LED台灯电路设计
基于单片机的LED调光台灯电路的设计
基于单片机的LED调光台灯电路的设计
随着人们对生活质量的要求不断提高，人们在家庭空间中的照明也得到了越来越多的关注。
因此，基于单片机的LED调光
台灯电路的设计已成为一个很热门的话题。
基于单片机的LED调光台灯电路主要由单片机、光敏电阻、
三极管和电容等电子元件组成。
其工作原理是通过光敏电阻检测环境光亮度，并通过三极管和电容来控制LED的亮度。
具体而言，光敏电阻的电阻值随着环境光的强度变化。
因此，当环境光亮度较强时，光敏电阻的电阻值较小。
此时，单片机会从电压反馈引脚读取到较小的电压信号，并输出较小的PWM信号，从而减小LED的亮度。
反之，当环境光亮度较弱时，单片机输出较大的PWM信号，从而增加LED的亮度。
在实际应用中，LED调光台灯电路的设计可以根据需要进行
多种优化。
例如，可以通过加大电容和减小电阻的值来实现更加平滑的LED亮度变化，从而提高灯光的舒适度和视觉效果。
此外，还可以在电路中添加其他传感器，如自动检测周围温度和湿度的传感器，从而实现更加智能化的灯光控制。
总体而言，基于单片机的LED调光台灯电路的设计是一项非
常有前途和实用价值的技术。
其可以非常精确地控制灯光亮度，提高人们的生活品质。
在未来，我们相信这项技术将得到更加广泛的应用和发展。
DIY台灯原理图
用一些闲置的零件做了一个锂电可调光LED台灯，电路自己设计，由电源（手机充电器，不移动时供电）或锂电池（移动时供电）供电，当插上电源时，锂电池供电线路自动断开；设计了一个专门的开关控制锂电池充电电路，防止每次插上电源都给电池充电，延长电池使用寿命；调光开关与电源开关设置在一起，更简洁，调光旋钮处设计有自变色LED，看起来更漂亮。
实验了电阻调光，LM317调光，电阻控制三极管电流调光等方式，共做了几十次试验。
最后采用PWM方式调光，这种方式效率较高。
由NE555产生脉冲信号，控制场效应管5N20V（手机电池保护电路中拆下）的开关来调节输出电压有效值的大小实现调光，实测最大电压3.6V，最小电压2.5V，最大电流800多mA，最小电流200多mA，最大电流时场效应管一点也不热，证明效率很高。
下面是电路图（图中参数由实验得出，如有不妥，请指点）：。
台灯亮度控制电路设计
本科毕业设计说明书台灯亮度控制电路设计DESKLAMP BRIGHTNESS CONTROL CIRCUIT DESIGN学院（部）：电气与信息工程学院专业班级：电子08-3学生姓名：孙亚威指导教师：邢丽坤副教授2012 年5月 30 日台灯亮度控制电路设计摘要台灯是人们日常生活的必需品之一，但是经常有人忘记关灯而造成巨大的能源浪费。
而且人们往往要在夜晚时摸黑去开灯，非常的不方便。
现在的台灯绝大部分是采用普通的白炽灯、荧光灯、节能灯和螺旋节能灯 ,并且控制方式多采用手动开关,不能连续调节，更不能自动调节。
本文以热释电红外传感器和BISS0001集成芯片为主设计了一款智能LED台灯。
该台灯具有智能开关自动调光等功能，免去手动控制的繁琐，体现了现代家电智能化人性化的设计理念。
同时本台灯还具有保护视力的功能。
当用户离台灯过近时，台灯会发出警报提醒用户。
关键词：智能开关，自动控制，保护视力，BISS0001DESKLAMP BRIGHTNESS CONTROL CIRCUIT DESIGNABSTRACTThe desk lamp is one of the necessities of our daily life. But people often forget to turn off the lights and caused great waste of energy. I t’s very inconvenient to turn on the lights in the dark. Now most of the desk lamp is using filament lamp,fluorescent