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基于单片机的LED路灯模拟控制系统的设计与实现

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 LED照明系统具有省电、轻巧、寿命长、高耐久性等特征,近年来已经越来越多地应用于路灯照明系统中,其趋势是取代目前广泛采用的高压汞灯的路灯照明。 针对目前比较先进的LED路灯控制系统进行了模拟路灯控制系统设计,实现了整条支路的LED路灯定时控制开关灯、自动开关灯、独立控制开关灯及故障报警等多项功能。对1WLED路灯单元可调恒流驱动电源,可以按照设定要求调节LED输出功率大小,实现调光功能。 1系统硬件设计1.1系统总体设计为了能够真实地模拟实际LED路灯的控制,设计了模拟路灯控制系统。用AT89S52单片机和DS1302实时时钟芯片,使用5V电源供电,用按键控制,可以进行时间校正,并且可对LED灯的开关时间进行控制和调节。DS1302的VCC2加入3V锂可充电电池实现时钟掉电保护。通过AT24C02存储时钟信息实现程序掉电保护功能。 1.2.2光敏检测电路光敏检测主要检测光线的强度是否应该开关路灯。 光敏检测电路主要利用光敏电阻的感光特性进行工作。 光敏检测电路如所示,当白天光照射到光敏电阻时,光敏电阻的阻值降低,反向输入端电压随之降低,当低于反相器74HC04的门槛电压时,反相器发生翻转,提供给单片机一高电平,控制LED灯关闭。当弱光或无光照时(晚上),由于光敏电阻的暗电阻很大,反向输入端电压较高,使得反相器输出为低电平,单片机控制LED灯的自动开启。 光敏检测电路。2.3故障检测及声光报警声光报警装置是支路控制器中单片机控制蜂鸣器和发光二极管发出声光报警的电路装置。IO为菜单功能键,相对应的菜单有时间校正、设定LED灯整条支路开关,独立控制每只路灯开关时间和功率调节的调光功能;为移位键;K3为加减键;K4为确认键。LCD数据线与单片机P1口相连;RS寄存器选择信号端与P2.0相连;RW读写端与P2.1相连;E使能端与P2.2相连。 1.4单元控制器输出电压,从而控制可调恒流源驱动电路。可调恒流源驱动电路由运放LM358、继电器、大功率管TIP41和开关管9013等组成,如所示。单片机P3.0控制口输出高低电平信号控制继电器开关,给恒流源电路提供+12V电压,恒流源电路驱动LED发光。当输出高电平,继电器导通,给恒流源电路提供+12V电压,否则相反。单片机通过控制TLC5615D/A输出电压信号来调整恒流源的大小。 序号恒流源Vi/V LED灯功率P/W 2系统软件设计根据环境光线判断是否打开路灯。当通过按键进行设定的时候,进入设定的模式,包括:LED路灯输出功率的设定,设定范围在20%100%当前日期和时间的修改和设定;路灯工作模式的设定;路灯故障的检测及对应单元故障的显示。 3测试结果在液晶屏幕上能够显示时钟、显示菜单。设定、显示开关灯时间,控制整条支路(测试用早上6:0关灯,晚上7:00开灯)或独立控制LEDi及LED2的开灯和关灯。 环境明暗变化自动开关灯的模拟测试。当环境的光照度小于0.1lx(用手遮挡光敏电阻),自动点亮LED灯,手松开自动关闭LED灯。 本设计的创新点在于详细设计了基于单片机AT89252模拟路灯控制的系统,通过对功率参数的实际测量,达到精确控制LED路灯的输出功率;能够根据光线强弱自动开关路灯;还能够根据控制设定定时开关路灯;能自动检测故障路灯并显示故障位置。多种控制方式起到节能和智能控制作用。所设计程序已经在模拟LED路灯控制系统硬件平台上成功运行。

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