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技術(shù)交流:傳感器實現(xiàn)LED燈具智能控制

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-21     來源:[標簽:出處]     作者:[標簽:作者]     瀏覽次數(shù):109
核心提示:

  LED照明燈具與傳統(tǒng)的照明燈具最大的區(qū)別,LED照明燈具是一個完全的電子產(chǎn)品,而傳統(tǒng)的照明燈具僅是一個電器產(chǎn)品。因此LED燈具可以很方便地與各種類型的傳感器關(guān)聯(lián),從而實現(xiàn)光控、紅外控制等多種自動控制功能。如LED路燈的自動開關(guān),用一個光敏傳感器就可簡單實現(xiàn);社區(qū)夜間走道和庭院照明,可以用紅外傳感器采集人類活動信息,自動開閉照明燈具。

  LED照明燈具開關(guān)自動控制

  傳感器作為信號采集和機電轉(zhuǎn)換的器件,其機電技術(shù)已相當成熟,近幾年MEMS(微機電系統(tǒng))技術(shù)興起又將傳感器技術(shù)向小型化、智能化、多功能化、低成本化大踏步邁進。光敏傳感器、紅外傳感器等各種類型的傳感器都可與LED照明燈具組成一個智能控制系統(tǒng),傳感器將采集來的各種物理量信號轉(zhuǎn)換成電信號,可以經(jīng)由集成電路化的AD(模數(shù))轉(zhuǎn)換器、MCU(微控制器)、DA(數(shù)模)轉(zhuǎn)換器對所采集的信號進行智能化處理,從而控制LED照明燈具開啟和關(guān)閉。人類可以籍此在MCU上設(shè)定各種控制要求,控制LED燈的開關(guān)時間、亮度、顯色、多彩變幻,從而達到省電節(jié)能的目標。傳感器與LED燈具組成的系統(tǒng)框圖如圖1所示。目前的集成電路制造技術(shù)已經(jīng)可以將AD、DA、MCU集成在一個5mm×5mm或更小的封裝內(nèi),安裝在燈具內(nèi)既不占面積而且十分方便。

  

  光敏傳感器與LED燈具組合

  風光電LED路燈是一種高度智能化和無人值守的道路照明燈具,利用風力、陽光發(fā)電,用蓄電池儲能,因此能源的自動管理十分重要。光敏傳感器是比較理想的因天亮、天暗(日出、日落)時照度變化而能控制電路自動開關(guān)的電子傳感器。圖2所示是一種光敏傳感器的外貌。圖3是光敏傳感器的光敏電阻板,它對光線的明暗亮度十分敏感。圖4是光電轉(zhuǎn)換的基本原理圖。光控LED燈具照明系統(tǒng)工作原理如圖1所示。

  光敏傳感器可根據(jù)天氣、時間段和地區(qū)自動控制商場LED照明燈具開閉。在明亮的白天通過減少其輸出功率來降低耗電量,與使用熒光燈時相比,店鋪面積為200m2的便利店最大可降低53%的耗電量。壽命也長達約5~10萬小時。一般情況下,LED照明燈具的壽命為4萬小時左右;發(fā)光的顏色也可采用RGB(紅綠藍)多彩變幻的方式,使商場燈光更多彩,氣氛更活躍;與配套使用黃色熒光體的原藍色LED相比,配套使用紅、綠、藍三色熒光體的紫色LED的演色性更高。

  紅外傳感器與LED燈具組合

  紅外傳感器是靠探測人體發(fā)射的紅外線而工作的。主要原理是:人體發(fā)射的10μm左右的紅外線通過菲涅爾濾光透鏡增強后聚集到熱釋電元件PIR(被動式紅外)探測器上,當人活動時,紅外輻射的發(fā)射位置就會發(fā)生變化,該元件就會失去電荷平衡,發(fā)生熱釋電效應(yīng)向外釋放電荷,紅外傳感器將透過菲涅爾濾光透鏡的紅外輻射能量的變化轉(zhuǎn)換成電信號,即熱電轉(zhuǎn)換。在被動紅外探測器的探測區(qū)內(nèi)無人體移動時,紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的只是背景溫度,當人體進人探測區(qū),通過菲涅爾透鏡,熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的是人體溫度與背景溫度的差異,信號被采集后與系統(tǒng)中已存在的探測數(shù)據(jù)進行比較以判斷是否真的有人等紅外線源進入探測區(qū)域。

  被動式紅外傳感器有三個關(guān)鍵性的元件:菲涅爾濾光透鏡,熱釋電紅外傳感器和匹配低噪放大器。菲涅爾透鏡有兩個作用:一是聚焦作用,即將熱釋紅外信號折射在PIR上:二是將探測區(qū)內(nèi)分為若干個明區(qū)和暗區(qū),使進入探測區(qū)的移動物體/人能以溫度變化的形式在PIR上產(chǎn)生變化的熱釋紅外信號。一般還會匹配低噪放大器,當探測器上的環(huán)境溫度上升,尤其是接近人體正常體溫(37℃)時,傳感器的靈敏度下降,經(jīng)由它對增益進行補償,增加其靈敏度。輸出信號可

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