lamp and energy-saving lamps.And the control mode is often used manual switch.Those desk lamp can't continuous adjustment and can't automatic adjustment,too.This project design a kind of intelligence desk lamp by using heat-releasing infrared sensor and BISS0001.This desk lamp have intelligent switch and it can automatically adjustable light.You needn’t control this desk lamp by your hands. This reflects the modern home appliance intelligent and human nature in the design idea.At the same time the desk lamp also have the function of protect eyesight. When the user stand too close to the desk lamp,it will warn people to leave the desk lamp by rang the alarm.KEYWORDS: smart switch, auto-control, protect eyesight, biss0001目录摘要 (I)ABSTRACT .......................................................... I I 1绪论.. (1)1.1方案的提出 (1)1.2方案介绍 (2)1.2.1方案选择 (2)1.2.2 功能与指标 (3)1.2.3方案简述 (3)2部分元件介绍 (5)2.1 7812/7805稳压器 (5)2.1.1 LM78系列稳压器结构图 (5)2.1.2 LM78系列稳压器介绍 (5)2.2热释电红外传感器 (7)2.2.1热释电传感器结构 (7)2.2.2热释电传感器简介 (7)2.2.3热释电传感器RE200B的参数 (9)2.3 BISS0001集成芯片 (10)2.3.1 BISS0001结构图 (10)2.3.2 BISS0001叙述 (11)2.3.3 BISS0001管脚说明 (12)2.3.4 BISS0001工作原理 (13)2.4光电耦合器 (15)2.4.1光电耦合器原理图 (15)2.4.2光电耦合器常用参数 (15)2.4.3光电耦合器选取规则 (16)2.4.4光电耦合器应用于开关电路中的工作原理 (17)2.4.5使用光电耦合器的注意事项 (19)2.5三极管恒流源 (19)2.5.1三极管的恒流特性 (19)2.5.2三极管射极偏压设计范例 (20)3硬件组成 (22)3.1电源模块 (22)3.1.1电源模块电路图 (22)3.1.2电源模块电路分析 (22)3.2感应信号处理模块 (24)3.2.1感应信号处理模块电路图 (24)3.2.2 热释电红外传感器电路分析 (25)3.2.3 信号放大电路电路分析 (26)3.2.4 延时电路电路分析 (28)3.2.5 其他组成部分电路分析 (29)3灯光处理模块 (31)3.3.1灯光处理模块电路图 (31)3.3.2灯光处理模块电路分析 (31)4警报模块 (35)4.4.1警报模块电路图 (35)4.4.2警报模块电路分析 (35)总结 (37)附录A 元器件明细表 (38)附录B 电路图图纸 (39)参考文献 (40)致谢 (41)1绪论1.1方案的提出上个世纪60年代，科技工作者利用半导体PN结发光的原理，研制成了LED发光二极管。
