡單易用，開關(guān)狀態(tài)極其容易判斷，所以本設(shè)計采用電磁繼電器來控制。

2.工作過程

首先光照射到LED燈系統(tǒng)上，軟件系統(tǒng)會對光照進行檢測以及做出相應(yīng)的反應(yīng)。亮度調(diào)節(jié)分為三個階段，當(dāng)周圍光強信號高于設(shè)定值時所有LED燈關(guān)閉。當(dāng)周圍光強度信號低于設(shè)定值時控制器打開一部分LED燈，光強信號低于更小的設(shè)定值時在打開一部分LED燈，光強信號低于最小的設(shè)定值時全部LED燈打開。進入深夜則會自動變暗減少能耗，檢測周圍有人時根據(jù)此時光強情況調(diào)節(jié)亮度，達到最大限度的節(jié)約電能和卻不影響正常照明的目標(biāo)。

3.創(chuàng)新點

3.1工作電壓低，能耗低的LED燈構(gòu)成照明設(shè)備

相對于普通的led燈，我們的led燈有以下優(yōu)點：

1）全自動光敏開關(guān)，節(jié)能省電；

2）天亮自動關(guān)閉，天黑會自動開燈，從此，孩子睡覺不再怕黑，同時告別晚上睡醒時強光對眼睛的刺激；

3）智能感應(yīng)：當(dāng)有人、車進入產(chǎn)品的探測范圍后，智能感應(yīng)器工作打開燈具，離開探測范圍后自動熄滅；

4）智能延時：智能感應(yīng)燈以檢測到的最后一次活動物體的時間為起始點，自動延時熄滅，不會造成中途熄滅的情況；

5）工作方式：感應(yīng)開關(guān)接通后，在延時時間段內(nèi)，如有物體活動開關(guān)將持續(xù)接通，直到活動物體離開；

6）亮度調(diào)節(jié)：根據(jù)外界的光線強度，自動識別白天黑夜，控制開關(guān)是否工作，并且可通過51單片機控制led燈的驅(qū)動電路來調(diào)節(jié)其亮度，達到節(jié)能的效果；

7）發(fā)光效率高，消耗的能量較同光效的白熾燈較少80%，較熒光燈減少50%；

3.2利用MCS-51單片機進行控制

MCS-51單片機具有以下幾個優(yōu)點：

1）可靠性高；

2）控制功能強。具有豐富的控制指令；

3）實用性好。體積小，功耗低，價格便宜，易于產(chǎn)品化；

3.3多個led燈并聯(lián)集成在一起控制亮度

通過光敏電阻檢測外部光亮，然后通過51單片機控制led燈的亮滅個數(shù)，從而達到亮度控制。

參考文獻

[1]孫建國.一種LED節(jié)能燈燈頭絕緣座[Z].CN201827842U：2011

[2]王雁塵.LED基準(zhǔn)穩(wěn)壓源的聲光控LED節(jié)能燈[Z].CN201878368U：2011

[3]王磊.LED節(jié)能燈結(jié)合太陽能引領(lǐng)綠色照明[J].中國質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督，2011，（7）

[4]孫云飛，張偉，張衛(wèi)濱，萬穎濤，尹海林，呂鵬宇.LED節(jié)能燈在礦山井下的應(yīng)用[J].有色冶金節(jié)能，2011，（4）

[5]華曉.LED節(jié)能燈使用的可行性分析[J].機電信息，2010，（36）

[6]翁榮灼.LED節(jié)能燈的安規(guī)要求[J].安全與電磁兼容，2011，（1）

[7]馬璐，劉靜.高功率LED熱管理方法研究最新進展[J].半導(dǎo)體光電，2010年01期

[8]周元華，李會兵.一種室內(nèi)LED照明智能控制器設(shè)計[J].建筑節(jié)能，2009年11期

[9]吳琦.LED技術(shù)及應(yīng)用分析[J].大眾科技，2009年11期