LED節(jié)能燈設(shè)計(jì)與智能亮度控制開發(fā)-畢業(yè)論文

1、 LED節(jié)能燈設(shè)計(jì)與智能亮度控制的開發(fā)摘要：目前世界各國(guó)都在政府的大力資助下加快推進(jìn)LED 節(jié)能燈取代傳統(tǒng)照明燈的步伐。從1998年發(fā)白光的LED開發(fā)成功，僅十幾年時(shí)間，市場(chǎng)上已有白光LED的手電筒、在礦上有白光LED的礦燈,不僅亮度好,而且節(jié)電。雖然家用LED節(jié)能燈目前還沒(méi)有上市,而且目前只能生產(chǎn)小功率的燈泡,且價(jià)位還較高,普通家庭還難以接受。但隨著半導(dǎo)體材料及工藝技術(shù)的進(jìn)步,LED家用節(jié)能燈的性能會(huì)很快進(jìn)入市場(chǎng),價(jià)格也會(huì)不斷地下降,它將逐步地進(jìn)入千家萬(wàn)戶,給您帶來(lái)節(jié)電、明亮的新的光源。為了推動(dòng)LED節(jié)能燈的發(fā)展，我將用25顆散光型白色高亮度LED組裝一枚節(jié)能燈，以確定LED 節(jié)能燈取代傳統(tǒng)

2、照明燈的可行性。 為了更加節(jié)能環(huán)保，我將結(jié)合智能開發(fā)系統(tǒng)，根據(jù)光線的強(qiáng)度、紅外和溫度變化，來(lái)實(shí)現(xiàn)此節(jié)能燈的自動(dòng)開關(guān)、自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度。我采用單片機(jī)C8051F020為系統(tǒng)控制核心，安裝了光強(qiáng)傳感器，紅外無(wú)線感應(yīng)器，采用DS18B20為溫度傳感器，使系統(tǒng)具有光強(qiáng)、溫度、紅外3種感應(yīng)開關(guān)控制LED節(jié)能燈，再加上過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)措施，進(jìn)一步提高節(jié)能效率并保證照明系統(tǒng)的正常工作。此外，系統(tǒng)還使用液晶實(shí)現(xiàn)LED照明工作信息的外部顯示。該系統(tǒng)可應(yīng)用于如樓道照明、工作照明、設(shè)備照明等很多場(chǎng)合。關(guān)鍵詞：LED節(jié)能燈 自動(dòng)控制 光強(qiáng) 溫度 紅外一、 LED節(jié)能燈簡(jiǎn)介 1、LED發(fā)光原理LED俗稱發(fā)光二極管，是一種半導(dǎo)

3、體固體發(fā)光器件。它是 利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，在半導(dǎo)體中通過(guò)載流子發(fā)生復(fù)合放出過(guò)剩的能量而引起光子發(fā)射，直接發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠、青、橙、紫、白色的光。2、LED的發(fā)展 上個(gè)世紀(jì)60年代，科技工作者利用半導(dǎo)體PN結(jié)發(fā)光的原理，研制成了LED發(fā)光二極管。當(dāng)時(shí)研制的LED，所用的材料是GaASP，其發(fā)光顏色為紅色。經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展，現(xiàn)在大家十分熟悉的LED，已能發(fā)出紅、橙、黃、綠、藍(lán)等多種色光。最初LED僅用作儀器儀表的指示光源，后來(lái)各種光色的LED在交通信號(hào)燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。通常LED能直接發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠、青、橙、紫、白色的光，但對(duì)于一

4、般照明而言，人們更需要白色的光源。經(jīng)過(guò)多年研究，人們?cè)?998年發(fā)白光的LED開發(fā)成功。這種LED是將GAN芯片和YAG（釔鋁石榴石）封裝在一起做成的。芯片GAN發(fā)藍(lán)光，高溫?zé)Y(jié)制成的YAG熒光粉受此藍(lán)光激發(fā)后發(fā)出黃色光射，峰值達(dá)550nm。藍(lán)光LED基片安裝在碗形反射腔中，覆蓋以混有YAG的樹脂薄層，約200-500nm。 LED基片發(fā)出的藍(lán)光部分被熒光粉吸收，另一部分藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的黃光混合，最終可以得到得白光。現(xiàn)在，對(duì)于白色LED，通過(guò)改變YAG熒光粉的化學(xué)組成和調(diào)節(jié)熒光粉層的厚度，可以獲得色溫在3500-10000K的各色白光。這種通過(guò)藍(lán)光LED得到白光的方法，構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低廉、技