基于STM32的LED智能学习型台灯系统的设计
基于STM32的LED智能学习型台灯系统的设计一、本文概述随着科技的不断进步和人们生活水平的提高，人们对于家居环境的智能化和舒适性的需求也日益增强。
LED智能学习型台灯系统作为一种结合照明与智能控制技术的创新产品，旨在为用户提供更加舒适、节能和个性化的照明体验。
本文旨在探讨基于STM32微控制器的LED 智能学习型台灯系统的设计与实现。
本文将首先介绍LED智能学习型台灯系统的整体架构和核心功能，包括LED照明模块、光感模块、人体红外传感器模块以及基于STM32微控制器的智能控制模块等。
随后，将详细阐述各模块的工作原理和设计要点，包括LED驱动电路的设计、光感传感器和人体红外传感器的选型与配置、以及STM32微控制器的编程与调试等。
在此基础上，本文将重点介绍LED智能学习型台灯系统的学习功能实现，包括环境光线自适应调节、人体活动感知与智能开关控制、以及用户习惯学习与记忆等。
通过深入分析和讨论相关算法和程序设计，展示如何实现台灯系统的智能化和自适应学习功能。
本文将总结LED智能学习型台灯系统的设计特点和创新之处，并展望其在智能家居和照明领域的应用前景。
通过本文的研究，旨在为相关领域的研发人员和爱好者提供有益的参考和启示，推动LED智能照明技术的进一步发展。
二、系统总体设计在STM32的LED智能学习型台灯系统的设计中，我们遵循了模块化、可扩展性和易于维护的原则。
整个系统由硬件和软件两部分组成，其中硬件部分主要包括LED灯组、STM32微控制器、环境光传感器、人体红外传感器、触摸屏幕以及电源模块等。
软件部分则主要包括系统初始化、传感器数据采集、LED亮度调节、环境光自适应、人体感应以及用户交互等功能模块。
硬件设计方面，我们选择STM32F103C8T6作为主控制器，该控制器拥有强大的处理能力和丰富的外设接口，能够满足系统的各种需求。
LED灯组采用高亮度的白光LED，通过PWM（脉冲宽度调制）方式实现亮度的精细调节。
基于单片机的智能LED台灯设计
基于单片机的智能LED台灯设计随着科技的不断发展，智能家居产品成为了人们生活中不可或缺的一部分。
智能LED 台灯作为智能家居产品的一种，受到了越来越多人的青睐。
它不仅可以提供良好的照明效果，还可以通过智能控制实现多种功能，为人们的生活带来了便利和舒适。
本文将介绍一种基于单片机的智能LED台灯设计，包括硬件设计和软件设计两部分。
一、硬件设计1. LED灯珠选型LED灯珠是LED台灯的关键部件，其性能将直接影响到台灯的照明效果。
在进行LED 灯珠选型时，需要考虑灯珠的功率、光通量、色温等参数，以及其可靠性和寿命等方面的指标。
根据不同的需求，可以选择不同功率和色温的LED灯珠，以达到最佳的照明效果。
2. 单片机选型在本设计中，选择了一款性能稳定、功能丰富的单片机作为控制核心。
这款单片机具有较高的运算速度和存储容量，可满足LED台灯的各种控制需求。
它还具有丰富的外设接口，可以方便地与其他传感器和模块进行连接。
3. 传感器模块为了实现智能控制功能，LED台灯需要搭载一些传感器模块，如光感应器、温湿度传感器等。
这些传感器可以实时感知环境的光照强度和温湿度等信息，从而实现自动调节亮度或色温的功能，给用户提供更加舒适的照明环境。
4. 电路设计LED台灯的电路设计需要考虑到LED驱动电路、控制电路、电源供应等方面。
LED驱动电路需要根据LED灯珠的电压和电流特性进行匹配设计，以确保LED能够正常工作并且具有较高的功率转换效率。
控制电路需要与单片机相连，实现对LED的色温、亮度等参数的控制。
电源供应部分需要保证LED台灯稳定的工作电压和电流，同时还要考虑节能和环保等因素。
1. 硬件驱动在软件设计中，首先需要进行硬件驱动的编写，包括LED灯珠的驱动、传感器模块的读取、外部设备的控制等。
通过编写相应的驱动程序，可以实现LED台灯的各项功能。
2. 控制算法LED台灯的控制算法是整个设计的核心部分。
根据传感器模块获取的环境信息，通过一定的算法实现灯光的自动调节。
