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
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。

“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。

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。

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

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****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****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