自習(xí)室日光燈自動節(jié)能控制系統(tǒng)

1、第十二屆 科技論文報告會 自習(xí)室日光燈自動節(jié)能控制系統(tǒng)（112071班 趙巖峰、王軍、王迪平、龍澤宇） 引言課題的現(xiàn)實意義與市場價值課題的現(xiàn)實意義與市場價值眾所周知，目前，經(jīng)濟(jì)社會的飛速發(fā)展，工業(yè)、產(chǎn)業(yè)的日益發(fā)展，壯大，大量資源能源的耗費，人口數(shù)字的不斷上升，使資源、能源問題日益突出。而節(jié)約能源，是我們每一個人都當(dāng)盡的義務(wù)。大學(xué)自習(xí)室，是我們進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的重要場大學(xué)自習(xí)室，是我們進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的重要場所。每一所大學(xué)都有上百個自習(xí)室，而每個所。每一所大學(xué)都有上百個自習(xí)室，而每個自習(xí)室里，少則有八九個日光燈，多則有二自習(xí)室里，少則有八九個日光燈，多則有二三十個。尤其是在像武漢這樣擁有眾多高校三十個。

2、尤其是在像武漢這樣擁有眾多高校的城市，的城市，自習(xí)室日光燈耗能絕對不是一個小數(shù)目！自習(xí)室日光燈耗能絕對不是一個小數(shù)目！然而，我們常?？吹竭@樣的情景，偌大的一個自習(xí)室，僅僅坐了謬謬幾個同學(xué)，而日光燈卻全部打開，大片沒有被使用的座位上方的日光燈都白白的亮著。這種現(xiàn)象在武漢各大高校隨處可見，對于武漢這樣的教育重鎮(zhèn)，這種現(xiàn)象所造成的能源浪費是極其巨大的。 工作原理 本系統(tǒng)有一路輸入，通過安裝于天花板上的傳感器來探測是否有人坐在感應(yīng)區(qū)域的座位，并將該信號以電信號的形式傳送給單片機。單片機對來自該區(qū)域的信號做出判斷。據(jù)此，單片機控制繼電器，使相應(yīng)的日光燈打開或關(guān)閉。從而，達(dá)到這樣的目的：當(dāng)教室中某個區(qū)域的

3、座位被使用時，該區(qū)域的日光燈就會被打開。當(dāng)該區(qū)域的座位都不被使用時，該區(qū)域的日光燈就會被關(guān)閉。從而，實現(xiàn)了燈光的自動控制，有效節(jié)省了電力資源。 傳感器模塊設(shè)計 傳感器模塊主要采用熱釋電人體紅外傳感器以及紅外控制芯片BISS0001（或者LP0001，CA0001）。模塊線路板尺寸33mm*28mm，透鏡直徑約25毫米，模塊厚度20毫米。 模塊采用低功耗穩(wěn)壓器件7133A-1，可以保證在很寬的輸入電壓下穩(wěn)定提供3.3V的工作電壓，確保模塊能正常工作。模塊有三個輸出腳，由紅、黃、黑三色線插座引出，紅線和黑線分別接DC624V電源的“+”、“”，標(biāo)有“OUT”的黃線是輸出腳，有人輸出約3V高電平，無

4、人輸出0V低電平。圖中左上角藍(lán)色箭頭指示有一個檢測方式設(shè)置區(qū)，模塊默認(rèn)設(shè)置和H連接，為可重復(fù)觸發(fā)方式（見第二圖左上角藍(lán)色箭頭指示處，如果改成和L連接，則為不可重復(fù)觸發(fā)方式）技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)： 1、工作電壓：、工作電壓：DC624V 2、電平輸出：有人、電平輸出：有人3V高電平，無人高電平，無人0V低低電平電平 3、感應(yīng)角度：水平最大、感應(yīng)角度：水平最大140度，垂直最大度，垂直最大60度度 4、靜態(tài)電流：小于、靜態(tài)電流：小于50A 5、感應(yīng)距離：、感應(yīng)距離：0.57米米 6、觸發(fā)時間：約、觸發(fā)時間：約510秒秒 7、觸發(fā)方式：重復(fù)、觸發(fā)方式：重復(fù)/不重復(fù)不重復(fù) 8、外形尺寸：、外形尺寸：33m