台灯控制电路课程设计
台灯控制电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握台灯控制电路的基本原理，包括电路的组成、电路图的理解以及各元件的功能。
2. 学生能够描述并分析台灯控制电路中的串联、并联关系，以及开关在电路中的作用和控制方式。
3. 学生能够运用欧姆定律和电路基础知识，计算台灯控制电路中的电流、电压及功率。
技能目标：1. 学生能够独立设计并搭建一个简单的台灯控制电路，包括安装开关、灯泡等元件。
2. 学生通过实际操作，学会使用多用电表测量电路中的电流、电压等参数，并能够分析测量结果。
3. 学生能够运用所学知识解决实际生活中与台灯控制电路相关的问题，具备一定的实践创新能力。
情感态度价值观目标：1. 学生在学习过程中，培养对物理学科的兴趣，激发探究精神和创新意识。
2. 学生通过小组合作完成任务，培养团队协作能力和沟通能力，增强集体荣誉感。
3. 学生能够认识到物理知识在生活中的应用，增强学以致用的意识，提高社会责任感。
本课程设计针对中学生，结合学生年龄特点和知识水平，注重理论与实践相结合，培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
通过台灯控制电路的学习，让学生在实际操作中感受物理学科的趣味性，提高学生的学习兴趣和积极性。
同时，注重培养学生的团队协作和沟通能力，使学生在合作中共同成长，形成正确的价值观。
二、教学内容本课程依据课程目标，结合教材相关章节，设计以下教学内容：1. 电路基础知识回顾：包括电路的定义、电路图的识别、电路元件的基本功能。
- 教材章节：第一章“电路的基础知识”2. 台灯控制电路的原理与设计：- 电路原理：串联、并联电路的特点，开关在电路中的作用。
- 教材章节：第二章“串并联电路”- 设计实践：学生设计并搭建台灯控制电路，选择合适的开关、灯泡等元件。
3. 电路参数的测量与计算：- 使用多用电表测量电流、电压等参数。
- 教材章节：第三章“电流、电压的测量”- 计算电路中的电流、电压及功率，运用欧姆定律。
台灯控制电路设计
一、概述如今，资源变的越来越宝贵，节约能源是大家应尽的义务。
在日常生活中，在使用的台灯有的时候经常忘记关闭电源会浪费很多电能，而且人们使用台灯的时间过长对眼睛也不好，所以一个节能而且具有提醒功能的台灯对于人们来说是非常有必要的。
二、方案论证设计一个节能的台灯，它能在夜间发出光提示位置，使用后在一定时间内提醒人注意休息自动关闭台灯起到保护视力的作用，并且白天不会工作。
原理框图如图1所示：电源电路图1 电灯控制电路的原理框图本电路采用上图的方案来设计，首先把市电经过阻容降压，稳压，滤波输出直流电压。
光控开关电路是由光敏三极管和三极管组合成的。
555时基电路的作用是实现控制台灯点亮和台灯的点亮时间，555构成单稳态电路实现延时功能。
三、电路设计1.直流稳压电源电路采用阻容降压电路来实现直流稳压输出，C3 的作用是产生容抗实现降压，并且C3控制输出电流，I=30C,二极管电流一般为20mA 左右，所以C3=20/30=0.68μF 。
R6是泄放电阻，一般采用1M 欧姆左右的，本电路采用的泄放电阻为1M Ω。
D2是稳压管，D3是整流二极管，因为整流二极管压降为0.7V 左右，要输出6V 电压，所以稳压管D2取6.7V ；C4是滤波电容，取220μF 。
图2 直流稳压电源电路图光控开关电路 555时基电路 台灯是否点亮亮2.光控开关电路当有光照时，光敏三级管电阻小，使大部分电流通过光敏三极管流出，而2N5551三极管基极电流小不能使其导通，致使后面电路不能工作。
当无光照时，光敏三极管电阻很大，流过其的电流很小，而流过三极管的电流大，使三极管导通，后续电路得到电流，后面电路正常工作。
通过调节R7参数，当R7=5KΩ时，电路能实现开关功能。
