基于Atmega16的室內(nèi)照明系統(tǒng)設計
1. 1 系統(tǒng)結構
室內(nèi)照明控制系統(tǒng)的設計主要采用Atmega16 單片機作為MCU 控制器,與LED 顯示技術、光感技術、按鍵采集與處理技術、紅外線傳感技術、延時技術等技術相結合,然后實現(xiàn)室內(nèi)照明設備的智能控制,其系統(tǒng)結構如圖1 所示。
圖1 室內(nèi)照明控制方案圖
1. 2 工作原理
(1) 單片機通過繼電器對室內(nèi)照明設備的開關進行控制。
(2)照明設備周圍的光照檢測電路對設備周邊亮度進行檢測,信號通過環(huán)境亮度傳感模塊到達單片機,如果亮度能夠滿足生活需要,單片機則通過繼電器保持照明設備的關閉狀態(tài),如果亮度不夠,則由單片機繼續(xù)檢測是否采集到人體熱釋電感信號。
(3) 如果被動式熱釋電紅外傳感器檢測到人體信號,單片機則立刻控制照明設備,將其打開;如果沒有檢測到人體信號,單片機則保持照明設備的關閉狀態(tài)。
(4)在照明設備打開的情況下,如果單片機在某一時刻沒有檢測到人體信號,則延長一段時間后將照明設備關閉,如果延時期間檢測到人體信號則結束延時,照明設備繼續(xù)打開。
(5) 可以根據(jù)應用照明設備場合以及使用人群的不同,將單片機PA0 ~ PA3引腳設置為不同的延時時間值。
(6) 在照明電路正常工作時,只要按下強制按鈕,就可以對照明設備進行強制控制,通過該按鈕也可以使電路切換到自動控制狀態(tài)。
2 系統(tǒng)硬件設計
2. 1 傳感器部分設計
(1) 環(huán)境亮度傳感模塊的設計。環(huán)境亮度傳感模塊的主要器件是光敏電阻。光敏電阻的光譜響應峰值比較接近人的視覺敏感區(qū),波長為555 mm,另一方面,光敏電阻利用半導體的光電效應原理,其電阻值會隨著入射光強度的不同而發(fā)生改變,入射光強時,電阻值較小,入射光弱時,其電阻值增大響應時間相對增加。
此傳感模塊采用環(huán)氧樹脂封裝,具有體積小、靈敏度高、反應速度快、可靠性強等特點,在對環(huán)境亮度檢測時,當檢測到的光照強度大于設定值時,則輸出低電平,否則輸出高電平。采用光敏電阻的作用就是把環(huán)境光亮度轉化為模擬電壓值,然后通過運放后傳給單片機準確數(shù)字信號。為了避免光敏電阻受光面小的缺點,探測元件要在建筑周圍進行合理布局,以便準確探測自然光的強弱。
(2)被動式熱釋電紅外線傳感器設計。熱釋電紅外傳感器可以通過檢測人或者動物發(fā)射的紅外線而輸出電信號,是以后總檢測物體輻射紅外能量的傳感器。
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