基于单片机的LED灯控制器的设计
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基于单片机的智能LED台灯设计
随着科技的发展,智能家居逐渐成为人们生活的一部分。
其中,智能台灯作为室内照
明的重要组成部分,也逐渐得到了人们的关注和重视。
本文将介绍一种基于单片机的智能LED台灯设计方案。
一、设计原理
本设计采用RGB LED灯珠作为光源,可以通过单片机控制LED灯的亮度和颜色值,实
现智能调节。
通过外部环境光强度传感器,可以实现光感调光功能。
此外,还设置了手机
远程控制功能,用户可以通过手机APP或者微信公众号远程控制台灯的开关和色温。
二、设计流程
1.硬件设计
本设计采用CC2530单片机模块作为主控芯片,控制RGB LED灯珠和环境光感应器。
外部环境光强度传感器采用BH1750FVI数字光强度传感器。
三、结果实现
四、应用前景
智能LED台灯的应用前景广阔。
随着人们对生活质量的追求,智能家居将会逐渐普及。
作为照明系统中的重要一环,智能LED台灯可以为人们提供更加舒适、智能的照明体验,
减轻家庭负担,提高生活品质。
同时,随着科技的不断发展,智能LED台灯还可以进一步
融合更多高科技元素,实现更加智能化的设计,为用户提供更加舒适、智能化的生活体验。
总之,基于单片机的智能LED台灯设计方案是一种创新的应用方案,有着广阔的应用
前景。
通过不断的优化和升级,将有望打造出一款更加智能、人性化的智能LED台灯,为
人们带来更加便捷、舒适的生活体验。
51单片机彩灯控制器的设计一、设计目的单片机彩灯控制器是一种能够通过控制程序实现RGBLED灯光颜色和亮度变化的设备。
其设计目的是实现LED的多彩灯光效果,丰富室内环境,提高生活品质。
二、硬件设计1.单片机选择在设计彩灯控制器时,我们选择了常用的8051单片机作为控制芯片。
8051单片机拥有丰富的外设资源,易于编程控制,并且具有较高的稳定性和可靠性。
2.RGBLEDRGBLED是一种由红、绿和蓝三个LED灯组成的组合灯,可以通过控制不同颜色的LED来实现丰富多彩的灯光效果。
在设计中,我们选用了高亮度的RGBLED,以确保灯光效果的良好。
3.驱动电路为了驱动RGBLED,我们设计了一套驱动电路,其中包括三个恒流驱动电路和三个PWM调光电路。
恒流驱动电路可以确保LED的电流稳定,而PWM调光电路可以实现LED的亮度调节。
4.控制电路控制电路主要由单片机、按键、显示屏等组成。
通过单片机控制按键输入,并根据用户需求调整LED的颜色和亮度。
同时,显示屏可以实时显示LED的参数信息,方便用户操作。
5.电源彩灯控制器的电源一般采用直流5V供电,可以通过USB接口或者外部电源适配器来供电,以满足不同环境下的使用需求。
三、软件设计1.系统架构我们将彩灯控制器的软件设计分为三个模块:按键输入模块、LED控制模块和显示模块。
按键输入模块负责接收用户的按键输入,LED控制模块根据用户输入控制LED的颜色和亮度,显示模块实时显示LED的参数信息。
2.按键输入模块按键输入模块主要负责检测用户按键的状态,并根据按键的状态进行相应的处理。
例如,当用户按下“颜色+/颜色-”按键时,按键输入模块会向LED控制模块发送指令,控制LED颜色的变化。
3.LED控制模块LED控制模块负责控制RGBLED的颜色和亮度。
当接收到按键输入模块发送的指令时,LED控制模块会根据指令调节LED的PWM值,实现LED 颜色的变化和亮度的调节。
4.显示模块显示模块通过显示屏实时显示LED的参数信息,包括LED的颜色、亮度等参数。
基于单片机的智能LED台灯设计摘要LED 台灯具有节能、环保、寿命长的特点,越来越受到人们的青睐。
