1. 研究目的与意义
如今,随着LED技术的不断应用以及潜在的市场LED发展潜能巨大。伴随着全球经济的迅速发展能源消耗的不断加剧,带来的的则是大量的环境污染和生态破坏,绿色节能已经成为全球普遍关注的话题,人们正通过各种途径寻找新的节能方式。在电能消耗中,照明用电占发电总量的比例在不断加大。可以预知的是,随着经济不断发展,在将来我国的照明用电将有大比例的提高,绿色节能照明的研究应用越来越受到重视。开发和推广应用节能灯具成为迫在眉睫的任务。随着对产品质量要求的提高,使得控制精度的要求越来越高。而电子技术、计算机技术和控制技术的有机结合,为智能仪表发展提供了有利的技术条件。目前,运用各种集成芯片组成的高精度智能化控制系统已成为控制系统设计的发展潮流。集成传感器,无触点的控制方式及电力电子器件的应用使得控制系统的构成灵活多样。本课题以红外数字芯片为控制核心结合模拟开关电路,组成光强信号数字传输电路,与后续电路构成自动调光LED灯。本设计具备不同的照明需求,具有一定的实用价值。
2. 课题关键问题和重难点
1)本课题主要围绕红外发射电路,红外接收电路以及自动调光三块来设计红外自动调光led灯。并分析相关控制的控制原理,控制模型,通过遥控按键能控制LED灯,按下不同的按键,单片机根据采集到的不同数据而输出不同的PWM,从而控制LED灯的亮度。通过了解LED灯和红外线的原理与特点,并利用它们各自的特点来进行设计。在进行设计时首先考虑的是要节能,所以采用了最节能的LED灯,其次是要便于控制方便所以采用了红外线自动控制技术,不仅能很好的实现自动控制而且不易损坏。通过综合这些优点来进行优化设计,从而达到既经济又节能且耐用的目的。
对于发送端
1)完成某种制式的红外信号编码
3. 国内外研究现状(文献综述)
LED是LightEmittingDiode的缩写,翻译成中文为LED,这是一种可以发光的半导体元件具有二极管的电子特性。在20世纪70年代LED最早应用作指示灯、文字和数字显示。随着科技的发展,第三代半导体材料氮化镓(GAY)的突破,高亮度蓝光二极管的出现解决了发光二极管的三原色缺色问题,因而彻底解决了大屏幕全彩色显示问题,有了红橙黄绿青蓝紫七种色彩,更加重要的是由此产生了白光半导体灯。随着白光发光二极管的出现LED开始慢慢走进了人们的日常生活。LED是一种半导体发光器件,它可以将电能转变为光能,是固态光源。高亮度白光LED的成功开发,使得LED在照明领域得到了推广,使照明技术进入一个新的时代。LED具有寿命长、启动时间短、色彩丰富饱满、无紫外线、可做全彩变化、低压安全等特点,是一种新型的绿色光源。LED不仅可用于大型交通照明、广告显示屏、建筑和城市重点建筑的夜景照明,而且正在逐渐成为普通车辆的标准配置。目前,白光LED已成为便携式电子产品显示屏的主要光源,并朝日常照明应用的方向发展。LED技术的发展引起了国内外的普遍关注,如今已成为具有发展前景和影响力的一项高新技术产业。LED产品的开发、研制和生产已经成为发展前景十分诱人的朝阳产业。
自适应调光技术国内外研究现状:人眼对光线的感受是非线性的,因此将亮度级降低10%以上人却觉察不到亮度的变化,这样就可以节省将近10%的电能。假如将调光级别降低50%就可以节省约40%的电能。如果采用智能调光就可以将灯的亮度逐渐调到预设级别。白炽灯没办法达到这个要求,是因为冷的灯丝会受到热冲击。将灯亮度渐渐调到设定级别,不仅节省了电能而且还会极大地延长灯的使用寿命。使用10%的调光级别就可以将灯的使用寿命延长2倍,而50%调光级别将可以延长使用寿命20倍。
调光方式可以分为脉冲宽度调制方式(PWM)和变电阻型调光两种。PWM方式是通过每秒钟多次的接通和断开电源来调节发光亮度,开关之间的时间比率同发光亮度成正比关系。但并不意味着所有的灯都可调光的LED的响应时间很短,仅仅几到几十纳秒,更加适合于PWM方式调节亮度。
4. 研究方案
自动led灯的自动控制理论主要有:光控,红外。光控主要是用光做控制信号,光的强度也直接影响到控制信号的强弱,故本设计中运用光敏电阻来改变led灯的自动调节;红外控制主要利用红外接收到的红外光作为控制信号,红外应用时不与被测物体直接接触,而且灵敏度高,响应快,不易受到干扰,经济,便捷,故采用红外控制技术作为自动调光led灯的控制方案。
本系统以51单片机为核心,组成一个集采集、处理、控制为一身的自动控制系统。该系统有三个功能模块:信号输入模块,实现相应信号从单片机输入;信号控制模块,实现对信号的处理;信号输出模块,实现处理结果的编码输出,达到控制LED发光亮度的目的。单片机接收两部分信号,即被动式热释电红外探测器输出的开关信号和可见光探测器输出的亮度控制信号,传输到单片机中。通过单片机处理,输出编码信号,再通过D/A转换器和放大电路,控制可控硅的导通角,达到智能照明的目的。
5. 工作计划
第1周文献阅读,资料翻译,了解毕设任务。
第2周广泛收集各类LED灯相关资料,分析比较。
第3周需求分析,方案初步设计开题报告。学习C51语言编程。
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