5、m28mm20mm 控制系統(tǒng)設(shè)計圖為日光燈自動控制節(jié)能系統(tǒng)的控制系統(tǒng)電路框圖，它包括單片機、復(fù)位電路、時鐘電路、驅(qū)動器、繼電器、傳感器、日光燈; 所述驅(qū)動器驅(qū)動繼電器, 繼電器控制日光燈。 系統(tǒng)的電路框圖系統(tǒng)的電路框圖 系統(tǒng)的電路圖電路包括單片機、復(fù)位電路、時鐘電路、驅(qū)動器、繼電器、傳感器、日光燈。 方案實現(xiàn)設(shè)計 我們首先根據(jù)教室的實際布局將自習(xí)室桌椅與日光燈按片劃分。 我們以北區(qū)綜合樓多媒體教室為例，北區(qū)綜合樓多媒體教室一共有十排十八列座位，共二十五盞日光燈，我們按如圖所示的方案，將日光燈與座椅對應(yīng)劃分成片。 以圖左上角一片座位為例：該片座位包括一排二排的一至五列座位，對應(yīng)日光燈為Aa，那么

6、紅外探測器安裝在一排三列座位上方天花板上，這樣，探測器向下方覆蓋該片座位。系統(tǒng)補充說明一、系統(tǒng)反應(yīng)延時設(shè)置：一、系統(tǒng)反應(yīng)延時設(shè)置：本產(chǎn)品主要適用場所為高校自習(xí)室，而高校自習(xí)室往往使用帶有啟輝器的日光燈作為照明器具。眾所周知，這種日光燈在開啟時耗電量相對較大而且頻繁開關(guān)會減少日光燈使用壽命。所以我們在設(shè)計本系統(tǒng)時，為減少不必要的日光燈開關(guān)次數(shù)對響應(yīng)時間設(shè)置了適度的延時。也就是說，人在紅外傳感器下面停留一定的時間（系統(tǒng)預(yù)設(shè)）之后燈才會亮起。這樣便避免了人在燈下路過日光燈連續(xù)打開和關(guān)閉的現(xiàn)象，減少了不必要的開啟和關(guān)閉。二、探測器探測范圍調(diào)整二、探測器探測范圍調(diào)整：本系統(tǒng)調(diào)節(jié)探測器的探測范圍有兩種途徑

7、：第一種是根據(jù)實際情況選擇適合型號的紅外探測器，不同型號的紅外探測器有不同的探測范圍；第二種是通過調(diào)節(jié)紅外探測器的距地距離來實現(xiàn)。紅外探測器安裝在豎直長桿的頂端，直桿從天花板垂直延伸下來，通過調(diào)節(jié)直桿的長度便可以對紅外探測器距地距離進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過以上兩種方法就能使紅外探測器的探測范圍和探測靈敏度達(dá)到令人滿意的程度。三、總控設(shè)計：三、總控設(shè)計：本系統(tǒng)總控設(shè)定在一臺總控電腦上，各個教室單片機控制系統(tǒng)通過單片機通信端口與總控電腦相連接。編寫合適的軟件，便可通過總控電腦對所有教室控制系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理。四、電源：四、電源：電源采用穩(wěn)壓電流源，集成于單片機控制器之中，為紅外線模塊，電子繼電器，單片機以及各個芯片提供工作電壓。 我國正在提倡建設(shè)節(jié)能環(huán)保型社會，節(jié)能環(huán)保的理念正在向人們生活中的方方面面滲透。未來的節(jié)能環(huán)保型產(chǎn)品必然有著十分巨大的市場，節(jié)能環(huán)保型產(chǎn)品必然是未來產(chǎn)品的大趨勢！本系統(tǒng)以節(jié)能環(huán)保為目的，目標(biāo)市場為全國各大高校，期望以規(guī)模效應(yīng)使全國高校用于照明的電能消耗能夠有明顯的削減，從而體現(xiàn)出本產(chǎn)品的長遠(yuǎn)價值。本系統(tǒng)從設(shè)計構(gòu)想剛剛形成到完全完善經(jīng)歷了數(shù)個月時間，期間進(jìn)行了大量改進(jìn)和增添刪減，最終形成現(xiàn)在的方案。現(xiàn)方案從可行性、成本、實用性、可靠性方面考慮，經(jīng)得起推敲考驗，基本上可以作為一個產(chǎn)品進(jìn)行推廣。然而，限于知識的有限，經(jīng)驗方面的不足，