本文设计了一款基于单片机的智能 LED 台灯,通过单片机控制LED灯的亮度和色温,实现智能调光和调色功能,同时提供人体感应、定时开关等智能功能,以满足用户的不同需求。
关键词LED 台灯;单片机;智能控制;调光;调色二、设计原理2.1 单片机选择在本设计中,我们选择了常见的 STM32 单片机作为控制核心。
STM32 具有丰富的外设资源和强大的计算能力,可以很好地满足 LED 台灯的智能控制需求。
2.2 亮度调节LED 台灯的亮度是通过 PWM(脉冲宽度调制)来实现的。
通过控制 PWM 的占空比,可以精确地调节 LED 的亮度。
我们可以通过单片机的定时器来产生 PWM 信号,从而控制LED 的亮度。
2.3 色温调节LED 台灯的色温调节可以通过控制 RGB LED 或者使用特殊的 LED 芯片来实现。
在本设计中,我们选择了使用特殊的 LED 芯片,通过改变驱动电流的大小来调节 LED 的色温。
这样可以实现从冷白光到暖白光的平滑调节,满足用户对不同环境的需求。
2.4 智能功能为了提升 LED 台灯的智能化程度,我们还加入了人体感应和定时开关等功能。
通过红外传感器可以检测到人体的存在,并自动调节灯光的亮度和色温;定时开关可以让用户设定 LED 台灯的开关时间,方便用户根据生活习惯来控制台灯的开关。
三、硬件设计3.1 LED 选择LED 台灯的光源选择是非常重要的,我们选用了高亮度的 SMD LED,其发光效率高,寿命长,且色温范围广,可以满足用户对不同色温的需求。
3.2 单片机控制电路单片机控制电路主要包括电源模块、人体感应模块、PWM 生成模块和电流调节模块。
电源模块负责对 LED 台灯整体的供电,人体感应模块负责检测人体的存在,PWM 生成模块负责产生调节 LED 亮度的 PWM 信号,电流调节模块负责调节 LED 的色温。
单片机LED灯控制器报告一、引言LED(Light Emitting Diode)是一种使用半导体材料发光的固态光源。
相较于传统的白炽灯和荧光灯,LED灯具具有功耗低、寿命长、发光效率高等优点,在室内和室外照明中得到了广泛应用。
为了更好地控制LED灯具,提高其照明效果和节能效益,研究和设计了单片机LED灯控制器。
二、设计原理1.软件设计通过单片机的编程控制,可以实现对LED灯的各种控制。
首先,需要确定控制的方式,包括亮灭控制、调光控制和颜色控制等。
根据不同的控制方式,编写相应的程序来实现。
2.硬件设计LED灯控制器的硬件设计主要包括电源电路、单片机电路和LED驱动电路。
(1)电源电路电源电路是提供工作电压和电流的重要组成部分。
一般采用稳压电源,以确保正常工作时的稳定电压和电流。
(2)单片机电路单片机电路主要由单片机、晶振、运放、电容和电阻等组成。
其中,晶振用于提供单片机的时钟信号,运放用于对输入信号进行放大和滤波。
(3)LED驱动电路LED驱动电路是将单片机输出的信号转化为适合LED灯工作的电压和电流的关键部分。
常用的驱动电路有恒流驱动电路和恒压驱动电路。
三、实验步骤1.搭建硬件电路按照设计原理中的硬件电路图,搭建LED灯控制器的电路,包括电源电路、单片机电路和LED驱动电路。
2.编写程序根据实际需要,编写单片机的程序。
根据控制方式的不同,可以编写相应的亮灭控制、调光控制和颜色控制程序。
3.烧录程序将编写好的程序通过编程器烧录到单片机中。
4.进行实验将LED灯连接到LED驱动电路中,然后接通电源,通过操作控制单片机来控制LED灯的亮度、颜色和闪烁频率等。
四、实验结果和分析经过实验,成功地搭建了单片机LED灯控制器,并通过编程实现了对LED灯的亮灭控制、调光控制和颜色控制。
通过改变单片机程序中的参数,可以调节LED灯的亮度和闪烁频率,实现不同的照明效果。
同时,还能通过控制RGB三基色来实现各种颜色的控制。
