[發(fā)明專利]基于STM32的多種工作模式燈控節(jié)能裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610259225.8
• 申請(qǐng)日: 2016-04-25
• 公開（公告）號(hào): CN105792483A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 房濤;張日東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H05B37/02
• 分類號(hào): H05B37/02
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 王佳健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種多種工作模式燈控節(jié)能裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)，尤其是基于STM32、光敏傳感器、紅外感應(yīng)的PWM調(diào)光的節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)，屬于信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近些年來，世界上很多國(guó)家都在倡導(dǎo)節(jié)約能源的活動(dòng)。我國(guó)作為一個(gè)人均能源缺乏的發(fā)展中國(guó)家，單位產(chǎn)品能耗水平遠(yuǎn)高于世界平均水平。目前，很多公共設(shè)施，例如公交車站的廣告牌，室內(nèi)照明系統(tǒng)和公共走廊在無人時(shí)不能自行關(guān)閉，自動(dòng)化程度低，能源浪費(fèi)極其嚴(yán)重。另外，有時(shí)當(dāng)外界光照強(qiáng)度比較強(qiáng)的時(shí)候，我們并不需要電燈在額定功率下工作，需要能調(diào)節(jié)占空比改變燈的亮度，降低其工作功率，降低功耗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種基于STM32的多種工作模式燈控節(jié)能裝置，相比于目前的單一的紅外感應(yīng)的燈控節(jié)能裝置，本裝置又增加了光敏傳感器用來感應(yīng)外界光照強(qiáng)度，并采用占空比的控制方式控制燈的亮度，極大限度的實(shí)現(xiàn)了節(jié)能需求。

本發(fā)明包括STM32微處理器控制模塊、光敏傳感器采集模塊、紅外傳感器感應(yīng)模塊、占空比控制電路模塊、按鍵交互模塊、時(shí)鐘模塊以及電源模塊。采用STM32微處理器作為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，對(duì)光敏傳感器采集模塊和紅外傳感器感應(yīng)模塊采集到的信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理，根據(jù)處理的結(jié)果，發(fā)送相應(yīng)的控制信號(hào)控制占空比控制模塊；整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備部分由光敏傳感器采集模塊、紅外傳感器感應(yīng)模塊組成采集外部信號(hào)；STM32微處理器控制模塊發(fā)送指令給占空比控制電路模塊，決定輸出的占空比，達(dá)到控制燈的亮度的目的；整個(gè)系統(tǒng)的按鍵交互模塊由四個(gè)按鍵S2、S3、S4、S5構(gòu)成；系統(tǒng)的時(shí)鐘模塊由晶振Y1、Y2為STM32微處理器控制模塊分別提供穩(wěn)定的低速和高速時(shí)鐘源；設(shè)備有統(tǒng)一的電源模塊，其為整個(gè)系統(tǒng)的所有模塊提供穩(wěn)定可靠的電源。

所述的STM32微處理器的型號(hào)是STM32F103,其可被焊接在電路板上，或插在焊好的插座上。STM32微處理器的PC14、PC15引腳與晶振Y1相連，然后通過C1、C3并聯(lián)接地；OSC_IN、OSC_OUT高速外部引腳與晶振Y2相連通過C2、C4并聯(lián)接地；所述STM32的復(fù)位電路將NRST引腳通過電阻接到電源，通過電容C5接地，使用S1按鍵控制是否復(fù)位；STM32啟動(dòng)方式電路是將BOOT0、BOOT1通過電阻一端接至電源，另一端通過跳帽J1、J2選擇是否接地來選擇啟動(dòng)方式；STM32的PA3端口與光敏傳感器采集模塊的輸出端口OUTA相連，獲取光敏傳感器采集模塊的信號(hào)；STM32的PA2端口通過三極管放大電路與紅外傳感器感應(yīng)模塊的輸出端口OUT相連，獲取紅外傳感器模塊的信號(hào)；STM32的PA1端口與占空比控制電路模塊的輸入端相連，輸出相應(yīng)的占空比，控制燈的亮度；STM32的PA0、PA4、PA5、PA6引腳分別與按鍵S2、S3、S4、S5相連，選擇該節(jié)能裝置的工作模式，STM32的JNRST、JTDI、JTMS、JTCK、JTDO各引腳與JTAG接口的JNRST、JTDI、JTMS、JTCK、JTDO各引腳相連，實(shí)現(xiàn)仿真與調(diào)試。

所述的光敏傳感器采集模塊使用LM393集成功放與光敏電阻構(gòu)成。將光敏電阻與C13并聯(lián)，然后與R13串聯(lián)的信號(hào)輸入LM393的同相輸入端，將R14可變電阻的輸出與LM393的反相輸入端相接，將LM393的輸出通過OUTA端口送至STM32微處理器模塊模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的PA3端口進(jìn)行判斷處理，將D2、D3發(fā)光二極管作為模塊是否正常工作的指示燈。

所述的紅外傳感器感應(yīng)模塊使用HC-RS501集成模塊與三極管放大電路構(gòu)成。HC-RS501集成模塊的輸出端OUT通過電阻R2與三極管的基極相連，將放大后的信號(hào)送至STM32微處理器模塊具有模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的PA2端口進(jìn)行判斷處理。

所述的占空比控制電路模塊由MOC3022光觸發(fā)可控硅與L401E3雙向可控硅開關(guān)構(gòu)成。占空比控制電路模塊的輸入端與STM32微處理器模塊的具有占空比輸出功能的PA1端口相接，通過STM32微處理器模塊輸出的占空比控制占空比控制電路模塊的一個(gè)周期的通斷，達(dá)到控制燈的亮度的目的。

所述按鍵模塊通過按鍵S2、S3、S4、S5一端分別與STM32的PB5、PB6、PB7、PB8各引腳相連，按鍵另一端統(tǒng)一接地；通過按下相應(yīng)的按鍵可以PWM調(diào)光模式、PWM調(diào)光加紅外感應(yīng)模式、紅外感應(yīng)模式、普通工作模式等四種工作方式。