图3 光控开关电路3.555时基电路当无光照时，555时基电路得到电流，正常工作，当不触发J1时，555时基电路输出低电平，触发J1后，输出高电平。
输出高电平的时间既电路延时关闭的时间由R1，C1控制。
超高亮LED迷你台灯电路
超高亮LED迷你台灯电路
电路工作原理:迷你小台灯电路如图所示。
图中VD1为防充电反接二极管，即在外接充电器电压极性接反时，阻断充电功能，以防充电器及电路损坏。
R1、LED10组成充电发光指示电路。
R2、VT、R4、LED11组成充满电发光指示电路。
GB用的是两节7号1.2V镍-氢可充电电池。
S为台灯开关，L1为升压蓄能电感线圈，VD2为升压续流二极管，C1为滤波电容，IC1为超高亮白色发光二极管专用DC/DC升压集成电路。
本电路的核心器件是IC1(12100A)，它是微小型SOT-89-3封装的DC/DC升压集成电路，能将直流1V以下的电压升高到3.3V以上，为超高亮LED发光二极管提供工作电压。
使用时只要打开小台灯开关，9只超高亮LED就会大放光芒。
当充电时，只有外接充电器的正极接入VD1的正极时充电电路才能工作;当外接充电器的极性接反时，由于二极管VD1的阻断作用，电路中没有电流通过，不能工作，杜绝了充电器反接后损坏充电器电路的可能。
当外接充电器的极性正确接入时，有电流通过R1、LED10，发光管指示正在充电，此时由于电池电压低于2.7V，VT不导通，充满指示灯LED11不亮;随着充电时间的延续。
GB的电压逐渐升高，当升高到2.7V以上肘，VT导通，LED11点亮，表示电池电压已充满。
从电路中可以看出，VT的导通条件是Ub1>Ue1，Ub-Ue=0.7V，又由于LED11是串接在VT的e极上，UD11选用2.0V电压点亮的普通发光二极管，故此，LED11点亮的电压为2V+0.7V=2.7V。
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L E D台灯设计原理及实现方案
L E D台灯电路设计
L E D照明以其高节能、长寿命、利环保的特点成为大家广为关注的焦点。
L E D
光源作为第四代新型节能光源,作为光源的白炽灯其发光效率只有百分之五，而
L E D光源的发光效率几乎接近百分之九十。
台灯是家家户户都在使用的普通灯具，这几年高亮度的L E D光源因其制造技术突飞猛进，而其生产成本又节节下降，如今台灯得以使用L E D光源作为高亮度、高效率而又省电、无碳排放的照明光源。
L E D台灯工作原理遵循安全第一的民用电器的设计理念，L E D光源是一种低
电压直流恒流源的发光器件，不能用100～220V的交流高压电直接点亮，因此，L E D台灯方案的设计思路是，首先要将高压的交流电变换成低压的直流恒
流源，才能点亮L E D光源。
使用最经济有效的方法降压和进行交直流变换是设计的首要考虑，当今便携式电子产品使用交流电源的交直流降压变换器——适
配器(A d a p t e r)就成了既经济实惠、又现成、又好用的首选。
适配器的输出电
压要求稳定在D C12V，输出电流要根据L E D的光源的功率来选择，一般要给
予30%的余量，以3×1W的白光L E D光源为例，1W的白光L E D的标准工作
电流应为350m A，因而3个L E D光源串联其电路需要的电流也是350m A，考虑到延长L E D寿命和降低光衰，可以设计为300m A～330m A，不会明显的影
响L E D发光的亮度，所以适配器的输出电流应选750m A～1A的。
一种简洁实用的L E D台灯方案如图1所示。
A C220V经由适配器在灯具外的安全降压变换，向L E D台灯提供稳定的12V直流电源，在台灯底座壳内安置恒
流源电源板，将直流电压变换成稳定的直流恒流源，以满足L E D光源发光的技术要求。
在直流恒流源前可加一电源开关，以便在台灯不用时可关断直流电源，但不能关断220V交流电源，因此不用时应从墙上取下适配器的电源插头，这
也是这个实用方案的唯一“缺点”。
如不想采用机械开关，并想要一个更有创意