单片机实验报告——LED灯控制器
实验名称:LED灯控制器设计与实现
实验目的:
1.学习和掌握单片机的基本原理及其应用;
2.熟悉LED灯控制器的工作原理,并能够实现基本的灯光控制功能;
3.提高动手能力和解决实际问题的能力。
实验原理:
本实验基于单片机来控制LED灯的亮灭,通过按键输入来控制LED灯的工作状态。
实验材料和器件:
1.AT89C51单片机开发板;
2.电源适配器;
3.LED灯;
4.电阻、电容、按键等元器件。
实验步骤:
1.连接电路
将AT89C51单片机开发板与电源适配器连接,并将LED灯与单片机开发板上的GPIO引脚连接。
2.编写程序
使用Keil C编写程序,实现按下按钮时,LED灯亮起,再次按下按钮时,LED灯熄灭。
3.烧录程序
将编写好的程序通过编程器烧录到AT89C51单片机中。
4.运行程序
上电后,按下按钮,观察LED灯的亮灭情况,验证程序的正确性。
5.调试和优化
根据实际情况,对程序进行调试和优化,确保LED灯的控制能够稳定可靠。
实验结果:
经过调试和优化后,LED灯控制器工作正常。
按下按钮时,LED灯亮起,再次按下按钮时,LED灯熄灭,实现了基本的灯光控制功能。
实验总结:
通过本次实验,我对单片机的基本原理和应用有了更深入的了解,学会了使用单片机控制LED灯的方法和技巧。
同时,我也提高了动手实践和解决实际问题的能力。
在今后的学习和工作中,我会继续深入学习单片机的应用,不断提升自己的技术水平。
基于单片机的智能LED台灯设计随着科技的不断发展,智能家居产品成为了人们生活中不可或缺的一部分。
智能LED 台灯作为智能家居产品的一种,受到了越来越多人的青睐。
它不仅可以提供良好的照明效果,还可以通过智能控制实现多种功能,为人们的生活带来了便利和舒适。
本文将介绍一种基于单片机的智能LED台灯设计,包括硬件设计和软件设计两部分。
一、硬件设计1. LED灯珠选型LED灯珠是LED台灯的关键部件,其性能将直接影响到台灯的照明效果。
在进行LED 灯珠选型时,需要考虑灯珠的功率、光通量、色温等参数,以及其可靠性和寿命等方面的指标。
根据不同的需求,可以选择不同功率和色温的LED灯珠,以达到最佳的照明效果。
2. 单片机选型在本设计中,选择了一款性能稳定、功能丰富的单片机作为控制核心。
这款单片机具有较高的运算速度和存储容量,可满足LED台灯的各种控制需求。
它还具有丰富的外设接口,可以方便地与其他传感器和模块进行连接。
3. 传感器模块为了实现智能控制功能,LED台灯需要搭载一些传感器模块,如光感应器、温湿度传感器等。
这些传感器可以实时感知环境的光照强度和温湿度等信息,从而实现自动调节亮度或色温的功能,给用户提供更加舒适的照明环境。
4. 电路设计LED台灯的电路设计需要考虑到LED驱动电路、控制电路、电源供应等方面。
LED驱动电路需要根据LED灯珠的电压和电流特性进行匹配设计,以确保LED能够正常工作并且具有较高的功率转换效率。
控制电路需要与单片机相连,实现对LED的色温、亮度等参数的控制。
电源供应部分需要保证LED台灯稳定的工作电压和电流,同时还要考虑节能和环保等因素。
1. 硬件驱动在软件设计中,首先需要进行硬件驱动的编写,包括LED灯珠的驱动、传感器模块的读取、外部设备的控制等。
通过编写相应的驱动程序,可以实现LED台灯的各项功能。
2. 控制算法LED台灯的控制算法是整个设计的核心部分。
根据传感器模块获取的环境信息,通过一定的算法实现灯光的自动调节。
