应急楼道led照明系统的制作方法_2

文档序号:10019236阅读:来源:国知局
述开关信号通过所述LED驱动电路控制LED的亮灭;
[0036]所述锂电池电路分别与所述IAP15F2K60S2单片机和LED驱动电路连接供电。
[0037]所述光强采集电路包括分布设置的若干光敏探头,用于采集楼道当前的光照强度信息,为调节应急楼道LED灯的亮度提供参考依据。
[0038]所述LED驱动电路用于驱动所述应急楼道LED灯工作并对所述应急楼道LED灯的亮度进行调节。所述LED驱动电路的调节过程由IAP15F2K60S2单片机输出的PffM波决定。
[0039]本实施例中整个系统的电路图参见图2。图2所示的实施例选用的单片机为宏晶公司的一款自带ADC(模数转换器)的单片机IAP15F2K60S2,同时自带软件可调晶振SMHz?33MHz,也可外接晶振。选用自带ADC(模数转换器)的单片机可以不用另外购买ADC芯片,而且省略了 IIC协议程序上大大简化,减少了外围环境对ADC的干扰途径,提升了硬件ADC采集的可靠性。同时可以使用内部晶振,随时用过烧写软件调整晶振大小,方便调试,而且简化了电路,提升了硬件的可靠性。
[0040]所述的一种应急楼道LED照明系统还包括USB下载电路和单刀双掷开关电路;所述USB下载电路分别与所述IAP15F2K60S2单片机和所述单刀双掷开关电路连接;所述单刀双掷开关电路用于导通所述USB下载电路下载程序的同时为所述IAP15F2K60S2单片机提供冷启动。
[0041]因为在系统安装后,需要根据实际情况调整原有的程序。如果没有集成一个下载电路,每次调试都要拆下单片机,比较负责,所以本实施例在不影响整体电路的情况下,增加一个USB下载电路。下载芯片选用的是CH340T,晶振选用的是12MHz。与连接电路协同工作时,此USB下载口也具有供电的功能。
[0042]IAP15F2K60S2单片机的P1-P3 口为ADC的基准电压口,本实施例使用TL431稳压芯片将5V稳压输入作为ADC基准电压,各个单片机的输入输出口均有一个1K的上拉电阻。Kl是一个单刀双掷开关电路,与USB下载电路相连,用于在下载程序的时候提供冷启动。主电路用一个47uF的电解电容和一个104pF的瓷片电容分别滤除高频与低频电压波动,保证单片机的供电环境稳定。使用一个3_的直插式红色LED作为该板的电源指示灯,实时显示供电状态。Pl 口为数码管显示总线接口,P2 口为供电/按键总线接口,P3为USB下载总线接口,P4为电量显示总线接口,P5为PffM输出/传感器接口,P6为光敏电阻接口,P7为电压采集接口,P8为蜂鸣器接口。所有接插口规格均选用2.54mm的公母接插件。
[0043]红外感应开关的传感器是红外对管,包括红外发射管和红外接收管,常用在障碍物检测等领域。当检测到人体时S端输出高电平,给单片机P 口控制MAX73028路输出中的其中一路使LED灯打开,当检测不到障碍物(人)的时候,S端输出低电平,该位置的LED灯熄灭。这样人走到哪里,灯光就亮到哪里,其他的灯不会亮。
[0044]所述红外感应开关包括若干PRR220红外传感器,连接电路如图5所示,1、2端的红外二极管发出红外光,反射回来给3、4端的红外接收管接收,当接收到红外线,则3、4导通。
[0045]I)当检测到障碍物时,此时也就是红外接收管没有接收到反射回来的红外光,3、4的红外接收三极管截止,则在RPR220的3管脚输出一个电压。若没有障碍物则3管脚没有电压输出。
[0046]2)LM339是一个四电压比较器,一个芯片有四个比较器,因为不可能只用一个光电传感器去寻迹,至少要三个光电器件,所以用339比较器可以降低成本和电路的复杂度。LM339比较器的5脚是一个基准电压,本实施例用可变电阻器Wl调到2.5V,再与LM339比较器的4脚的电压(即是RPR220的3脚输出的电压)比较。
[0047]本实施例在实际安装中共设有8路红外对管传感器,放在走廊的8个位置。