5、術(shù)成熟度高，因此運(yùn)用最多。 然而照明需用的白色光LED僅在近年才快速發(fā)展起來(lái)，目前白色LED發(fā)光效率已經(jīng)突破120LM/W，是白熾燈15LM/W的8倍，是熒光燈50LM/W的2倍多。LED的光譜中沒(méi)有紫外線和紅外線成分，所以不會(huì)發(fā)熱，不產(chǎn)生有害輻射。而且LED的光通量半衰期大于5萬(wàn)小時(shí)，可以正常使用20年，器件壽命一般都在10萬(wàn)小時(shí)以上，是熒光燈壽命的10倍，是白熾燈的100倍，所以基本不會(huì)損壞，這種燈具具有非常好的節(jié)能長(zhǎng)壽命特性，隨著白色LED價(jià)格的不斷降低，LED節(jié)能燈不但在節(jié)日彩燈裝飾中廣泛應(yīng)用，而且逐步延伸到路面照明、民用照明等低照度要求的領(lǐng)域，全面進(jìn)入實(shí)用化，并且在環(huán)保方面廢棄物可以

6、回收，沒(méi)有熒光燈的貢污染問(wèn)題，是國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目。發(fā)展空間無(wú)限，市場(chǎng)價(jià)值巨大。3、研發(fā)意義及背景 LED 燈相對(duì)于其他光源有壽命長(zhǎng)、發(fā)光效率提高空間大的優(yōu)勢(shì)，并且LED 燈由于采用物理P-N 結(jié)的冷發(fā)光原理，使得LED節(jié)能燈燈轉(zhuǎn)化效率高，發(fā)光效率從2002年的25流明/瓦提高到2007年75流明/瓦，而發(fā)光成本將從2002的200美元/千流明降低到2007年的20美元/千流明、最重要的是LED節(jié)能燈不存在汞燈污染源，被譽(yù)為綠色環(huán)保的照明能源，符合當(dāng)今世界主題。目前LED節(jié)能燈最高發(fā)光率為200 流明/瓦，其壽命理論值達(dá)到10萬(wàn)小時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他光源產(chǎn)品。是未來(lái)世界必用主流產(chǎn)品。 目前世界

7、各國(guó)都在政府的大力資助下加快推進(jìn)LED節(jié)能燈取代傳統(tǒng)照明燈的步伐、日本、美國(guó)、歐盟、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣和中國(guó)政府都制定了相應(yīng)的發(fā)展計(jì)劃。 中國(guó)為節(jié)約能源、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，于2007年6月3日制定節(jié)能減排綜合性工作方案半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)順應(yīng)了節(jié)能減排的宏觀政策。從2005年開始科技部批準(zhǔn)了大連、廈門、上海、南昌、深圳等五個(gè)半導(dǎo)體照明產(chǎn) 業(yè)基地，之后在2007 年和2008 年相繼批準(zhǔn)石家莊、揚(yáng)州等兩個(gè)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)基地，在政策、稅收和資金上給予長(zhǎng)期支持。LED節(jié)能燈在2007 年開始滲透進(jìn)入白熾燈照明市場(chǎng)、預(yù)計(jì)在2012年進(jìn)入熒光燈照明市場(chǎng)，從而大量取代白熾燈和熒光燈。但目前LED 路燈市場(chǎng)

8、中，應(yīng)用LED 燈的比例很少，存在很大的替代空間，目前路燈在全球未來(lái)景觀照明和通用照明的LED 市場(chǎng)增長(zhǎng)速度最快，預(yù)計(jì)景觀照明LED市場(chǎng)份額將從03 年的2%增加到08 年的8%。04 年通用照明LED 的銷售額是9400萬(wàn)美元，到2010年將增長(zhǎng)到8.75億美元，年增長(zhǎng)率將達(dá)52.3%，屆時(shí)LED節(jié)能燈將在全球120億美元至140億美元的照明市場(chǎng)占據(jù)重要的位置。 二、 LED節(jié)能燈的制作1、元器件：（1）25顆散光型白色高亮度LED（2）塑料外殼、羅口燈座、均光板各一塊（3）400V/0.33UF降壓電容一個(gè)（4）100V/4.7UF濾波電容一個(gè)（5）集成整流橋一個(gè)（6）1M 高壓泄放電阻一

