LED智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計
引言
LED作為第三代半導體照明光源，具有工作電壓低，耗電量小，發(fā)光效率高、壽命長等優(yōu)點。與傳統(tǒng)的白熾燈、熒光燈相比，節(jié)電達到90%以上。被認為是21世紀的照明光源。
用LED替代白熾燈或熒光燈，環(huán)保無污染，使用安全可靠，便于維護。LED是一個非線**件，當LED導通時，只要LED上的電壓稍微變大，電流就會增加很多。因此，即使電壓發(fā)生微小變化也會大大影響LED器件的工作，使電流過大甚至導致發(fā)熱損壞。恒流源驅(qū)動是最佳的LED驅(qū)動方式。采用恒流源驅(qū)動，LED上流過的電流將不受電壓變化、環(huán)境溫度變化，以及LED參數(shù)離散性的影響，從而能保持電流恒定，充分發(fā)揮LED的各種優(yōu)良特性。 目前廣泛采用的恒流源有兩種形式：一種是線性電源改進型恒流源，另一種是開關(guān)電源式恒流源。線性電源改進型恒流源的線性損耗大，適用范圍小;開關(guān)電源式恒流源的可靠性較差，適應范圍小，而且成本高。為克服這兩種電源的缺點，我們采用了深圳光華源公司的新型恒流源器件HA22004P作為其驅(qū)動元件。目前公共建筑的照明燈具控制大多仍采用手動開關(guān)，有些使用光控和聲控開關(guān)，其故障率較高，只適應于白熾燈，不適合于路燈的照明使用。從節(jié)能和提高照明效果的角度，本文闡述了一套LED智能照明和恒流驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)計方案，可以根據(jù)不同的工作環(huán)境的要求亮度來自動控制照明的開關(guān)和亮度。特別是在大功率LED照明系統(tǒng)上采用恒流源驅(qū)動，具有提高用電效率，節(jié)約電能的效果。
系統(tǒng)硬件設(shè)計
基于μPD78F0034為主控器件設(shè)計的LED智能照明控制系統(tǒng)的框圖如圖1所示，其主要由傳感器單元、控制器單元、LED驅(qū)動電路和照明系統(tǒng)四部分組成。μPD78F0034芯片用于對來自于熱紅外傳感器、強光傳感器、聲控傳感器檢測到的信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換得到的信號數(shù)據(jù)進行計算處理，將處理過的信號經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換，運算放大去驅(qū)動LED驅(qū)動電路和顯示電路。
熱紅外傳感器
熱紅外傳感器有三個關(guān)鍵性的元件：菲涅爾濾光透鏡，熱釋電紅外傳感器(PIR)，匹配低噪放大器。菲涅爾透鏡一是聚焦作用，即將熱紅外信號折射在PIR(熱釋電紅外傳感器)上，第二個作用是探測警戒區(qū)內(nèi)紅外線能量的變化，并由系統(tǒng)內(nèi)固化軟件對所采集的數(shù)據(jù)進行運算加工，由控制系統(tǒng)內(nèi)的控制軟件通過控制邏輯來決定是否發(fā)出開燈信號。熱釋電紅外傳感器(PIR)將透過濾光晶片的紅外輻射能量的變化轉(zhuǎn)換成電信號，即熱電轉(zhuǎn)換。因此在被動紅外探測器的警戒區(qū)內(nèi)，當無人體移動時，熱釋電紅外感應器感應到的只是背景溫度，當人體進人警戒區(qū)，通過菲涅爾透鏡，熱釋電紅外感應器感應到的是人體溫度與背景溫度的差異，信號被采集到伺服系統(tǒng)以后，由軟件對該新采集的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)內(nèi)存中已經(jīng)存在的前期探測數(shù)據(jù)進行延時比較，以判斷是否真的有人等紅外線源進入警戒區(qū)，還是只是環(huán)境波動，甚至是元件自身內(nèi)部噪聲的影響，以免發(fā)生誤判斷。 匹配低噪放大器的作用是當探測器上的環(huán)境溫度上升，尤其是接近人體正常體溫(37℃)時，傳感器的靈敏度下降，經(jīng)由它對放大器的增益進行補償，增加其靈敏度。另外由于距離等衰減因素的存在，