目录第1节引言 (1)1.1LED彩灯概述 (1)1.2 系统主要功能 (1)第2节新型 LED 彩灯硬件设计 (3)2.1 系统的硬件构成及功能 (3)2.1.1 主控模块电路设计 (3)2.1.2 管内 LED 板模块设计 (3)2.2 AT89C2051单片机及其引脚说明 (4)2.3LED显示数码管 (4)第3节系统的软件设计 (6)3.1 软件设计 (6)第4节结语 (8)参考文献 (9)附录 (10)第1节引言随着人们生活环境的不断改善和美化,在许多场合可以看到彩色霓虹灯。
LED 彩灯由于其丰富的灯光色彩,低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用,用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。
但目前市场上各式样的 LED 彩灯控制器大多数用全硬件电路实现,电路结构复杂、功能单一,这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮,不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。
这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。
此外从功能效果上看,亮灯模式少而且样式单调,缺乏用户可操作性,影响亮灯效果。
因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。
1.1LED彩灯概述该LED彩灯控制器是一种基于 AT89C51 单片机的彩灯控制器,实现对 LED 彩灯的控制。
本方案以 AT89C51 单片机作为主控核心,与键盘、显示、驱动等模块组成核心主控制模块。
在主控模块上设有 8 个按键和 5 位七段码 LED 显示器,根据用户需要可以编写若干种亮灯模式,利用其内部定时器 T0 实现一个基本单位时间为 5 ms 的定时中断,根据各种亮灯时间的不同需要,在不同时刻输出灯亮或灯灭的控制信号,然后驱动各种颜色的灯亮或灭。
该新型 LED 彩灯与普通 LED 彩灯相比,具有体积小、价格低、低能耗等优点。
1.2 系统主要功能新型 LED 彩灯分为 2 部分,即彩灯控制器(主控模块)和管内 LED 板模块(受控模块)。
基于单片机的智能照明控制系统设计设计一个基于单片机的智能照明控制系统。
1.引言:现代社会对于能源的需求越来越大,电力消耗持续增长。
照明是我们日常生活中消耗电力的一个重要组成部分。
为了降低电力消耗,减少能源浪费,设计一个基于单片机的智能照明控制系统显得尤为重要。
2.系统功能:该系统的主要功能是根据照明需求智能调节照明亮度。
当光线较暗时自动增加照明亮度,当光线较亮时自动减小照明亮度。
3.系统设计:a.硬件设计:系统硬件包括一个单片机控制模块、光线传感器、执行器(例如LED 灯)、电源模块等。
光线传感器用于检测周围的光线强度。
光线传感器输出的模拟信号连接到单片机的ADC输入端,通过单片机进行读取和转换。
执行器用于调节照明亮度。
在本系统中,以控制LED灯亮度为例。
执行器连接到单片机的PWM输出端,单片机通过改变PWM的占空比来调节LED灯的亮度。
电源模块用于为系统提供电力供应。
b.软件设计:单片机采用嵌入式C语言开发,编写相应的代码实现系统功能。
主要的软件设计包括以下几个部分:-光线检测:通过读取光线传感器的模拟信号,获取光线强度数据。
-亮度控制:根据光线强度数据来判断当前的照明需求,在代码中设置一个阈值,当光线强度低于阈值时增加LED灯亮度,当光线强度高于阈值时降低LED灯亮度。
可以通过改变PWM占空比来实现LED灯的亮度调节。
-系统运行:初始化单片机的外设和寄存器,使用循环来不断读取光线强度和调节LED灯亮度,以实现智能照明控制。
4.系统优势:该智能照明控制系统具有以下优势:-节约能源:根据实际光照需求智能调节亮度,避免了长时间照明亮度过高造成的能源浪费。
