设计开发
LED路灯自动控制系统设计
程良燕
(安微城市管理职业学院安徽合肥230011)
事共开与度用
摘要：为了满足当今社会节能环保的需求，本设计提出了一种以LED代替传统光源的路灯自动控制方案。本设计以温度传感器、显度传感器及环境光传感器作为系统的输入端口，分别检测周圈的温度、显度及光强度，所检测到的三路信号传入单片机,从而由单片机及一要外图保护电路和电源驱动电路实境对LED光源的控制，
关键调:LED路灯传感器自动控制
中图分类号TP273
文献标识码：A
文章编号:1007-9416(2013)05-0170-02
近年来，随着世界自然资源的紧缺，社会上大力提倡节能环保的创新型研究及应用。为了适应社会的发展及需要，LED(Light emittingdiode)灯的出现成了整个亮化产业的新方向。LED与传统光源相比，具有效率高、能耗低、寿命长、不易破损、开关速度高、可靠性好等优点。
传统的路灯控制系统只有温度检测及光检测模块，忽略了环境湿度对LED光源的影响。若湿度过大，会引起电路短路，从面造成火灾，所以把湿度检测模块加人LED路灯自动控制系统很有必要。
1系统总体方案设计
系统的总体设计原理框图如图1所示。该系统由控制器、多路传感器、电源驱动器和LED光源等4大模块组成。控制器是整个系统的核心，其输入信号是前端传感器传来的电信号，其输出信号控制后
级的电源驱动器，实现对LED光源的开、关及强度控制。 2系统硬件设计
2.1传感器模块 2.1.1温度传感器
LED的使用寿命受周围温度的影响，当其周围温度高于安全温度点时，其工作电流变大，使LED使用寿命变短，甚至会直接损坏器件。如果采用传统散热方法，在LED上装载散热片，但其散热性会障着长时间的灰尘积累及其它因素而下降，并且加装散热片，不但使用成本提高，还会占用较大的空间，不利于安装。故本设计采用数字温度传感器DS1820，它支持*一线总线"接口，具有功耗低、性能高较强的抗干扰能力等优点，适合于本设计所需要的多点温度控制。它主要包括以下7个部分：寄生电源、温度传感器，ROM单线接口、高速暂存器(即RAM)、TH触发器、TL触发器、循环元余校验码发生器。
DS1820与中央控制器协作，利用温度补偿原理，使LED工作在安全区边际，这样可以实现在安全温度点内和安全温度点外两种情况下都能正常工作。即当外围温度小于安全温度点时，输出电流、输出功率工作在额定状态，并且保持不变；当外围温度大于安全温度点时，输出电流按比例下降从而实现负补偿，保证LED的使用寿命。
DS1820检测远端的LED温度，还检测芯片自身温度，即间接检温度传够器
湿度传器光传感器
170
控制器
图1
LED光源
测PCB温度，将检测到的两种温度的模拟信号转换成数字信号，从而通过数据线及时钟线与控制器通信。
DS1820检测远端的LED温度并与控制器协作的过程：控制器将接收到的温度信号与预先设定的安全温度点阅值进行比较，温度过高时启动温度补偿程序，从而降低LED电源驱动器的输出电流。
DS1820检测PCB温度并与控制器协作的过程：控制器将接收到的温度信号与预先设定的安全温度点阔值进行比较，温度过高时通过信号线启动风扇，对PCB板进行散热，以保证PCB板上的元器件温度不会过高。
鉴个系统必须按照协议对DS1820进行各种操作，即：对DS1820 进行初始化设置(发复位脉冲)一一发送ROM功能命令一一发送 RAM存储操作命令一处理数据。DS1820是数字形式输出，所以可直接与控制器连接，中间不需要加A/D转换器。
2.1.2温度传款器
为避免路灯系统因湿度过高而导致短路，本设计中采用湿度传感器来检测系统的环境湿度
湿度传感器有以下三种：线性电压输出式，线性频率输出式和频率/温度输出式。根据现实状况，因路灯控制系统传输线路一般都大于200m，故本设计采用线性频率输出式混度传感器。所用型号为HF3223，它具有线性度好、抗干扰能力强、便于和控制器配合工作等优点。
HF3223检测电路系统的湿度，输出频率信号，即模拟信号，再经过A/D转换器转换为数字信号，与控制器内预先设定的安全湿度点阅值进行比较，如果湿度大于安全混度点，则启动电路保护程序，防止短路。
由于HF3223传感器是线性输出，所以在与控制器协作过程中，不需要进行非线性补偿，简化了整鉴个系统的控制。
2.1.3光传家器
本设计采用的是环境光传感器，它能感知周围光线的强度，具有灵敏度高，较小的暗电流，低照度就可以响应，电流随光照度增强呈线性变化等特点。
环境光传感器通过检测到外界的光强度，产生对应的电流，通过A/D转换，数字信号送人控制器中，从面控制电源驱动电路输出电流的大小，最后控制LED光源的亮度及开，关状态。
2.2控制器
本设计采用STC单片机来实现控制的功能。所选型号为 STC12C5A6OS2AD，它是传统8051单片机的更新，具有高速、低功耗和很强的抗干扰能力。此型号单片机芯片的封装形式为表贴型，降低了PCB板的制作成本。此单片机内部含有A/D转换模块，降低
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