基于單片機LED智能照明系統(tǒng)的設計

1 引言

　　LED 被稱為第四代照明光源或綠色光源，LED的發(fā)光器件是冷光源， 具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小等特點。白熾燈， 鹵鎢燈的光效為12 ～24lm /W，熒光燈50 ～ 70lm /W，鈉燈90 ～ 140lm /W，而且大部分的耗電變成了熱耗。LED 可達到50 ～200lm /W，而且單光的單色性好，光譜窄，無需過濾，可直接發(fā)出有色可見光。在相同照明效果的情況下，耗電量約為白熾燈的十分之一，熒光燈的二分之一。同樣效果的一支日光燈40 多瓦，而采用LED 每支的功率只有8 瓦。LED 的平均壽命達10 萬小時，安全可靠性強，不含汞，鈉元素等可能危害健康的物質， 有利于環(huán)保， 被稱為“綠色照明光源”。

　　2 智能照明控制方案設計

　　總體設計:

　　利用光敏電阻檢測室內(nèi)光線的強弱，被動熱釋紅外探測器可探測人體的特征，傳感器將檢測數(shù)據(jù)傳送給控制核心———單片機，根據(jù)處理結果去控制照明設備的開啟、關閉和照度。圖1 為智能照明控制方案原理框圖。

　　該系統(tǒng)主要由三部分組成: 傳感器部分，控制器部分和LED 驅動電路和照明系統(tǒng)，見圖1。

圖1 照明控制方案原理框圖

　　3 系統(tǒng)硬件設計

　　3. 1 傳感器部分

　　3. 1. 1 被動式熱釋電紅外探測器

　　該探測器有三個關鍵元件: 菲涅爾濾光晶片，它通過截止波長8 ～ 12μm 的濾光晶片，起帶通濾波器的作用，使環(huán)境的干擾受到明顯的控制; 菲涅爾透鏡，聚焦作用，即將熱釋的紅外信號折射( 反射)在熱釋電紅外傳感器上，第二個作用是將警戒區(qū)內(nèi)分為若干個明區(qū)和暗區(qū)，使進入警戒區(qū)的移動物體能以溫度變化的形式在熱釋電紅外傳感器上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號，這樣熱釋電紅外傳感器就能產(chǎn)生變化的電信號; 熱釋電紅外傳感器將透過濾光晶片的紅外輻射能量的變化轉換成電信號，即熱電轉換。

　　人體都有恒定的體溫，一般在37 度，所以會發(fā)出特定波長10μm 左右的紅外線，被動式紅外探頭就是靠探測人體發(fā)射的10μm 左右的紅外線而進行工作的。人體發(fā)射的10μm 左右的紅外線通過菲涅爾濾波片增強后*到紅外感應源上。紅外感應源通過采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射穩(wěn)定發(fā)生變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn)生電平的變化。

　　根據(jù)此原理應用性能穩(wěn)定的紅外模塊，當有人走動時模塊輸出3. 3V 電壓，沒人時為低電平。模塊有可調的延時，最多可達到18 秒。