-自动化控制:无需人工干预,系统自动根据光线强度调节照明亮度,方便省事。
-节省成本:单片机控制模块的成本相对较低,而且系统的节能效果能够降低电费开支。
5.结论:。
基于单片机的智能LED台灯设计一、设计方案1.硬件部分单片机选用STM32F103C8T6,这款单片机具有丰富的外设资源,可以满足LED台灯的控制需求。
LED灯珠选用RGB三色灯珠,可实现丰富的光色变换。
电源部分采用稳压电源芯片,保证LED台灯的稳定工作。
控制部分采用红外接收模块,实现遥控功能。
还可以添加温湿度传感器、光敏传感器等传感器,实现台灯的智能化控制。
软件部分的设计主要包括单片机程序设计和手机APP开发。
单片机程序设计主要实现以下功能:控制LED灯珠的亮度、颜色和模式,接收红外遥控信号,接收传感器信号,并通过串口通信将数据传输到手机APP。
手机APP主要实现远程控制LED台灯,设置定时开关机,查看温湿度和光照强度等功能。
二、设计实现步骤首先进行硬件设计,按照功能模块划分,设计PCB板。
在设计PCB板时,要充分考虑电路的可靠性和稳定性,尽量减小电路的干扰和损耗。
2.软件设计单片机程序设计采用C语言进行编程,主要包括LED灯控制程序、红外遥控程序、传感器数据处理程序等。
手机APP开发采用Android或IOS平台进行开发,主要使用Java或Swift语言进行编程。
3.联调测试完成硬件设计和软件编程后,进行联调测试。
首先对硬件进行功能测试,确保各个模块能正常工作。
然后进行软件联调测试,确保单片机和手机APP之间能正常进行数据通信。
4.生产制造完成联调测试后,进行生产制造。
首先进行小规模生产,进行功能测试和质量检验。
然后进行大规模生产,生产成品LED台灯。
5.市场推广LED台灯生产完成后,进行市场推广。
通过线上线下渠道进行推广,让更多的消费者了解到智能LED台灯的优点,并购买使用。
三、设计特点1.节能环保LED灯具有节能环保的特点,与传统白炽灯相比,LED灯具有更高的光效,能有效节省能源,减少能源消耗,降低环境污染。
2.色彩丰富RGB LED灯珠能够发出红、绿、蓝三种颜色的光,通过不同比例的混合可以发出丰富的颜色,满足人们对灯光色彩的多样化需求。
基于单片机的LED路灯控制系统设计引言:随着科技的飞速发展,节能环保成为了世界各国的共同目标。
而在城市照明领域,传统的荧光灯和高压钠灯逐渐被LED灯取代,以其高效节能、寿命长等优势成为了照明行业的主流。
本文将介绍一种基于单片机的LED路灯控制系统设计,旨在提高LED路灯的节能效果和照明质量。
一、系统设计概述本系统采用单片机作为控制核心,通过检测周围环境的亮度和路况,智能地控制LED路灯的亮度和开关状态,以达到最佳的节能效果和照明质量。
主要包括以下几个方面的设计内容:传感器模块、单片机控制模块、LED驱动模块、通信模块。
二、传感器模块设计1.光敏传感器:采用光敏电阻或光敏二极管作为感光元件,通过模拟电路将光信号转换为电信号,然后通过单片机的模拟输入引脚读取光强度数据。
2.路况传感器:采用压电材料或振动传感器,通过检测路面的振动和压力变化,判断是否有车辆经过。
同样通过模拟电路将信号转换为电信号,然后通过单片机的模拟输入引脚读取路况数据。
三、单片机控制模块设计1.单片机选型:选择一款适合的低功耗、高性能单片机,如STM32系列。
单片机通过模拟输入引脚读取传感器数据,并通过数字输出引脚控制LED的亮度和开关状态。
2.控制算法:利用单片机的计算能力,结合光强度和路况数据,设计合理的控制算法。
例如,当检测到光强度较低且无车辆经过时,路灯亮度调整到较低水平;当检测到光强度较低且有车辆经过时,路灯亮度调整到适中水平;当检测到光强度较高时,路灯关闭或亮度调整到最低水平。
