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作者：武昌理工学院 彭冰 沈豪 肖杰文
指导教师：邹熙 唐穗欣

　　作品简介　　

　　平台选型说明

　　设计说明

　　系统设计的内容
　　本LED智能台灯系统主要包括以下四个模块：
　　1.LED光源驱动模块
　　利用变压器将220V的交流电转化成12V的交流电源，并使用全桥和电容对其进行整流滤波，使其相对稳定在15V左右。然后使用PT4115电源驱动芯片将其转换成稳定的恒流源。
　　通过 PT4115芯片上的DIM 端，可以方便的进行模拟或PWM调光。由于模拟调光是直接改变流过LED电流的大小来实现亮度调节，除了亮度会改变以外，也会影响白光的质量，即不同电流下发出的白光存在色偏。因此，本设计采用PWM调光方案，PWM调光的基本原理是保持LED正向导通电流恒定，而通过控制电流导通和关断的时间比例，即改变输入脉冲信号的占空比，使LED产生亮暗变化;并利用人眼的视觉残留效应，当LED亮暗变化频率大于120Hz时，人眼就不会感觉到闪烁，而看到是LED的平均亮度。PWM调光的优势是LED正向导通的电流是恒定的，LED的色度就不会像模拟调光时产生变化。PT4115 恒流驱动输出的电流值计算公式为： (D为方波信号占空比， 为限流电阻).本设计LED光源采用36只小功率白光LED灯珠并联方式，且每只LED灯珠额定电流为20mA，则PT4115恒流驱动输出最大电流 应为120mA，因此 选取0.13Ω电阻。L1为镇流电感，选取68μH，用于稳定通过LED的电流。D1是续流二极管，当芯片內部MOS管截止状态时为储存在电感L1中的电流提供放电回路;由于工作在高频状态，D1选用正向压降小且恢复速度快的肖特基二极管IN5819。
　　芯片实物图：　　

　　关键元器件的选择：　　

　　电路如图所示：　　

　　2.人体红外检测模块
　　利用热释电红外检测模块来检测是否有人靠近台灯，若有人则自动开启光源，当一段时间检测不到人时台灯就会自动熄灭。红热释电红外传感器只对波长为10μm(人体辐射红外线波长)左右的红外辐射敏感，所以除人体以外的其他物体不会引发探头动作。探头内包含两个互相串联或并联的热释电元，而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，于是输出检测信号。
　　人体红外感应模块：　　

　　3.蜂鸣器模块
　　蜂鸣系统用于产生闹钟报警声。由单片机P口控制PNP 三极管s8050的通断实现对蜂鸣器声音控制;通过高电平实现蜂鸣报警声的长短音控制。蜂鸣系统电路如图四所示　　

　　4.按键模块
　　按键控制系统由4个按键组成，分别为4 设置键、1移动键 ，2数值增大键、3数值减小键。4和1，2,3 用于选择需要调整的时间日历以及闹钟参数，并作为时间日历参数的存储确认键。 2与3用于调整被选参数值的大小。2和3用于闹钟开和关键。2 用于LED 灯光8级亮度的调节键。
　　5.程序流程图　　

　　作品特色

　　LED智能台灯是用高亮度白色发光二极管发光源，光效高、耗电少，寿命长、易控制、免维护、安全环保;是新一代固体冷光源，光色柔和、低损耗、低能耗、绿色环保，适用家庭、商场、银行、医院、宾馆、饭店等各种公共场所长时间照明。无闪直流电，对眼睛起到很好的保护作用，是台灯、手电的最佳选择。本着智能、多功能、低碳、人性化的设计理念，智能地实现了台灯自动感应人体及手动调节亮度。LED灯是把交流电直接转换为直流电，在学习工作时不会产生闪烁现象，对眼睛有极大的保护作用。
　　虽然项目达到了初定的目标，但我们同时还提出了其他的设想，灯的亮度自动随着环境的变化而在一定的范围变化，灯的台柱随着人体的坐姿的变化出现相应的变化，保证能够覆盖照亮区域。这是我们作品的扩展部分，有待进一步完善。

系统演示视频：http://v.eepw.com.cn/video/play/id/2671