大功率LED节能灯研究分析论文.docVIP

大功率LED节能灯 摘 要 如果说眼睛是心灵的窗户，那么灯则是指引心灵的航向标。在现实生活中，我们无时不在地使用着各式各样的灯。而如今长明灯现象极为普遍，不仅无法实时为人们提供智能化服务，而且浪费国家的电力资源。因此，对于制作一个简易高效的可控节能灯显得尤为重要。 此文阐述了大功率LED节能灯的制作原理及流程。该设计围绕节能为核心思路实现智能控制，通过设计变压、整流、滤波、及稳压电路制作了LED恒流源驱动，采用光敏电阻、声控传感器，以及触控开关实现多功能电路，采用单片机STC89C51为主控芯片对其编程完成对节能灯的智能化控制。在白天或光照好的情况下，不管周围发出多大的声音，灯都不会发亮；夜晚或光线较暗的时候，电路的声控传感器只要检测到一定的声强或者有人用手碰到了触控开关，就会自动点亮，经过30s左右的时间后又会自动熄灭；如有特殊需要，不论环境明暗如何，都可通过手动点亮。该计设不仅很好地完成及展示了题目的基本要求和发挥部分，系统工作稳定，且成本低，功效高，而且在实际生活的应用中，实现了节能节电，自动化和智能化。 关键词： - 1 - 一、方案的论证与比较 - 3 - 1．系统控制模块方案的选择 - 3 - 2．光强监测模块方案的选择 - 3 - 3．手触感应模块方案的选择 - 3 - 4. 声控检测模块方案的选择 - 3 - 5. 节能灯电路编排方案的选择 - 4 - 二、系统总体设计 - 4 - 1．系统的具体设计与实现 - 4 - 2．恒流源电路模块 - 4 - 3．手动强制开关模块 - 5 - 4．光电检测模块 - 6 - 5．声控检测与手触感应电路模块 - 6 - 三、算法分析与软件设计 - 7 - 四、系统调试 - 8 - 1．恒流源调节调试 - 8 - 2. 光电监测调试 - 8 - 3. 声控检测模块调试 - 9 - 4. 手触感应模块调试 - 9 - 5. 强制点亮功能调试 - 9 - 6. 系统联调 - 9 - 五、设计总结 - 9 - 1．设计小结 - 9 - 2．收获体会 - 9 - 参考文献 - 10 - 附录一：程序清单 - 10 - 附录二：主电路PCB图 - 11 - 一、方案的论证1．系统控制模块方案的选择 方案一：采用SPCE061A 单片机进行控制。虽然SPCE061A 凌阳单片机具有强大功能的16 位微控制器， I/O 口资源丰富，存储空间大，能配合LCD液晶显示的字模数据存储。但是，我们控制大功率LED节能灯不需要那么强大的功能，如果使用它作为系统控制核心就有些资源浪费了。况且它不是最常用单片机，反而加大了使用和功能实现的难度，成本也较高。 方案二：采用STC89C51 单片机进行控制。该单片机具有IAP功能，可以很好地完成传感器检测、继电器控制、延时等功能，可对实时性较强的传感器采用中断方式检测。这样合理地分配了单片机资源，具有很强的实时性和较高的准确性。又由于单片机算术运算能力强，软件编程灵活，配合单片机C语言，可以实现各种灵活的运动控制。 鉴于以上优劣分析，本设计采用方案二。 2．光强监测模块方案的选择 根据基本要求设计感受外界光照强度的反馈电路，感受外界光照强度一般采用光敏电阻或光敏二极管。 方案一：采用光敏二极管控制。正常工作时给光敏二极管加上反相偏置电压后，如果光照照射不足，光敏二极管内阻处于很大状态，只有在足够的光照射下，二极管内阻才大幅下降，没有反向电流，因此不宜控制环境的变化。并且光敏二极管需要通过AD转换成相应的数字电流值，增加了硬件与软件设计的负担。 方案二：采用接收到人体红外辐射温度后续电路经检测处理后就触发开关动作触摸面板顶面设有一触摸层，触摸层中设置有导电物质，使用者触摸该触摸层时，可使导电物质导通而产生一讯号输出，，令。出现故障时仅需更换发生故障的触控开关，维修更换容易基于，选用了的方案二。输出的高电压直接加在单一的上，LED很快就会烧掉的电压并不稳定，通过串联的方法可以缓冲电压对LED影响 图1 LED节能灯系统框图 2．恒流源电路模块 恒流源是输出电流保持不变的电流源，而理想的恒流源为：不因负载(输出电压)变化而改变。不因环境温度变化而改变。内阻为无限大。 恒流源之电路符号： 理想的恒流源实际的流源 理想的恒流源，其内阻为无限大，使其电流可以全部流出外面。实际的恒流源皆有内阻R。在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值触摸面板