3.系统界面设计:通过LCD显示屏和按键等外设,设计用户友好的系统界面,方便用户查看和设置LED路灯的工作状态和参数。
四、LED驱动模块设计将单片机的数字输出引脚连接到合适的LED驱动电路,以控制LED的亮度和开关状态。
可采用PWM调光技术控制LED的亮度,通过单片机输出不同的脉宽信号,控制LED的亮度级别。
同时,为了确保LED的正常工作,还需要设计合适的电源管理模块,提供稳定的电压和电流给LED。
基于单片机的LED灯控制器的设计.基于单片机的LED灯控制器的设计摘要:LED(Light Emitting Diodes)显示技术在近几年得到越来越多的应用,LED照明产品的替代首先在商业,工业领域发生,得到良好的示范作用后.再逐步普及至家用照明领域。
由于商业.工业企业对电膏成本更敏感,政府对企业节能减排要求愈加严格等原因,商业.工业领域对使用节匏型照明产品表现更积极。
.随着白炽灯在各国的禁用,荧光灯对白炽灯的替代.I,ED灯对白炽灯和荧光灯的替代将会是同步进行的。
介绍了基于新型高性能的单片机,利用电力载波通信技术的一种具有调压,稳压,故障检测和上传等多功能的单灯控制器的设计方法,阐述了其工作过程并给出了其中主要硬件和软件模块的设计。
关键词:智能开关;单片机;LED;控制系统- 2 -一.引言随着时代的发展,对LED的研究发现,LED效能转换率非常高,功耗远低于现有的传统灯具,而且比起现在的节能灯具。
LED更节能、省电,在寿命、环保等方面均有不可比拟的优越性。
因此设计一个智能开关控制系统,与LED灯具相配合,将新颖、节能、低碳的新技术推广、普及到每个家庭和企业中。
城市路灯监控系统已经成为城市必不可少的公用设施,为了进一步提高监控的质量或满足具有特殊控制方式的路灯,单灯控制就显示出了它的优越性。
单灯控制器具有调压,稳压, 保护,故障检测和信息上传等功能,主控器通过单灯控制器返回的故障信息可以判断出故障路灯的具体地址和故障类型,为路灯的维修带来了方便调压功能可大大节省电能。
具有很高的经济效益,电力载波技术日益成熟,利用电力载波通信,不需要再铺设通信线路,降低了成本,也为控制器的安装带来了方便。
1设计的基本思想用单片机芯片实现智能开关控制与单片机芯片技术发展有着密切相关。
最早的单片机因为只能使用汇编语言进行开发.外围电路较多,所以对设.计人员的硬件、接口设计水平要求较高,造成设计和生产成本较高。
现在的单片机芯片集成度高,具有CPU速度快、内有闪存、MD转换、PWM输出、16位定时器、振荡等功能,其最大优点是和以往相比外围电路极少,可以用C语言、汇编语言或两者混合编程,较大地降低了开发和生产成本。
因此控制系统将基- 3 -于单片机进行开发。
新颖、实用的灯具智能开关控制系统的控制面板由8051单片机、红外传感器、光敏电阻等组成.其中8051单片机对环境亮度和是否有人存在等检测信号进行控制,以有效、可靠为重点,控制与单片机相连接的节能LED灯具及其它照明电器设备,实现各种设计的功能。
光敏电阻和红外传感器的组合使用,可以做到各连接电器的准确控制.并通过单片机的程序处理能扩大控制功能,例如感应开启、延时关闭等。
这样大大的方便人们的日常生活,也节约了用电,提高了用电安全性。
因此.在智能开关控制系统的总体设计过程中必须考虑三个注意事项和实现四个技术指标。
见表1。
二.系统的组成及工作原理系统由主控器和单灯控制器两部分组成,如图2所示。
主控器通过电力线和单灯控制器进行通信,以便了解每个路灯的情,并进行统一的控制。
当通信距离较长,一般超过一千米时,或者通信环境恶劣,通信效果较差时,就要指定某个或某几个单灯控制器兼做中继,以保证正常的通信效果。
单灯控制器是由单片机,电力载波模块和调压模块等几部分组成。
如图 3所示。