9、個(gè)（7）100歐姆限流保護(hù)電阻一個(gè)（8）電源板PCB一片（9）LED燈板PCB一片 2、 制作過(guò)程 繪制電源PCB板電路圖 ： 3、 焊接成品（1）首先可以焊接LED燈板部分，制作前先用繪圖橡皮將LED的所有焊盤仔細(xì)擦磨一遍，這樣可以清除PCB上的氧化層，確保焊接可靠！將白色LED按照PCB上標(biāo)注的極性仔細(xì)插入PCB，注意：引腳長(zhǎng)的那根腳插入PCB上標(biāo)有“”的孔中，千萬(wàn)不能插反！如圖：（2）在焊接LED時(shí)請(qǐng)一定要選用不漏電的30W尖頭電烙鐵焊接，可以先焊好LED的一個(gè)引腳觀察LED的位置，如果不正可以融化焊錫時(shí)扶正，確認(rèn)位置正確后焊接另一個(gè)引腳。焊接要干脆果斷，可以先焊接內(nèi)圈的LED，再焊接外

10、圈的LED，焊接時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，應(yīng)控制在2秒以內(nèi)，否則LED有可能被焊壞！我們特地多提供了一顆LED，就是防止意外損壞時(shí)可以替換。（3）焊接完成后從LED燈板上的A、B處用軟導(dǎo)線引出，然后請(qǐng)仔細(xì)檢查是否有虛焊？是否有橋搭短路？LED是否在同一平面上？是否有多余的焊錫球散落在PCB上？完成后圖：（4）根據(jù)電源PCB板電路圖焊接整流橋和4.7UF/100V的濾波電容，注意：電解電容、整流橋是有極性的，一定要按照我們圖片的方向進(jìn)行焊接。（PCB正面白色的絲印V+ V-是錯(cuò)誤的，請(qǐng)不要被誤導(dǎo)）焊接完成后將電源板的A、B兩處焊盤用絕緣軟導(dǎo)線焊接好LED燈板的A、B兩處焊盤。如圖： （5）從電源板上標(biāo)有“交

11、流入”的兩處焊盤處引出兩根軟線，一根和外殼焊接，另一根和中心電極焊接，焊接點(diǎn)如上圖紅色箭頭位置。最后熱溶膠分別固定羅口燈座、電源板、LED燈板和均光板，防止晃動(dòng)和意外短路。如圖： （6）做好的LED燈不但很輕不容易摔壞，如圖所示： 4、制作注意事項(xiàng)：（1）請(qǐng)仔細(xì)多次核對(duì)后通電試驗(yàn)，注意人身安全，謹(jǐn)防觸電！（2）因?yàn)檫@款燈的LED數(shù)量眾多，很容易因?yàn)槠渲幸粋€(gè)LED損壞或者LED管腳和PCB焊接不良造成全部不亮，所以制作成功的關(guān)鍵還是在焊接LED時(shí)務(wù)必認(rèn)真仔細(xì)?。?）用萬(wàn)用表直流250V電壓檔排查每個(gè)LED兩端的電壓，如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)LED兩端的電壓異常大，可能出現(xiàn)了開路（如LED裝反、LED管芯開路

12、、LED焊盤齊根處PCB短路、LED虛焊等），此時(shí)最有效的辦法就是用直流電壓試通電點(diǎn)亮LED測(cè)試，先徹底斷開交流電源！然后如用10V左右的直流電壓，4個(gè)LED串連后通電測(cè)試，可以快速判斷出故障。5、最容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤：（1）LED引腳和PCB接觸不良 （2）LED被插反極性 （3）LED焊接時(shí)間過(guò)長(zhǎng)損壞 （4）電阻或者其他元件接錯(cuò)。三、智能亮度控制系統(tǒng)的開發(fā)1、 總體設(shè)計(jì)方案 本智能亮度控制采用單片機(jī)是C8051F020，為實(shí)現(xiàn)LED照明燈的自動(dòng)測(cè)控，我采用了以下整體框架。如圖所示：整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)又可分為供電驅(qū)動(dòng)模塊、自動(dòng)測(cè)控與顯示模塊3部分。供電驅(qū)動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)的過(guò)程

