声、光控自充电LED节能灯的设计
摘要:随着现代科学技术的发展，越来越多的高科技节能产品出现在我们生活的方方面面，声控灯、光控灯是居家照明的重要组成部分，光控灯是由光控开关和 LED 灯组合而成。声控灯由麦克风，放大电路和 LED 灯组成。在地球资源日渐衰竭的今日，环保、节能是当今各产业发展的重心，尤其是需要消耗大量电力的照明产业，基于此目的的研发工作更是趋向环保、节能的特性上著眼。因此，开发新型高效、节能、 寿命长、环保的电路对居家照明节能具有十分重要的意义。由此声控、 光控 LED 灯的诸多优点在现在正逐渐取代传统的照明设备，是照明产品的新兴光源，有「绿色照明」 光源之称，未来将光芒耀眼，发展潜力无限。声控、光控LED具有节能、体积小、发热量低、寿命长、 耗电量小、 反应速度快、 易控制等众多优点，极大的满足了 人们日常生活的需要，因此十分被灯饰业者看好。
关键词：光敏二极管；放大电路；延迟电路
Abstract:With the development of modern science and technology, more and more high-tech energy-saving products appear in all aspects of our lives. Acoustic and light-controlled lamps are important components of home lighting. Light-controlled lamps are composed of light-controlled switches and LED lights. The sound control lamp consists of microphone, amplifier circuit and LED lamp. Today, with the depletion of the earth's resources, environmental protection and energy saving are the focus of the development of various industries, especially the lighting industry which needs to consume a large amount of electricity. The research and development work based on this purpose tends to focus on the characteristics of environmental protection and energy saving. Therefore, the development of new efficient, energy-saving, long life, environmental protection circuit for home lighting energy-saving is of great significance. As a result, many advantages of voice-controlled and light-controlled LED lamps are gradually replacing the traditional lighting equipment. They are emerging light sources for lighting products. They are called "green lighting" light sources. They will shine brightly in the future and have unlimited development potential. Sound-controlled and light-controlled LED has many advantages, such as energy saving, small size, low calorific value, long life, small power consumption, fast reaction speed, easy control, etc. It meets the needs of people's daily life greatly, and is highly regarded by the lighting industry.
Key words: Photodiode;Amplifying circuit ; Delay Circuit
目录
第一章 绪论 3
1.1 研究背景和意义 3
1.2 研究现状 3
1.3 课题研究的内容 3
第二章 总体方案设计 5
2.1 总体硬件设计方案 5
2.2 电路原理设计 6
第三章 系统的硬件设计 7
3.1 单片机的选择 7
3.2 最小单片机的介绍 8
3.3电源电路的设计 9
第四章 系统的软件模块 11
4.1声控电路 11
4.2光控电路 11
4.3继电器驱动和光控照明 13
4.4延时电路 13
第五章 电路的调试 14
5.1硬件调试 14
5.2 软件调试 14
第六章 总结与展望 15
参考文献 17
致谢 18
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
目前，中国照明产业网表示，照明消费已占到总用电量的20％左右。虽然各大厂商为了实现这一目标已经研发出许许多多的节能照明电路和器具，并且初具成效，但是仅仅这样，我们目标的绿色照明还不够。未来，美国55％的白炽灯将被LED灯取代，每年可节省350亿美元的电力和7.55亿吨的二氧化碳排放量。日本将全面推广LED灯，消除白炽灯，每年减少1-2座核电站的发电量，每年可节省超过10亿元的原油。台湾还将用LED灯取代普通白光，每年可节省110亿千瓦时的电力。
由于采用声光控制电路代替手动开关，夜间有人经过楼梯时，脚步声会自动点亮楼梯灯提供光线；当人离开时，灯会在几十秒内自动熄灭。在白天，即使有人经过并发出声音，走廊灯也不会亮起。这种方法可以达到节能的目的。声光控制电路不仅适用于居住区的日常生活。包括大型的工厂，办公楼，教学楼等等地方，它相比传统的白炽灯有着更小的体积，更小的能耗，更加的环保，逐渐会成为当前世界的潮流。
1.2 研究现状
我觉得现在的社会的发展就是依靠着科技来一点点腾飞的，科技的发展带领这社会的进步。人们的生活质量也会以为科技的发展日趋提高。那么，能提高生活质量的原因就是科技的发展，科技的发展可能尽可能的大程度上来预防和解决好多人们发现不了的潜在因素。相对于人来说，科技的产物更加的敏锐，比人为的因素更加的高效。
那么为了减少人为因素导致的不良后果，比如楼道的长时间灯亮着。灯光又有关许多外界环境因素。这些东西不当的使用会影响着人们的家庭生活安慰。为此，我想研究出来一个可以检测声音和光的电路来帮助人们更好的节约我们生活当中的资源，以此来维护我们日以生活的家园。
1.3课题研究的内容
电路的设计需要在白天给电池充电（红色LED点亮）。当电池电压高于12V时，电池自动断电充电，红色发光二极管通断，蓝色发光二极管亮起时，转换到LED照明及其控制电路的供电状态。
在晚上，电池为LED灯及其控制电路供电（蓝色LED亮起）。走廊嘈杂时（如拍手），LED灯亮。10秒后，如果走廊安静，LED灯将自动熄灭。
如果蓄电池电压低于8.5伏，控制电路将切断电源并接通充电电路（由红色发光二极管指示）。LED照明由四组二极管并联，三个串联的高强度白色发光二极管。并且只能使用晶闸管作开关。
蓄电池标称电压为10V。
指示灯说明：
①绿色发光二极管用于指示充电电源的输出指示。
②红色LED用于指示电池充电。
当电池电压高于12伏时，蓝色LED亮。
③必须有一个保护电路，以防止过放电充电。电池电压Uo通常为10V，这延长了可充电电池的寿命。当电压低于8.5V时，外部电源将停止并转换为充电。当电池电压高于12V时，充电停止并转换为电源。
第二章 总体设计思路
2.1总体硬件设计方案
整个电路由电源电路，放大电路，声控电路，光控电路和延迟电路组成。
①当白天或夜晚的光线太亮时，整个电路由光控部分控制，声音控制部分没有任何效果。光学控制电路实时检测外界的亮度和暗度，并输出与亮度对应的电压信号，以实现灯泡在白天不亮。因为声音控制电路的部分不同时工作，所以即使白天有声音，灯泡也不会反应。
②当夜间或灯光更具暗示性时，负载电路的开/关信号受语音控制部分的影响。通过判断声音信号的强度，电路是否接通并且声音信号被转换成电信号。当声音信号强度达到一定水平时，电路自动开启并且灯泡点亮。
③当指示灯点亮时，延迟电路控制延迟为10秒。当它达到10秒时，灯泡将自动熄灭并等待下一个声音信号或光信号触发。
④必须有过放电充电保护电路。电池电压Uo通常为10V，这延长了可充电电池的寿命。当电压低于8.5伏时，外部电源将停止，电池将充电。当电池电压高于12伏时，充电将成为电源。
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