单片机用来实时采集路灯的电压和电流数据,进行处理,计算出此时路灯的工作状态并存储下来。
单片机通过D/A转换器来控制调压模块达到调压和稳压的作用。
采样电路提取出路灯的电流值,当电流值超过设定值时,单片机- 4 -通过中断立即切断电路达到保护的作用。
电力载波模块由载波芯片及其外围电路组成,用于单灯控制器和主机的通信,接收主机的命令和参数,命令包括开灯(多种开灯方式如全开、隔一亮一、隔二亮一、主灯开、副灯开等多种情况)、关灯、调压(调压范围可以从180V到220V)和提取信息等,括号内功能由参数来控制。
拨码开关用来确定单灯控制器的地址码,每一个灯杆具有唯一的地址码。
为了防止电压在给定值附近小范围内变化时,调压模块频繁的动作,路灯电压的控制采用带有死区的PID控制方式。
带有死区PID的基本做法是当偏差较小时,即E(K)<=B时输出结果为零,偏差大于B时输出以PID的运算结构输出PID输出为:- 5 -三,系统硬件设计传感器部分.31 1 .被动式热释电红外探测器3.1的12um8该探测器有三个关键元件:菲涅尔滤光晶片,它通过截止波长~滤光晶片,起带通滤波器的作用,使环境的干扰受到明显的控制;菲涅尔透镜,在热释电红外传感器上,第二个作用)(聚焦作用,即将热释的红外信号折射反射是将警戒区内分为若干个明区和暗区,使进入警戒区的移动物体能以温度变化- 6 -的形式在热释电红外传感器上产生变化热释红外信号,这样热释电红外传感器就能产生变化的电信号;热释电红外传感器将透过滤光晶片的红外辐射能量的变化转换成电信号,即热电转换。
人体都有恒定的体温,一般在37度,所以会发出特定波长lOum左右的红外线,被动式红外探头就是靠探测人体发射的10um左右的红外线而进行工作的。
人体发射的lOum左右的红外线通过菲涅尔滤波片增强后聚集到红外感应源上。
红外感应源通过采用热释电元件,这种元件在接收到人体红外辐射稳定发生变化时就会失去电荷平衡,向外释放电荷,经检测处理后就能产生电平的变化。
根据此原理应用性能稳定的红外模块,当有人走动时模块输出3.3V电压,没人时为低电平。
模块有可调的延时,最多可达到18秒。
3.1.2环境亮度传感模块此传感模块的核心器件是光敏电阻。
光敏电阻利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器;入射光强,电阻小,入射光弱,电阻增大。
光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换(将光的变化转换为电的变化)。
3.2控制部分STCl2C5628AD系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(IT)的单片机,是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代805l单片机,指令代码完全兼容- 7 -,4路PWM一12倍,内部集成MAx810专用复位电路。
8传统8051,但速度快 D转换,针对电机控制,强干扰场合。
/8路高速10位A选择这个型号的单片机主要考虑到具有PWM和AD转换的作用,使得外围电路得到了大大的简化,同时产生的PWM信号可直接与驱动芯片相连,使得这个系统的成本降低了很多。
由于采用的是PWM调光的方式,为了减少不必要的外围的电路,选择的驱动芯片可直接由DIM管脚输入PWM方波。
LM3407是一款集成了N沟道功率MOS场效应管的脉冲宽度调制的浮动式降压转换器,其设计是为提供精准的恒定电流输出,以驱动高功率发光二极管(LED)。
LM3407的显著特色是脉冲电平调制(PLM)控制方案,这一方案在使用一个外部1%精度的电流设定厚膜电阻时,能确保在整个输入电压和工作温度范围内恒定电流输出精度好于10%。