13、為：1224 V的直流供電輸入，經(jīng)過(guò)過(guò)壓保護(hù)電路后向SN3350芯片構(gòu)成的LED驅(qū)動(dòng)電路提供安全電壓，驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)LED照明燈正常工作。自動(dòng)測(cè)控與顯示模塊主要包括光強(qiáng)傳感器、溫度傳感器、紅外無(wú)線傳感器和液晶顯示器。光強(qiáng)傳感器采用了硅光電池和集成運(yùn)放組成光電轉(zhuǎn)換電路，將環(huán)境中光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換，依據(jù)實(shí)測(cè)電壓和光照的關(guān)系曲線，將相應(yīng)電壓值轉(zhuǎn)化為照度并經(jīng)由LCD1602液晶顯示；溫度傳感器采用了DS18B20芯片電路，將實(shí)時(shí)的環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳遞給單片機(jī)分析處理，同樣經(jīng)LCD1602液晶顯示；紅外無(wú)線傳感器采用以BISS0001為核心的熱釋電紅外無(wú)線感應(yīng)器電路，感應(yīng)電路

14、接收到信號(hào)后傳給單片機(jī)控制LED照明燈的開關(guān)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能和自動(dòng)測(cè)控的功能由單片機(jī)C8051F020實(shí)現(xiàn)。軟件編程的思路是：由單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生PWM信號(hào)控制SN3350驅(qū)動(dòng)芯片的ADJ引腳。通過(guò)改變PWM的占空比，實(shí)現(xiàn)對(duì)ADJ輸入任意電壓，進(jìn)而控制LED照明燈的開關(guān)及亮度調(diào)節(jié)。2、 硬件電路設(shè)計(jì)（1） 單片機(jī)C8051F020本系統(tǒng)采用單片機(jī)C8051F020，其片內(nèi)含CIP-51的CPU內(nèi)核，指令系統(tǒng)與MCS-51完全兼容。含有64 kB片內(nèi)Flash程序存儲(chǔ)器，4 352 B的RAM、8個(gè)IO端口共64根IO口線、1個(gè)12位AD轉(zhuǎn)換器1個(gè)8位AD轉(zhuǎn)換器以及1個(gè)雙12位DA轉(zhuǎn)換器、2個(gè)比較器、

15、5個(gè)16位通用定時(shí)器、5個(gè)捕捉比較模塊的可編程計(jì)數(shù)定時(shí)器陣列、看門狗定時(shí)器、VDD監(jiān)視器和溫度傳感器等部分。C8051F020單片機(jī)支持雙時(shí)鐘，其工作電壓范圍為2.73.6 V（端口IO、RST和JTAG引腳的耐壓為5 V）。如下圖：（2） LED驅(qū)動(dòng)電路 本系統(tǒng)選用了SN3350芯片作為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)電路的核心。SN3350是一款降壓型電感電流連續(xù)模式驅(qū)動(dòng)芯片，適用于電源電壓高于一顆或一串LED所需電壓的應(yīng)用場(chǎng)合。輸出電流可達(dá)750 mA，輸出功率可達(dá)30W。下圖為本系統(tǒng)采用的LED驅(qū)動(dòng)電路。LED驅(qū)動(dòng)電路圖2中，3號(hào)引腳ADJ為多功能開關(guān)亮度控制腳，其引腳特性為：1）引腳懸空：工作在普通模式。

16、（普通模式下VADJ=VREF=1.2 V，工作電流IOUTnom=0.1R1）；2）輸入電壓低于0.2 V：關(guān)閉輸出電流；3）輸入直流電壓從0.31.2 V：輸出電流調(diào)整范圍從25100；4）通過(guò)不同占空比的PWM信號(hào)來(lái)控制輸出電流；5）當(dāng)ADJ引腳電壓超過(guò)1.2 V：電流被自動(dòng)鉗位在100。SN3350的輸出電流可以通過(guò)在ADJ引腳加控制信號(hào)來(lái)設(shè)置。本系統(tǒng)利用單片機(jī)產(chǎn)生PWM信號(hào)輸入ADJ引腳，驅(qū)動(dòng)電路依據(jù)以上引腳特性在不同的電壓值下進(jìn)入不同的工作模式。（3）光強(qiáng)傳感器 1）本系統(tǒng)的光強(qiáng)傳感器采用了一種光電轉(zhuǎn)換電路，其原理圖如圖3所示。電路的作用在于，通過(guò)集成運(yùn)放LM324和反饋電阻Rf，

