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智能感應(yīng)燈方案開發(fā)
在能源緊張的今天，節(jié)能已經(jīng)成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要思路。但教室馬路沒人，燈還在亮著；而突然陰天大風(fēng)大雨需要路燈亮的時(shí)候卻沒有亮起來。既節(jié)約又能合理利用電能的設(shè)計(jì)更應(yīng)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)。同時(shí)，照明燈具發(fā)展到今天，發(fā)展方向逐步轉(zhuǎn)向低成本、自動(dòng)化階段。[現(xiàn)今市場上的各種感應(yīng)燈已基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能，但仍然存在一些不足之處。[2-4]如走廊接近式感應(yīng)燈，需要走進(jìn)后用手靠近才能夠點(diǎn)亮，有效的感應(yīng)距離顯得太短；紅外自動(dòng)感應(yīng)燈受到紅外發(fā)射角度的影響，無法在較大的范圍形成有效的感應(yīng)空間。
智能感應(yīng)燈設(shè)計(jì)
根據(jù)以上分析，擬定采用方案2）實(shí)現(xiàn)教室和馬路等大范圍空間電能的合理有效利用，圖1 為相應(yīng)設(shè)計(jì)的感應(yīng)燈系統(tǒng)工作示意圖。當(dāng)周圍環(huán)境較亮?xí)r，切斷燈具電源供給，燈具處于熄滅狀態(tài)；而當(dāng)周圍環(huán)境較暗時(shí)，判斷周圍是否有人，有人燈具被點(diǎn)亮，否則燈具處于熄滅狀態(tài)。根據(jù)工作示意圖，具體擬定如下設(shè)計(jì)思路：采用光敏電阻和微波傳感器采集亮度和有無人的信號，利用單片機(jī)智能控制燈具點(diǎn)亮和持續(xù)時(shí)間。此思路的實(shí)現(xiàn)分電路和程序設(shè)計(jì)兩部分， 其中電路部分主要實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的判斷，程序設(shè)計(jì)部分主要實(shí)現(xiàn)燈具點(diǎn)亮和持續(xù)時(shí)間的控制。
2.1智能感應(yīng)燈電路部分
如圖2 所示，電路部分主要包含四個(gè)模塊，各模塊主要器件及參數(shù)和要實(shí)現(xiàn)的主要功能，在圖上有說明。
2.2智能感應(yīng)燈程序部分
電路部分的數(shù)據(jù)采集處理模塊是利用單片機(jī)智能地控制燈具狀態(tài)。預(yù)智能感應(yīng)燈實(shí)現(xiàn)圖1 所示的工作過程，單片機(jī)內(nèi)程序設(shè)計(jì)按圖3 所示的流程圖編寫。其中：軟件控制部分采用外部中斷進(jìn)行判斷微波信號[8]，燈具點(diǎn)亮?xí)r間的長短利用定時(shí)器控制。
說明：判斷微波移動(dòng)產(chǎn)生的中斷方式：外部中斷0，電平觸發(fā)方式；保持燈亮的程序：定時(shí)器0，工作方式1。用來控制燈滅的延時(shí)子程序；管腳設(shè)置：P2.0 控制感應(yīng)燈的開啟狀態(tài)。低電平有效
按上述分析思路設(shè)計(jì)并制作智能感應(yīng)燈系。
智能感應(yīng)燈實(shí)物檢測與結(jié)果評價(jià)
實(shí)物及效果檢測如圖4 所示。圖4-(a) 、(b)為實(shí)物圖，圖4-(c)、(d)為效果檢測圖。圖4-(a)為實(shí)物整體外觀照片，為美觀而將電路板與燈具進(jìn)行了包裝。側(cè)面的圓環(huán)及與之相連的小盒為微波傳感器， 紅色的開關(guān)按鈕為總開關(guān)，電路板在其內(nèi)部，圖4-(b)即為內(nèi)部結(jié)構(gòu)及主要部件照片。圖4-(c)為環(huán)境較亮（照度大于10Lux）時(shí)接通燈具的情形，總開關(guān)已打開，微波傳感器已感應(yīng)到人的存在（傳感器信號燈變亮，閃爍），但因環(huán)境足夠亮，燈泡仍然處于熄滅狀態(tài)，這樣才能合理控制燈的狀態(tài)，達(dá)到節(jié)能的效果。而圖4- (d)顯示環(huán)境很暗（照度小于10Lux）時(shí)接通燈具的情形，微波傳感器感應(yīng)到人的存在， 光敏電阻也檢測出環(huán)境很暗，燈泡及時(shí)被點(diǎn)亮。同時(shí)，我們對制作的智能感應(yīng)燈系統(tǒng)的主要性能參數(shù)進(jìn)行了簡單測試，
總結(jié)
案例就能源緊缺的今天，教室馬路等公共場所照明燈具電能的浪費(fèi)和使用不合理現(xiàn)象，利用單片機(jī)和微波傳感器等設(shè)計(jì)并制作了智能感應(yīng)燈。解決了大范圍空間感應(yīng)問題，實(shí)現(xiàn)了電能的節(jié)約和合理利用。
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