缘分——多功能智能台灯.doc

多功能智能台灯 摘 要 本项目以智能和绿色环保为导向设计系统，以人性化保健和方便人们生活为理念设计功能；系统使用集成PWM、AD转换功能芯片、热释电传感器、无线接收模块和STC89C52单片机实现台灯的智能化控制；应用PWM技术实现LED照明光源大范围调光的控制和驱动；电源采用太阳能和市电结合；系统实现电能的循环利用。所实现功能：可以自动感应人体是否在场而实现自动开关灯以实现节能，根据外界光线来适时调节台灯的亮度。自动调时计时提醒休息，让人的眼睛更加健康，同时播放音乐，解除疲劳。有无线遥控控制系统，方便人们日常生活应用，达到最佳的人性化效果。 关键字：STC89C52单片机；台灯；智能；环保；保健； 一、系统方案 1.1 系统设计方案的提出 社会在不断进步，人类在不断追求，随着生活节奏的加快，人们越来越需要方便快捷的生活方式，智能化家居也因此逐步走进我们的生活。随着电子产品的快速发展，家用电器也越来越偏向智能化。家用电器在不断发展，作为家用电器当中的小台灯也要顺应科技的发展步伐走向智能化。目前在国内外的灯光照明产品已多不胜举，但是否具备好的市场竞争力，依靠的是能否跟得上社会的发展，能否满足人们日常生活的需求。随着社会的发展，人们的生活水平不断提高，但工作也越来越繁忙，多少人为了工作，整天对着电脑，由于光线不足导致眼疲劳甚至近视或近视加深；多少人为了工作忘记了休息甚至趴在电脑前睡着了；多少人为了工作而导致精神紧张。也经常由于忘记关灯而造成巨大的能源浪费。当夜晚来临时，人们又摸黑去开灯，非常不方便。且现在的普通台灯90%的供电系统是用交流电经变压后直接供电，在用电高峰期时使用会增加供电系统的负担，并且停电时不能工作，移动使用性较差，太阳能是新型的绿色能源，但普及率还不高。为了改善人们的工作和生活环境，我们提出了多功能智能台灯方案。 1.2灯的选择 “使用哪类型的灯？”这是系统所要考虑的第一个问题。根据所要实现的功能和灯的应用场合的特点；我们选用LED灯作为系统所针对设计的灯。理由如下：LED被认为是21世纪的照明光源，LED发光器是冷光源，光效高，工作电压低，而且能耗低，可控制好、无辐射，同样亮度下，LED能耗为白炽灯的10%，荧光灯的50%。LED寿命可达10万小时，是荧光灯的10倍，白炽灯的100倍。随着能源紧缺、电价越来越高、环保要求及LED的光效的提高，用LED替代现在台灯普遍使用的白炽灯或荧光灯，环保无污染。另外，环境亮度不够时，有人时亮，无人时灭，开关频率较高；对于普通的灯（如白炽灯），因为频繁的开关，使用宿命会降低；而LED灯不会；再则，LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，其发光效率可达80-90%，并且传统的台灯中的光源提使用的是交流电，所以每秒钟会产生100-120次的频闪，而LED灯是把交流电直接转换为直流电，不会产生闪烁现象，保护眼睛，可以获得“柔和”的灯光环境。因此，本系统采用LED灯是最佳的选择。 1.3控制芯片的选择 经分析和实验，我们采用PWM控制MOSFET场效应管通断开关电源的原理实现恒流和对电流大小的控制；采用热释电传感器感应是否有人，如有人则发指令让单片机控制台灯亮，反之让台灯灭；采用DS18B20芯片和PCF8563时钟芯片对当前温度和时间进行实时显示。进而，我们选择了使用性高且价格较便宜的STC89C52单片机作为控制芯片，该系列单片机电路成熟，应用广泛。 1.4电源方案 台灯一天的耗能是比较少的；以环保节能和市场的要求（能适合较多的客户的需要），系统设计了双电源输入的电源方案。一个为太阳能系统电源输入，另一个为市电输入。太阳能和LED是绝配的组合，时代的发展。我们还设计出电能和光能的循环利用，充分利用电能，最能体现节能环保。相对于单电源设计，双电源的优势如下：只增加少量的成本，就可适应更多的客户需要，可实现不间断供电。系统控制中心电源选用开关电源集成IC—LM7805，理由：1、电路简单、稳定，调试方便（几乎不用调试）；2、价格便宜；3电路中几乎没有产生高频或者低频辐射信号的元件，工作频率低，EMI等方面易于控制。 二、系统设计 2.1系统概述 多功能的智能台灯有许多普通按键式台灯所无法比拟的优势。多功能智能台灯集照明、节能、自动调节亮度、设置时间提醒、播放音乐解除疲劳这些功能于一体。它趋于人性化，更是优化人们的生活方式：在黑暗的时候，它的自动开关灯功能让人们使用起来更方便，省去黑暗摸灯的麻烦；在无人使用时，它可以自动关灯，节省电能，有利于环保；它的自动调节亮度功能有助于预防眼睛近视；同时，它可以帮助人们有效地安排学习工作及休息时间，让人们在休息时还可以聆听音乐解除疲劳。它可以说是学习、工作、生活上的一个“智能保健师”。 我们的多功能智能台灯分成自动和手动两种模式。在自动模式下，台