照明燈智能控制器原理與設(shè)計(jì)
電路介紹電路由電源電路、單片機(jī)電路、環(huán)境照度檢測(cè)電路和控制輸出電路等部分組成。
C1、VDl、VD2、C2、VD3等組成電容降壓式穩(wěn)壓電源電路,輸出5V的電壓作為智能控制器電路的工作電源。AT89C2051、X1、R3、C3等組成單片機(jī)電路,R3、C3組成單片機(jī)的復(fù)位電路,接通電源的瞬間,由于R3對(duì)C3的充電過(guò)程,單片機(jī)AT89C2051的復(fù)位端1腳獲得一個(gè)高電平復(fù)位脈沖,使得單片機(jī)進(jìn)入初始狀態(tài)。
R6、R4、R5、RP1和AT89C2051內(nèi)部的比較器等組成照度檢測(cè)電路,為了增加對(duì)模擬量的處理功能,AT89C2051在內(nèi)部構(gòu)造了一個(gè)模擬信號(hào)比較器,其輸入端連到P.0和P1.1口,P1.0和P1.1口的第二個(gè)功能分別為比較器的同相輸入端和反相輸入端,比較結(jié)果存入P3.6口對(duì)應(yīng)的寄存器。P3.6在AT89C2051外部無(wú)引腳。R6為光敏電阻,其電阻值隨著光線的增強(qiáng)而減小,當(dāng)照度較小時(shí)P1.1口的電位高于P1.0口的電位,P3.6口輸出低電平;當(dāng)照度較大時(shí)P1.1口的電位小于P1.0口的電位,P3.6口輸出高電平。改變可變電阻RPl的阻值可調(diào)整照度的控制閾值。
VTl、R7、R8、VSl等組成輸出控制電路,當(dāng)P1.7口輸出高電平時(shí),三極管vT1截止。雙向可控硅VSl因沒有觸發(fā)電流處于阻斷狀態(tài),電燈LAMP關(guān)閉;當(dāng)P1.7口輸出低電平時(shí),三極管VT1導(dǎo)通飽和,向雙向可控硅VS1提供觸發(fā)電流使其進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài),電燈LAMP點(diǎn)亮。P1.7口的輸出狀態(tài)由程序控制。源程序介紹程序由主程序、定時(shí)中斷子程序、延時(shí)子程序等模塊組成。寄存器RO作計(jì)時(shí)單元,每過(guò)6分鐘其計(jì)數(shù)值加1,存儲(chǔ)器20H單元用來(lái)存儲(chǔ)前一天天亮的時(shí)間,定時(shí)器TO用作定時(shí)中斷子程序的計(jì)時(shí)。在智能控制器接通電源后,由于復(fù)位電路的作用,程序進(jìn)入初始狀態(tài),這時(shí)將定時(shí)器TO設(shè)置為工作方式1,其定時(shí)時(shí)間設(shè)置為60ms。存儲(chǔ)器20H單元初始賦值為100,相當(dāng)于計(jì)時(shí)值為10小時(shí)(6分鐘為一個(gè)計(jì)時(shí)單元),即第一天運(yùn)行時(shí)把天黑后的10小時(shí)作為第一天天亮的時(shí)間,由于季節(jié)的變化這可能不準(zhǔn)確,但經(jīng)過(guò)第一天的黑夜后,第一天天亮的時(shí)間準(zhǔn)確測(cè)量后被存入存儲(chǔ)器20H單元,以此作為第二天天亮的時(shí)間,其準(zhǔn)確性就比較高了。
電路的工作過(guò)程是這樣的:接通電源電路進(jìn)入初始狀態(tài)后。P1.7口為高電平,電燈關(guān)閉;當(dāng)傍晚天黑暗漸漸來(lái)臨時(shí),光敏電阻R6的電阻值逐漸增大,當(dāng)環(huán)境照度達(dá)到開燈的設(shè)定值時(shí)P1.1口的電位高于P1.0口的電位,P3. 6口輸出低電平。經(jīng)程序判斷后P1.7口輸出高電平,電燈點(diǎn)亮;此后電燈持續(xù)點(diǎn)亮4小時(shí)后P1.7口輸出低電平,電燈關(guān)閉;在天亮前1小時(shí)P1.7口輸出高電平,電燈點(diǎn)亮,天亮?xí)r光敏電阻R6的電阻值減小,P1.1口的電位低于P1.0口的電位,P3.6口輸出高電平,電燈點(diǎn)亮。為了提高電路抗外界光線干擾的能力,程序中加了抗干擾的措施,照度達(dá)標(biāo)30秒后才能改變電燈的開關(guān)狀態(tài)。
匯編程序清單如下:調(diào)試和安裝ICl用Atmel公司的AT89C2051單片機(jī)集成電路。X1用12MHz的石英晶體。R6選用照度為100Iax時(shí)電阻值為2—10kΩ的光敏電阻,如MG45—32、MG45—33、MG45—34等。VS1的參數(shù)應(yīng)根據(jù)受控制的電燈泡的功率確定,如果電燈泡的功率小于100W,可選用1A400V的小功率雙向可控硅。當(dāng)控制的電燈比較多時(shí)也可改變一下控制電路,用繼電器和交流接觸器作控制開關(guān)。C1用0.47μ、AC250V的聚丙烯電容器。其余元器件的參數(shù)見圖。
安裝前用編程器將由匯編程序編譯成目標(biāo)文件即HEX文件用編程器寫入AT89C2051芯片。安裝時(shí)要在外殼上開一個(gè)孔讓光敏電阻能夠檢測(cè)環(huán)境照度的大小,安裝完成后的調(diào)試工作主要是照度控制閾值的調(diào)整,方法是將智能控制器置于剛好需要照明的環(huán)境下,調(diào)節(jié)RP1使P1.0口的電位略低于P1.1口的電位,由于程序中加了抗干擾的措施,要經(jīng)過(guò)30秒后電燈才能點(diǎn)亮。固定智能控制器時(shí)應(yīng)注意其光敏電阻測(cè)試孔的方向,使其能夠正確的反映環(huán)境照度,減小包括被控制的燈光在內(nèi)的各種干擾光線的干擾。