基于LPC1114的智能節(jié)能LED臺燈控制器設計

　　摘要：本設計采用NXP基于ARM Cortex M0的MCU--LPC1114作為核心控制器，利用其豐富的片內外設，通過環(huán)境光線傳感器和超聲波測距傳感器實時采集環(huán)境光線強度和用戶到LED臺燈的使用距離，并與通過用戶按鍵設置的LED臺燈使用距離和亮度進行對比，從而調節(jié)LPC1114的PWM輸出占空比，驅動LED臺燈驅動器，在保證LED臺燈使用視野亮度恒定的情況下，實現(xiàn)人走燈滅和根據(jù)環(huán)境光線強度智能調節(jié)LED臺燈亮度兩大功能，實現(xiàn)智能節(jié)能效果。本設計是一個高效、低成本且有良好用戶體驗的解決方案。

　　引言

　　隨著科技的進步和發(fā)展，國家和社會越來越關注環(huán)境問題，對能耗的控制提出了越來越高的要求。LED作為一種綠色環(huán)保且發(fā)光效率極高的器件被廣泛應用于日常照明中。然而，目前市售的LED臺燈控制器，大多都由電源開關、亮度調節(jié)旋鈕和LED驅動器組成，只具有簡單的LED臺燈開啟與關閉，手動亮度調節(jié)以及LED驅動恒流恒壓控制功能，功能單一，能耗控制不精確，無法實現(xiàn)智能節(jié)能，用戶體驗較差。

　　為了克服現(xiàn)有LED臺燈控制器的以上缺點，基于LED驅動器芯片大多數(shù)具有PWM(脈寬調制)控制輸入，而基于ARM Cortex M0的半導體微控制器(MCU)具有豐富的片內外設和低功耗特點，正好能夠產(chǎn)生和控制一定頻率的PWM輸出。本設計提供了一種基于MCU、超聲波測距及光線強度傳感器的解決方案。以NXP的LPC1114作為核心控制器件，通過超聲波測距傳感器和環(huán)境光線傳感器自動檢測用戶是否離開以決定LED臺燈開啟與關閉以及自動感應環(huán)境光線強度從而自動調節(jié)LED臺燈亮度兩方面來保證智能節(jié)能的效果。另外，本控制器的用戶使用視野光強和自動開啟/關閉距離均可通過按鍵進行設置，從而使本LED臺燈的設計和使用更加人性化。

　　系統(tǒng)框圖

　　整個智能節(jié)能LED臺燈控制器由LED臺燈本身的220V-AC交流輸入，經(jīng)臺燈的電源AC-DC模塊之后獲得的LED驅動器工作電壓9V，經(jīng)LDO電源轉換芯片AMS1117-5.0和AMS1117-3.3轉換得到5V和3.3V電壓，分別給LED驅動電路、超聲波傳感器、LCD1602液晶顯示屏和LPC1114及環(huán)境光線強度傳感器供電。

　　LPC1114的ADC通過采集環(huán)境光線傳感器輸出的環(huán)境光線強度，據(jù)此改變PWM占空比，PWM的輸出經(jīng)后級的LED驅動電路濾波放大后自動控制LED亮度;超聲波測距傳感器實時測量用戶到lED臺燈的距離，從而為LPC1114智能控制LED臺燈的開啟/關閉提供可靠依據(jù)。用戶設置按鍵用于完成用戶對LED臺燈使用距離和光強的自定義設置，同時將用戶設置的LED臺燈使用距離及亮度實時地顯示在LCD1602液晶顯示屏上，從而使得整個設計更加易用和人性化。

　　整個智能節(jié)能LED臺燈控制器硬件系統(tǒng)框圖設計如圖1(圖中虛線部分為LED臺燈自身功能模塊，非本設計內容)?！　?/p>