[0048]作为一种实施例,一种应急楼道LED照明系统还包括电池量采集电路和电池量指示电路;所述电池量采集电路和电池量指示电路分别与所述IAP15F2K60S2单片机相连,所述IAP15F2K60S2单片机根据自所述电池量采集电路接收的电池量信息向所述电池量指示电路发送电池量指示信息。
[0049]作为一种实施例,一种应急楼道LED照明系统还包括电量报警电路;所述电量报警电路与所述IAP15F2K60S2单片机相连,所述IAP15F2K60S2单片机根据自所述电池量采集电路接收的电池量信息和预设的报警阈值判断所述锂电池电路是否充足,在所述锂电池电量不足的状态下向所述电量报警电路发送电量报警信息。
[0050]作为一种实施例,一种应急楼道LED照明系统还包括光强指示电路,所述光强指示电路与所述IAP15F2K60S2单片机相连,所述IAP15F2K60S2单片机根据自所述光强采集电路接收的外部光照强度信息向所述光强指示电路发送光强指示信息。所述光强指示电路与电池量指示电路采用的数码管是两个四位八段数码管,使用的驱动芯片是74HC595,使用串行输入方式节省1 口。每个数码管管脚加了 5K限流电阻,防止过流烧坏数码管。
[0051]作为一种实施例,所述锂电池电路还包括:锂电池、5V稳压电路和充电电路;所述锂电池在电量低于预设的报警阈值状态下,自动或被动通过所述充电电路由220V交流电源充电;
[0052]所述锂电池通过图7所述5V稳压电路与所述IAP15F2K60S2单片机相连;
[0053]所述锂电池还与所述LED驱动电路相连。
[0054]通过对LED电源进行开、关控制也可以实现LED的PffM亮度调节。所述LED驱动电路如图6所示。其中,一片MAX7302芯片的输出端口分别连接在LED的阴极,每路输出端口作为一个独立的亮度控制端口,根据红外光电感应开关的信号由单片机发送I2C命令MAX7302芯片控制相应的输出端口点亮相应位置的LED灯。图6所示电路利用MOSFET晶体管作为开关器件与LED相连,有助于提高效率。PWM波输出控制能够为LED提供额外的亮度调节。单片机根据光敏电阻检测的光线强弱向LED驱动器发送不同点空比的PffM信号,PffM波形可以由软件控制。该方案通过一个PWM信号占空比控制MOSFET晶体管栅源电流的大小,达到亮度调节的目的。
[0055]红外对管光电开关安装在多个位置,当检测到有人通过时,触发高电平给单片机,(Pl 口共8个),单片机根据不同的Pl 口(P10 — P17),由I2C总线给LED控制芯片MAX7302芯片的八路Pl - P8选则接地,从而点亮对应位置的LED灯。同时单片机根据光敏电阻的阻值输出不同占空比的PWM,调节MOSFET的电流大小,从而调节LED的亮度。
[0056]作为一种实施例,如图7所示,5V稳压电路为LM1117 — 5稳压芯片电路。锂电池电路电压一路经过LM1117 - 5稳压芯片电路稳压后给单片机供电和LED驱动电路的芯片MAX7302供电,另一路不经稳压直接为LED驱动电路的MOSFET供电。
[0057]作为一种实施例,所述充电电路包括:半波整流器、高压吸收电路、启动电路、开关电路、取样电路、开关变压器、整流输出电路;
[0058]所述220V交流电源与所述半波整流器相连,所述半波整流器分别与所述高压吸收电路、启动电路连接,所述高压吸收电路还与所述开关变压器的初级绕组连接,所述开关变压器的取样绕组通过所述取样电路与所述开关电路相连,所述开关电路还与所述启动电路连接,所述开关变压器的次级绕组通过所述整流输出电路与所述锂电池相连。
[0059]锂电池的充电电路框图参见图3和图4。220V交流输入,一端经过一个4007半波整流,另一端经过一个10欧的电阻后,由1yF电容滤波。这个10欧的电阻用来做保护的,如果后面出现故障等导致过流,那么这个电阻将被
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