简单易制的照明节能装置
一、电路组成及工作原理
该装置由红外探测单元和单片机控制单元两部分组成，如图1和图2所示。红外探测单元负责检测室内是否有人，并把检测结果传送给单片机。单片机控制单元负责接收红外探测单元和开关控制信号，通过程序判断，控制照明灯的亮灭。人员在室内工作时，可通过开关K1和K2控制灯L1和L2的亮灭，这和普通灯控开关一样。当人员离开又忘记关灯，传感器探测室内无人并启动定时器开始计时，若超过15分钟室内仍无人活动时，该装置将关闭所有的照明灯，达到节电的目的。
1．红外探测单元
电路如下图所示。红外探测单元由红外热释电传感器RE200B和红外线传感信号处理电路BISS0001组成。这一单元能及时探测人体发出的红外信号并从V。输出室内有人或无人信号。
T1为热释电传感器RE200B，该传感器采用热释电材料极化随温度变化的特性探测红外辐射。探测波长7—14m。人体在正常体温下会发出特定波长10μm左右的红外线，通过菲泥尔滤光片增强后聚集到T1上。当有人员在室内活动时，T1的S端会不断地输出变化的电压信号，通过ICl的14引脚送入BlSS0001处理。R1、C1和C2组成电源滤波电路，给T1提供一个稳定的工作电压；R2是T1的负载电阻，改变它的阻值可改变T1的灵敏度；C3是滤波电容，可滤除信号中的高频干扰。
lCl是一款高性能的传感信号处理集成电路，型号是BISS0001。它由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成。T1送来的信号先经过IC1的两级运算放大器放大，再经过电压比较器、状态控制器和定时器处理，去除干扰信号，输出室内人员活动信号。IC1的第1级放大器的正负输入端分别是14脚和15脚，输出端是16脚。R8、R9之比，决定第一级放大器的放大倍数，C6是滤波电容，可降低高频干扰，C4、C7是隔直电容。第2级放大器的负输入端是13脚，输出端是12脚。R7、R6之比，决定第二级放大器的放大倍数，C5是滤波电容，可降低高频干扰。
IC1的9脚是触发禁止端，R3、R4分压，使该脚电压为2.5V，IC1正常工作。R5连接IC1的第10脚给运算放大器提供偏置电压。IC1的1脚接+5V使IC1工作在重复触发工作方式，在该方式下，只要输入有信号，输出就为高电平。R11、C8的大小决定输出信号的延迟时间Tx，值越大Tx越长。R10、C9的大小决定触发封锁时间Ti，因IC1工作在重复触发工作方式，所以R10、C9的大小对电路的工作无影响。IC1的第2脚Vo是信号输出端和单片机IC2的P3.7脚相连，输出高电平时表示室内有人，长时间为低电平时表示室内无人。
2．单片机控制单元
该单元的核心是AT89C2051单片机。电路如下图所示。
Kl、K2是室内照明灯的开关，分别控制灯L1和L2。Cl0和R12、C11和R13是输入去抖动电路。C14和R14是单片机复位电路。R15和R18是T2、T3的输入限流电阻。T2和T3是光电耦合器，型号是MOC3021，它把单片机的控制电路与外部照明电路隔离开来，隔离电压为7.5kV。为提高驱动功率，输出又加了一级可控硅电路，可控硅的型号为BT139，使输出电流能达到16A。R16、R17、R19、R20是可控硅T4和T5触发端的限流电阻，C15和C16可防止T4和T5误导通。
当开关闭合时，同时室内又有人，单片机将从P1.5、P1.6输出低电平，使光电耦合器内的可控硅导通，进而驱动T4、T5导通，使灯点亮。
当开关断开时，单片机将从P1.5、P1.6输出高电平，使光电耦合器内的可控硅关闭，进而使T4、T5关闭，使灯熄灭。
当开关闭合，同时室内又无人时，单片机检测P3.7脚为低电平的时间超过15min后，将从P1.5和P1.6输出高电平，使光电耦合器内的可控硅关闭，进而使T4和T5关闭，使灯熄灭。当有人进入室内活动时，灯会自动点亮。
详细的器件清单见下表。
采用汇编语言编写，该程序由初始化、灯控开关、传感器信号处理和定时组成。初始化部分主要完成定时器0和计数器1的中断服务程序地址的设置，堆栈指针的设置，定时器O和计数器1工作模式的设置，赋定时器0和计数器1初值等工作。
灯控开关部分安排在程序的主循环里，不断检测P3.3和P3.4管脚电平变化，该管脚电平由灯控开关K1和K2控制。当发现P3.3管脚为高电平时，则从P1.5管脚输出低电平，使灯L1点亮，否则，从P1.5管脚输出高电平，使灯L1熄灭；当发现P3.4管脚为电平时，则从P1.6管脚输出低电平，使灯L2点亮，否则，从P1.6管脚输出高电平，使灯L2熄灭。传感器信号处理部分也安排在程序的主循环里，不断检测P3_7管脚电平变化，该管脚电平是由红外探测单元输出控制的。当室内有人活动时，P3_7管脚为高电平，则给定时器赋初值使定时器重新开始定时。当室内无人活动时，P317管脚为低电平，不给定时器赋初值，使定时器持续工作，当到达15min时，执行T1的中断服务程序，从P1.5和P1.6管脚输出高电平，使灯L1和L2熄灭直到室内再有人活动把灯L1和L2点亮为止。
该程序已经过调试运行，效果较好。如果想改变15min的定时时间。可改变程序中的定时计数器初值。
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