17、將硅光電池（相當(dāng)于一個(gè)光控恒流源）輸出的電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出。通過(guò)調(diào)節(jié)Rf阻值的大小，可以改變輸出電壓值的大小，從而能夠適應(yīng)后級(jí)控制電路對(duì)輸入信號(hào)電壓值的要求。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，光照強(qiáng)度影響，Is大小，進(jìn)而引起Vout的改變，從而實(shí)現(xiàn)了將光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。光電轉(zhuǎn)換電路圖2）在實(shí)際制成的光電轉(zhuǎn)換電路中，使用照度計(jì)和電壓表測(cè)得的光照度-電壓關(guān)系。光電轉(zhuǎn)換電路測(cè)試結(jié)果如圖。 3） 根據(jù)測(cè)量結(jié)果繪制線性圖如下 4）由圖可見，隨著環(huán)境光照度的增大，光電轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓也線性增大，相關(guān)度達(dá)99.1，線性良好。這表明按照?qǐng)D3制成的光電轉(zhuǎn)換電路的實(shí)際測(cè)試結(jié)果與理論預(yù)期符合度較好。同時(shí)，圖4的光照度-電壓關(guān)

18、系直線也為軟件部分的程序設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)。（3） 紅外無(wú)線傳感器1）本系統(tǒng)的紅外無(wú)線傳感器采用以BISS0001為核心的熱釋電紅外無(wú)線感應(yīng)器電路。BISS0001是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器以及封鎖時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐?。以BISS0001為核心的熱釋電紅外無(wú)線感應(yīng)器采用被動(dòng)探測(cè)方式，其電路原理如圖5所示。菲涅爾透鏡（DSG）接收進(jìn)入探測(cè)區(qū)域的人體所發(fā)射的波長(zhǎng)為812 m的紅外線，通過(guò)熱釋電傳感器（PIR）將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)電路系統(tǒng)放大，濾波，最后將信號(hào)輸出。2）電路圖如下3、 軟件設(shè)計(jì)1）軟件設(shè)計(jì)的思路是先分模塊獨(dú)立設(shè)計(jì)，然后對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行綜

19、合整理。2）本系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的流程框圖如下圖所示。 3）程序主要分為5個(gè)模塊：亮度控制模塊、溫度探測(cè)處理模塊、光照度探測(cè)處理模塊、紅外無(wú)線探測(cè)處理模塊、液晶顯示模塊，下面對(duì)前3個(gè)較為復(fù)雜的模塊分而述之。 a、亮度控制模塊根據(jù)給定的LED驅(qū)動(dòng)電路芯片SN3350的引腳特性，可以通過(guò)控制ADJ腳的信號(hào)的電壓來(lái)控制LED的亮度。單片機(jī)80C51F020能夠自行產(chǎn)生Vpp=5 V的PWM信號(hào)，因此可以通過(guò)控制該P(yáng)WM信號(hào)的占空比來(lái)控制LED燈的亮度。依據(jù)圖4的光照度-電壓關(guān)系直線設(shè)定判定程序，得出對(duì)應(yīng)的占空比，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)于亮度的控制。b、溫度探測(cè)處理模塊由于DS18B20芯片的信號(hào)輸出腳輸出的是數(shù)字信號(hào)

20、，本模塊的內(nèi)容主要是對(duì)從DS18B20獲得的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行譯碼，從而獲得實(shí)際環(huán)境溫度數(shù)值。c、光照度探測(cè)處理模塊使用圖3光電轉(zhuǎn)換電路探測(cè)環(huán)境光強(qiáng)度輸出電壓信號(hào)。該信號(hào)是模擬信號(hào)，因此，需要對(duì)此信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換之后才能夠用單片機(jī)進(jìn)行處理。使用80C51F020自帶的AD轉(zhuǎn)換模塊，可以實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換。光照度對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)在02.4 V之間，因此某一特定的電壓值轉(zhuǎn)換成8位的數(shù)字信號(hào)，然后通過(guò)與溫度信號(hào)類似的處理從而對(duì)光進(jìn)行控制。4)根據(jù)本文第2部分所述的SN3350驅(qū)動(dòng)芯片控制端ADJ引腳特性，程序設(shè)計(jì)的具體方案如下：a、LED燈隨外界環(huán)境照度的自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制：當(dāng)測(cè)得實(shí)際光照度大于2 000 lx（照度

21、值可依據(jù)需要自行設(shè)定，下同）時(shí)，令A(yù)DJ引腳的輸入電壓為0，LED滅；當(dāng)測(cè)得實(shí)際光照度小于1 000 lx時(shí)，令A(yù)DJ引腳的輸入電壓為0.3 V，LED亮；當(dāng)測(cè)得實(shí)際光照度大于1 000 lx且小于2 000 lx時(shí)，令A(yù)DJ引腳的輸入電壓在0.31.2 V之間做相應(yīng)變化。b、LED燈隨外界環(huán)境溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制：當(dāng)LED的溫度大于80（溫度值可依據(jù)需要自行設(shè)定，下同）時(shí)，令VADJ=0；當(dāng)LED的溫度小于50時(shí)，令VADJ=1.2 V。c、LED燈隨外界紅外輻射信號(hào)的自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制：當(dāng)熱釋電紅外無(wú)線傳感器傳來(lái)感應(yīng)信號(hào)時(shí)，令VADJ=1.2 V，沒(méi)有信號(hào)傳來(lái)時(shí)，令VADJ=0。4、系統(tǒng)測(cè)試1

