實現智能燈光控制系統的光電傳感器
當今社會經濟科技都發展的迅速,經濟也是隨著科技在不斷的向前進,21世紀家家戶戶都離不開燈光,我們都需要生活在一個光明的時代里,燈光的常亮常暗其實與聲音是有著默契的聯系的,現在許多學校或者酒店等公共場所都使用的是聲控燈光控制,特別是在樓梯或者是廁所,沒個人上廁所的時間長短同,而且會發出一定的響聲,則這反面的技術人員研發了一種新系統,由光電傳感器來實現聲光控制,如果有響聲,燈光就會在某個時間段常亮,在白天,環境自然光線較強的情況下,不會亮燈,只有環境自然光線變暗,檢測系統才會啟動電源,現在的聲光控制燈屬于新型建筑照明系統,這種系統最適用在樓道上。
整個智能控制分為3個部分控制系統:
1、下面我們來探討整個系統控制的設計方案,這種聲光控制系統具有計數功能的模塊,可以由對射式光電傳感器來實現的,在圖中是洗手間的進口處設置兩個發射源和兩個接收源,當有人進或者出洗手問的門時,會阻擋光線,如圖2所示,接收處就接收不到設置光源發出的光信號,這時接收處的輸出端會發出一個信號,計數器就可以通過此信號進行計數。只要計數器里存儲數等于一時,系統控制燈亮,大于零時,該系統就會控制燈一直亮著,一旦為零,系統會控制燈延時一小段時間后自動熄滅。由于整個系統初啟動時無法判斷室內是否有人,因而我們還會設置一個簡易開關,供使用者進行手控,且為方便使用者能在夜間看到開關的位置,我們可以采用表面具有夜光性能的材料來做按鍵。光電檢測系統的啟動由光敏傳感器控制。
這個系統是設計了兩個對射型光電傳感器,當有人通過時,若是光路(1)先檢測到信號,則表明此人是進洗手間,計數器加1,若是光路(2)先檢測到信號,則表明此人是出洗手間,計數器減1,即兩個對射型光電傳感器是用來檢測和判斷是否有人進出洗手間。 2、硬件部分光敏傳感器電路控制的設計方案光敏器件這個部分是指可以將光信號轉變為電信號的元件。與發光管配合,可以實現電→光、光→電的相互轉換。常見的光敏元件有光敏電阻、光電二極管、光電三極管,本系統使用了光敏電阻。光敏電阻是利用半導體的光電效應制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器;入射光強,電阻減小,入射光弱,電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉換(將光的變化轉換為電的變化)。
白天,環境自然光線較強,RL呈低阻值(≤2kΩ,RL兩端交流電壓小于Q控制極的導通電壓(約0.65V+0.65V=1.3V),Q處于阻斷狀態,檢測系統電源未啟動;夜晚,環境自然光線變暗,RL呈高阻值(>1MΩ),Q從RL兩端獲得足夠觸發電壓而導通,檢測系統電源啟動。
本系統由光電傳感器檢測洗手間內是否有人,單片機進行計數,當N不為零時,單片機會向與MOC3061芯片引腳相連的端口輸送信號,然后通過可控硅來控制燈的開、關。其中R3是雙向可控硅的門極電阻,當可控硅靈敏度較高時,門極阻抗也很高,并上R3可提高抗干擾能力。 39Ω電阻和0.01μF電容組成浪涌吸收電路,防止浪涌電壓損壞雙向可控硅。其電路圖如上圖所示。 3、這個是軟件部分系統流程圖如圖所示。其中N表示洗手間內現有的人數,當檢測系統電源連上后,光電傳感器開始檢測,但系統不知道洗手間內此時是否有人,默認是無人,因而燈是不會亮的,這時按鍵可以用來對系統進行調整。當光強增大到一定值時,檢測系統自動停止工作。
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單向可控硅是一種可控整流電子元件,能在外部控制信號作用下由關斷變為導通,但一旦導通,外部信號就無法使其關斷,只能靠去除負載或降低其兩端電壓使其關斷。單向可控硅正向導通受控制極電流控制,根據此特性,在光敏電阻的作用下,利用單向可控硅作為檢測系統的啟動開關。這個硬件部分系統中是將光敏電阻與單向可控硅配合使用,組成檢測電路的啟動開關電路。其原理圖如圖所示。
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