智能桌面照明系统的设计与实现
本文选题:智能照明 + 色温 ; 参考:《西华师范大学》2017年硕士论文
【摘要】:随着现代电子工艺和控制技术的不断发展,各种尺寸小巧、功能强大的低功耗芯片相继出现,这大大促进了智能型家用电子产品的研究和制造。在生活水平持续提高的同时,人们更关注自身的身体健康。近几十年来,青少年的近视率一直居高不下,这使得人们特别关注用眼健康。人们在阅读时的光照环境差是近视形成的一个非常重要的原因。为此,设计和制造智能型的桌面照明系统就非常必要。本论文一种以STC12C5A60S2单片机为控制核心,选用中之光电公司生产的2835冷、暖白光贴片LED灯珠,设计了一款智能型多功能桌面照明系统。此系统主要包括稳压电路、驱动电路、控制按键模块、光敏反馈控制模块、红外检测单元、亮度调节电路、色温调节电路以及OLED显示模块等。该系统能通过红外感应,判断有无人的存在,自动开启或关闭照明功能。在照明过程中,照明系统的亮度和色温可以由用户通过手动方式调节,也可以依据用户设定值或内部存储的优化值自动调节。亮度和色温调节范围大,完全满足正常人眼舒适的需求。同时,该系统通过温湿度传感器和单片机时间,通过OLED屏幕进行显示,提供了交互性好的有用信息。人体红外感应检测采用了HC-SR501传感器,传感器产生的电信号由BISS0001信号处理芯片处理,并驱动电源开关。亮度和色温的调节是采用PWM控制方式进行的,并可分别独立调节。当按比例同时改变控制冷、暖白光的PWM信号的占空比,实现亮度可调;当分别改变控制冷、暖白光的PWM信号的占空比,可以实现色温调整。亮度和色温既可以由用户手工设定,也可由单片机自动读取内部优选值进行自动设定。系统中的控制程序采用C语言编写,利用Keil软件进行编译,产生单片机下载所必须的文件。为了测评系统性能,利用TES136色度照度计对设计的桌面照明系统进行了现场测试。实验结果表明,该系统提供的光照强度在色温为3800k、4000K、4400K时的调节范围分别为250~400lx、150~390lx及200~380lx。整个亮度调节过程中,光源色温基本不发生改变。在350lx、300lx、240lx三种不同亮度条件下进行色温调节,色温调节范围为2900~5400K。在整个色温调节过程中,亮度基本维持不变,误差小于1%。测试结果还表明在横向(-60~60cm)和纵向(-40~40cm)上的光照强度分布基本均匀。
[Abstract]:With the development of modern electronic technology and control technology, a variety of small and powerful low-power chips have emerged, which greatly promote the research and manufacture of intelligent household electronic products.At the same time, people pay more attention to their health.The high rate of myopia among teenagers in recent decades has made people pay special attention to eye health.Poor illumination is a very important cause of myopia.Therefore, it is necessary to design and manufacture intelligent desktop lighting system.In this paper, a kind of intelligent multi-function desktop lighting system is designed, which is based on STC12C5A60S2 single chip microcomputer and 2835 cold, warm white patch LED lamp produced by photoelectric company.The system mainly includes voltage stabilizing circuit, driving circuit, control key module, Guang Min feedback control module, infrared detection unit, brightness adjusting circuit, color temperature adjusting circuit and OLED display module.The system can automatically turn on or off the lighting function by infrared sensing, judging the presence of no one.In the illumination process, the luminance and color temperature of the lighting system can be adjusted manually by the user, or automatically according to the user set value or the optimized value stored inside.Brightness and color temperature adjustment range, fully meet the normal eye comfort requirements.At the same time, the system is displayed by temperature and humidity sensor and single chip computer, and displayed by OLED screen, which provides useful information with good interaction.HC-SR501 sensor is used to detect the infrared sensor of human body. The signal generated by the sensor is processed by BISS0001 signal processing chip and drives the power switch.The adjustment of brightness and color temperature is carried out by PWM control mode, and can be adjusted independently.The color temperature can be adjusted by changing the duty cycle of the PWM signal of the warm white light and changing the duty cycle of the PWM signal of the control cold and the warm white light respectively according to the proportion of the control cold and the white light.Brightness and color temperature can be set manually by the user or automatically read from the internal selection value by the single chip microcomputer for automatic setting.The control program in the system is written in C language and compiled by Keil software.In order to evaluate the performance of the system, the designed desktop lighting system was tested by TES136 colorimeter.The experimental results show that the range of the light intensity provided by the system is 250 ~ 400lx / 150 ~ 390lx and 200 ~ (380lx) respectively at the color temperature of 3800kg ~ 4000kg ~ (44) K ~ (-1).In the whole brightness adjustment process, the light source color temperature basically does not change.In the whole color temperature adjustment process, the brightness is basically unchanged, the error is less than 1.The results also show that the light intensity distribution is almost uniform on the transverse and longitudinal (-60 ~ 60 ~ (60) cm) and longitudinal (-40 ~ (40) cm).
【学位授予单位】:西华师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM923.02
【参考文献】
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,本文编号:1736525
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