22、）基本工作測(cè)試a、電源供電15 V；實(shí)測(cè)三盞LED燈兩端的工作電壓為14V；驅(qū)動(dòng)電路輸出電流為320 mA；過(guò)壓保護(hù)測(cè)試調(diào)節(jié)輸入電壓大于24 V時(shí)，LED兩端電壓很快下降；當(dāng)輸入電壓升至27V時(shí)LED兩端電壓已降至0V。b、測(cè)試結(jié)果表明本系統(tǒng)能在低壓條件下正常穩(wěn)定工作，具有過(guò)壓保護(hù)功能2 )功能測(cè)試a、測(cè)量與顯示功能能否顯示環(huán)境光照強(qiáng)度：能，LCD顯示環(huán)境光強(qiáng)可精確到1 lx；能否顯示環(huán)境溫度：能，LCD顯示環(huán)境溫度可精確到0.1；b、自動(dòng)控制功能光強(qiáng)改變時(shí)能否開關(guān)燈：能，光強(qiáng)大于2 170 lx時(shí)自動(dòng)關(guān)燈；光強(qiáng)小于1 040lx時(shí)自動(dòng)關(guān)燈（設(shè)計(jì)閾值分別為2 000lx和1 000 lx）；溫

23、度改變時(shí)能否關(guān)燈：能，溫度高于82.5時(shí)自動(dòng)關(guān)燈；溫度低于49.3時(shí)自動(dòng)開燈（設(shè)計(jì)閾值分別為80和50）；能否維持環(huán)境光強(qiáng)的基本穩(wěn)定：能，環(huán)境光強(qiáng)減弱但不小于1 000 lx時(shí)，自動(dòng)提高LED的發(fā)光強(qiáng)度；環(huán)境光強(qiáng)增強(qiáng)但不超過(guò)2 000 lx時(shí)，自動(dòng)減弱LED的發(fā)光強(qiáng)度；能否感應(yīng)紅外輻射并開關(guān)燈：能，在有人進(jìn)入LED燈一定距離（最大半徑3.5 m處）時(shí)，自動(dòng)開燈，并維持10 s后逐步減弱燈光亮度直至關(guān)閉。測(cè)試結(jié)果表明，本系統(tǒng)具備隨環(huán)境光強(qiáng)、溫度、紅外輻射變化而自動(dòng)控制開關(guān)、調(diào)節(jié)光強(qiáng)的功能，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與理論設(shè)計(jì)值符合得比較好。4、 設(shè)計(jì)中需注意問(wèn)題 1）本系統(tǒng)的特點(diǎn)是硬件模塊電路較多，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意共

24、地與接口匹配。具體來(lái)說(shuō)，單片機(jī)C8051F020、LED驅(qū)動(dòng)電路的SN3350芯片、光電轉(zhuǎn)換電路中的集成運(yùn)放LM324、熱釋電紅外無(wú)線感應(yīng)器電路的核心BISS0001芯片、DS18B20溫度傳感器電路和過(guò)壓保護(hù)電路6個(gè)模塊都要與直流電源共地。接口匹配問(wèn)題主要存在于光強(qiáng)、紅外輻射、溫度3個(gè)傳感器的輸出口與單片機(jī)的輸入口，以及單片機(jī)的輸出口與液晶LCD1602、LED驅(qū)動(dòng)芯片SN3350的控制引腳之間。此外，由于LM324、BISS0001、DS18B20等芯片的工作電壓為5 V，小于LED照明系統(tǒng)15 V的工作電壓，測(cè)試時(shí)需另接5 V電源，而實(shí)際制作成品時(shí)則需增加一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路，將統(tǒng)一的15 V供電電壓轉(zhuǎn)換為5 V穩(wěn)壓輸出給相關(guān)芯片。2）在編寫程序時(shí)需考慮各個(gè)傳感器傳送的信息被單片機(jī)處理的優(yōu)先級(jí)。根據(jù)實(shí)際需要，本系統(tǒng)接收信號(hào)的參考優(yōu)先