转换器的另一个特点是具有一个可接收标准逻辑脉冲,控制LED阵列亮度的DIM引脚,使得LM3407成为精密功率LED驱动器或者恒流源的理想器件。
四,软件设计本程序采用模块化设计思想,以主程序为核心设置了2个功能模块子程序:使一些功能在子程序中实现,简化了设计结构。
运行过程中通过主程序调用个功能模块子程序,该系统有2个功能模块:l是AD转换模块;2是PWM产生模块。
在主函数中直接调用就可以了,大大简化了设计结构。
其系统的流程图见图4,5. - 8 -其主要流环境下利用语言编程实现IDE,公司提供的软件在cygnalCYGNAL 端口的,其内部I/O 程如图6所示。
单片机是利用片内交叉开关来分配相应的其程序如下所示:资源都需要进行初始。
- 9 -五,结论现代化都市对景观照明系统的要求越来越高,包括高速度、大容量、全色彩、可远程下载控制等。
LED景观灯凭借自身优势,在楼宇、舞台、桥梁等公共场合的应用越来越广泛。
本文以NIOS II嵌入式处理器为中央控制单元,提出一套基于TCP/IP协议和DMX512协议的LED景观照明控制系统,不仅能够满足上述性能要求,而且具有节约成本、实时性好、易于维护升级等特点。
本文依据SOPC设计思想,将NIOS II嵌入式处理器应用到LED照明领域,解决了使用传统的以单片机为核心的LED控制器所带来的种种问题。
既拓展了NIOSII嵌入式的应用范围,又为LED灯控制提出了一种新的控制方案。
首先,明确控制要求,分析传统控制方法的弊端,针对这些弊端提出一套符合应用要求的LED控制系统。
系统由基于TCP/IP协议的主网与基于DMX512协议的子网组成。
第二,在控制器硬件选型和设计的过程中,对ALTERA公司的FPGA器件做了详细的研究,了解了该公司各系列产品的性能、特点以及适用范围。
针对控制器所具有的功能,为NIOS II嵌入式处理器的运行设计硬件平台,由FPGA、电源、时钟以及各类外设组成一个完整的硬件系统。
第三,开发DMX512灯控m核,构建LED控制器的SOPC系统是本设计的主要内容。
采用模块化的设计方法,DMX512灯控IP核可以实现数据暂存和- 10 - 信号输出的功能。
使用DMX512通信协议,一路输出即可搭载512个具有256级狄度的LED像素点,并且能够实现静态、渐变、闪烁三种照明方式和颜色在全色彩范围内变化。
设计能够满足高速度、大容量、全彩色的控制要求。
在构建SOPC系统的过程中,采用了自定义lP核与lP核移植相结合的方式,既节省了开发时间又使产品的性能得到满足。
第四,经过试验验证,LED控制器可以实现脱机和联网两种运行方式。
在脱机运行时,用户可以将自定义的灯光图案和闪亮方式存储在SD卡中,控制器读取SD中存储的文件,实现相应的LED灯。
在联网运行时,用户通过上位机控制界面发送网络数据包,控制器接收数据包并以DMX512协议规范控LED链路。
应用SOPC设计理念,将NIOS II嵌入式技术应用于LED照明领域,满足了未来城市景观照明规模化、网络化的发展要求,具有一定的参考价值和应用前景。
当然,由于水平和精力所限,整个系统还有许多需要改善的地方。
第一,在NIOS II下可以嵌入uC/OS.II或者uClinux嵌入式操作系统,操作系统可以对于任务进行管理,避免各子任务之间的冲突,以充分的利用硬件资源。
第二,上位机与LED控制器之间,只是简单的通过PC机发送UDP广播数据包进行通信的。
在以后的设计实践中,可以采用在NIOS II处理器中移植1wip 或者nickestack轻量级IP协议的方式,实现LED控制器可设定IP地址。
这样,采用上位机远程控制的功能才能更好的体现出来。
文中对灯控制系统的组成和工作过程进行了论述。
系统可实现对灯高要求控制,其在节省能源和节省人力物力资源方面有着重要意义。