光控LED蓮花燈的設計與實現(xiàn)

摘要：LED照明作為一種新型照明光源，具有環(huán)保、安全和可靠性高等諸多優(yōu)點。為了使其在西藏地區(qū)得到廣泛應用，考慮到藏族家庭裝飾習慣以及對藏傳拂教的信仰，基于藏式茶碗托及蓮花外觀，設計出了具有豐富民族特色的光控LED蓮花燈。本文主要對光控LED蓮花燈內(nèi)部電路的設計進行介紹。
關鍵詞：光控；LED；蓮花燈

LED照明燈具在市場上已經(jīng)司空見慣，但立足藏區(qū)具有藏族文化傳統(tǒng)結合LED照明的燈具并不多見。本文從藏族傳統(tǒng)文化出發(fā)，結合LED照明技術，設計了一款有藏式特色的光控蓮花燈?？梢哉f，本設計是現(xiàn)代技術與古老藏文化的完美結合。

1 設計理念
蓮花出淤泥而不染，至清至純，是藏傳佛教中再生、純潔和免受輪回之苦的主要象征。蓮花作為藏區(qū)主要裝飾圖案之一，深受人們的喜愛，其主要以花瓣的形狀出現(xiàn)在器具的底座上。本作品仿照蓮花形狀茶碗托的外型設計，嵌入LED照明裝置，可根據(jù)光線強弱自動調(diào)節(jié)LED發(fā)光強弱和手動調(diào)節(jié)，作品整體保持蓮花形狀茶碗托的外觀，是藏族元素與現(xiàn)代科技的結合，既符合藏區(qū)人們的觀賞習慣，彰顯了濃郁的民族特色，可應用于家庭燈具的裝飾和寺廟照明，可作為藏式特色的照明燈具來推廣，具有一定的市場價值。

2 硬件電路設計
2．1 硬件結構設計
文中電路整體設計結構如圖1所示，通過變壓器、橋式電路和LM7805三端穩(wěn)壓模塊將交流220 V轉為穩(wěn)定直流5 V，為電路提供能量。開關1為單刀雙擲開關，控制光敏模塊和手動模塊。電壓保護模塊1和2為繼電器自動控制模塊，對負載進行電壓保護。

2．2 電路供電模塊
本設計所有電路均基于Multisim仿真軟件的應用。圖2為總電路供電模塊電路，此電路通過變壓器將220 V市電轉為交流12 V，在經(jīng)過電橋電路和RC振蕩電路進行濾波穩(wěn)壓后送入LM7805穩(wěn)壓模塊，為負載提供穩(wěn)定電壓。

電路設計方面：電路方面主要分兩部分：1)整體開關控制電路，用于手動開關分別對上中下3個照明模塊整體及部分的亮暗控制。2)控制作品中部LED亮暗的光控電路，對該部分LED照明進行自動調(diào)節(jié)。
2．3 光敏自動控制模塊
接入電源，當單刀雙擲開關向下時，光控模塊電路導通，光敏傳感器工作。當光線較暗時傳感器輸出高電平，啟動繼電器工作，繼電器1腳和6腳導通為負載提供能量，LED正常發(fā)光。否則當光線較亮時傳感器輸出低電平，繼電器不能啟動，其1腳和6腳斷開，LED不發(fā)光。繼電器起到對負載電壓保護的功能。

2．4 手控模塊
當單刀雙擲開關向上時，光控模塊斷開，H1和H2導通。通過開關控制LED的亮滅。當輸入電壓時，繼電器對R2兩端電壓進行采樣，當R2兩端電壓達到規(guī)定范圍，繼電器1腳和6腳導通為負載提供能量，LED正常發(fā)光，否則斷路。繼電器起到對負載電壓保護的功能。

3 電路仿真分析
3．1 LM7805穩(wěn)壓模塊仿真
圖5為三端穩(wěn)壓集成電路LM7805的仿真結果，C1、C2分別為輸入端和輸出端濾波電容，R1、R2分別為輸入輸出端保護電阻。當輸出電流較大時，LM7805散熱較大，應加散熱器。LM7805三端穩(wěn)壓IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護電路，使用可靠、方便。由于三端固定集成穩(wěn)壓電路的使用方便，電子電路中經(jīng)常采用。當三端穩(wěn)壓集成電路LM7805輸入電壓大于5 V時，通過LM7805穩(wěn)壓模塊可輸出穩(wěn)定的5 V電壓。

3．2 總電路供電模塊仿真
由圖6仿真中可以看出，由于變壓和穩(wěn)壓模塊連接后，電氣互相影響，測得輸入到LM7805穩(wěn)壓模塊的電壓為10．6 V左右，輸出4．7 V穩(wěn)定電壓為電路提供能量。設計效果圖如圖7所示。

4 結束語
文中主要完成光控LED蓮花燈內(nèi)部電路設計，解決了LED燈具的供電模塊和控制模塊。本設計主要加入藏民族佛教元素蓮花，與現(xiàn)代科技實現(xiàn)完美的結合。