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太阳能智能节能感应灯系统研究

作者:宝宝计划    发布时间:2020-07-21 03:48    

  太阳能智能节能感应灯系统研究_数学_自然科学_专业资料。太阳能智能节能感应灯系统研究 广州大学松田学院 凌晓艳 【期刊名称】电子世界 【年(卷),期】2019(000)012 【总页数】2 在日常的生活中,在一些公园、走廊灯人流量不是很多的情况下,使用长时

  太阳能智能节能感应灯系统研究 广州大学松田学院 凌晓艳 【期刊名称】电子世界 【年(卷),期】2019(000)012 【总页数】2 在日常的生活中,在一些公园、走廊灯人流量不是很多的情况下,使用长时间进行耗电的照明系统 ,是一种非常浪费电能的生活方式。本文研究实现了一种具有人来灯亮、人走灯灭效果的太阳能智 能节能感应灯系统设计。并着重阐述感应电路部分,对电源部分的控制简略使用流程图阐述。该系 统实现对电源充放电和保护的自动控制,实现对感应信号的自动检测,智能调节供电与照明灯电路 的工作,达到节能目的。本设计采用PIC16F616单片机,M7616红外感应IC,声音检测电路,闪光 电路,电源管理电路等构成,工作亮度,声音阈值,亮灯延时时间可调,具有使用简单,绿色环保 ,节能减排等优点,具有一定的社会使用价值。 一、引言 太阳能智能感应灯系统主要完成信息采集、处理、数据传送、功能设定等功能,同时对输入电压可 以进行稳压调节来提高电效率。当环境亮度低于设定的阈值时,电源模块对感应模块进行供电,否 则,微控制器控制电源板,不对感应板进行供电,提高了用电效率,节省用电成本。有人或物体进 入到工作区域时,声音检测电路通过单片机或者热释电红外传感器M7616产生相应的信号,共同控 制可控开关,驱动发光器电路发光,从而满足本设计的设计要求。该设计中PIC16F616单片机是太 阳能智能感应灯系统的主要控制芯片,它主要是用来进行电池电压和光伏板的电压的采集,控制蓄 电池与太阳能电池板等电路组成的电源控制电路的工作情况。为使照明LED获取稳定的电压,足够 的功率,选用TP8305芯片驱动照明电路。本系统选择了EL817光电耦合器,起到隔离作用,感应板 工作时,有红色指示灯提示。该系统工作时的明暗程度可调节,照明延时时间可调,可选择 3S~60S的延时。 二、硬件电路设计 系统的主要硬件有:单片机、人体红外感应电路、声音感应电路、开关电路、闪光灯电路、升压恒 流电路,电源电路等,其框图如图1所示。 基于单片机的太阳能智能感应灯系统感应板电路设计原理图如图2所示。图中给出了感应电路部分 的电路设计,以及微控制器电路处理感应电路信号的部分。 1.单片机 微控制器采用PIC16F616单片机,它主要是用来进行电池电压和光伏板的电压的采集,同时对输出 负载能够进行一定的控制。 PIC16F616单片机的供电电压范围较宽,可在2V~5.5V区间内,它的内部集成包括AD转换、比较 器、脉宽调制、外部中断以及定时器等硬件模块,具有上电复位、代码保护和看门狗等功能[1]。本 设计使用9脚,AD转换输入引脚检测光照,使用8脚检测声音信号,使用PWM输出引脚6脚进行照 明灯电路PWM信号控制。 在PIC16F616单片机内部结构的基础上,通过对基于单片机的太阳能智能感应灯系统设计的感应电 路板进行编写程序文件,使PIC16F616单片机控制好其引脚,让相对应的功能模块正常工作。 2.电源电路 本设计电源有两部分组成,一部分是取自太阳能蓄电池供电模块,一部分来自交流市电,两部分电 源独立工作,自动切换,优先选用太阳能蓄电池输出电压。蓄电池设计能够满足连续五个阴雨天正 常工作的电池容量。晴天的时候,太阳能电池为蓄电池进行充电,控制电路检测蓄电池的电压,当 蓄电池电压达到一定值时,停止对蓄电池的充电。当蓄电池供电系统电压不足时,停止向外供电 ,保护供电系统,改用市电进行供电。对感应板的供电时段由微控制器的9脚检测的环境照度与设 置的阈值进行比较而实现控制。在控制线V的稳压IC为控制板提供电 源转换。 3.红外感应电路与环境光强检测 红外感应电路使用M7616芯片与外围电路构成。M7616具有高抗噪,低功耗等优良品质。可以根 据第一引脚输入的信号控制其是否可重复触发。本文选择可重复触发方式。环境光强检测电路由 M7616芯片第9脚所接电路的光敏电阻实现。当光照强度变化时,光敏电阻的阻值发生变化,9脚接 入电压发生变化,当其电压大于0.2VDD时,判为环境较暗,M7616开启红外检测工作,使用可变 电阻调整开启工作的光照阈值与发光负载工作时的亮暗程度。光照达到阈值,检测工作开启,当人 或者有温度的物体在经过人体红外感应器的感应区域时,高有效输出信号从第2脚输出,控制相关 电路。 本文选择C12为100PF,R23为820K欧姆可变电阻,检测输出有效信号持续时间从最长可调至9S。 设定TIME旋钮,通过相应电路,则每次触发亮灯时间可调。当感应到人离开以后,设定的时间控制 完成以后,照明灯则会自动熄灭。 4.声音检测电路 声音检测电路由MIC与相应电路构成。MIC将声音信号转换成电信号,通过通过三极管放大以后 ,经过比较器选用LM393接入微控制器引脚,当光照达到工作阈值,微控制器开始检测该引脚的信 号值,当声音值达到设定的阈值后,微控制器10脚输出有效信号,与红外检测电路信号一同控制开 关电路。实现工作状态下,只有检测到有人通过,或者有达到要求的声音发生,开关相应动作,实 现两者一起对发光负载电路进行控制。设置SENS旋钮设置声音门限值,调整可变电阻R26。 5.闪光灯电路模块 当检测电路工作,但并未监测到有效信号时,开关电路处于1触点,闪光电路闪光提示,照明灯的 存在与工作状况。闪光电路与电源电路使用EL817光电耦合器进行隔离。闪光电路由多谐振荡器实 现。 6.升压恒流电路与PWM信号 一个升压恒流电路对系统进行稳定设计。否则,感应灯系统的电压采集以及波形都不是很稳定,此 电路提供了升压恒流的功能,以此来保证整个电路的稳定。芯片选择TP8305,监测到有效信号时 ,系统需要点亮照明灯,开关电路处于3触点,升压芯片TP8305获取到电源。同时单片机根据光敏 电阻电路检测到的当前环境的照度信号情况,配合软件设计,利用微控制器的PWM信号输出端 ,输出不同占空比的PWM信号,提供不同占空比的PWM信号,以实现对照明灯


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