的卖点，可选用电子触摸开关，如手指轻点可实现台灯的开->全亮、半暗、关；由于电子技术的快速进步，电子触摸开关如今已是一个低成本的器件。
L E D光源工作原理L E D光源工作的主要参数是V F、I F，其它相关的是颜色/色温/波长/亮度/发光角度/效率/功耗等。
L E D是一个P N结二极管，只有施加足够的正向电压才能传导电流，V F正向电压是为L E D发光建立一个正常的工作状态，I F正向电流是促使L E D发光，发光亮度与流过的电流成正比例。
白光L E D V F标称电压：3.4V±0.2V。
L E D光源在大批量生产时，每一批L E D 的V F具有一定的离散性，为了客户使用时需要的一致性，L E D出厂时必需按不同的V F分档出售；客户订购时同一批灯具需用的L E D光源必需选用同一档次V F的或相邻档次的，否则会导致同一批生产的L E D灯具亮度有差异；L E D I F工作电流按应用需要选用，不同的电流档次不能混用。
L E D光源驱动电路L E D光源的驱动电路就是把12V直流电压变换成稳定的恒流源，电路的设计本着删繁就简、节省成本的原则，应该从能完成这个电路设计要求的众多L E D驱动芯片中选择集成度高、性能较好、应用电路简单、价格较平的性价比有优势的芯片。
因此选择驱动电路外围器件少的驱动芯片是生产成本的首要考量。
[1][2]下一页P T4115用于1～6W的白光L E D光源驱动方案时只需四个零件(图2)，C i n是输入滤波电容，R s设定流过L E D的电流I F，R s=0.1/I L E D；L 是续流电感，D5是续流二极管。
因适配器已提供12V的直流电压，原图为交
流电压输入整流用的桥式整流器D1～D4可省略。
虽然零件少了，但对零件的
要求更高，设计时需按表1提示的要求选用，才能使电路进入良好的工作状态。
P T4115的开关频率采用抖频技术有效降低E M I，省略了抗E M I电路。
L E D光源驱动芯片的恒流精度对于L E D灯具生产厂家而言是至关重要的，目前
L E D光源驱动I C的恒流精度批量生产时都会有一定的离散性，L E D灯具生产
厂家在批量生产调试时，同样的电源、同样的L E D光源负载、同样的恒流源电源板，因同一型号的不同驱动I C其恒流精度的个性差异会导致恒流源电源板输
出电流产生一定的公差，使同一L E D光源负载的发光亮度有所不同，这就会增加恒流源电源板大批量生产时在线调试的时间，影响生产力。
因此，恒流源电
源板生产厂家应选用恒流精度高的驱动I C，恒流精度至少要小于±3%，如是
±1%更理想，但其价格会高于±3%的产品。
电感的选择以3×1W的高亮度白光L E D光源的设计案例而言，三个1W的
L E D光源串联，其工作电流可设计为300～350m A，L的电感量应选用
68u H～100u H，Q值大于50，饱和电流大于800m A的磁路闭合电感器。
P T4115的设计最佳工作频率在1M H z以下，电感量大了小会影响其工作频率，本方案的电感设计在68u H以上，这样系统工作频率可以控制到1M H z以下。
电感量小了，工作频率趋高，由于P T4115内部电流检测电路响应速度限制，
对内部电流正常检测出现影响，不能更好地实现对内部开关的导通/关断控制。
另外由于高频率会带来较大的开关损耗，使芯片运行在较高的结温下，电应力
加大，不利于稳定工作。
电感量太小还会导致P T4115的S W端烧坏，而无输出。
电感的D C R越小，效率越高。
建议选用E P C13锰锌4000磁芯。
电感器的饱和电流选小了，D5肖特基二极管的电流选小了，将会导致整个电路的续流不足，L E D光源会产生人眼可见的闪光。
将电感器的饱和电流和肖特基
二极管的电流适当增大即可增大整个电路的续流电流，消除因此产生的闪光。
适配器的选择适配器为本方案L E D台灯提供稳定的交流电源->交直流降压变换，它的实时带载输出能力将影响本方案L E D台灯的性能，用于本方案3X1W 白光L E D台灯的适配器，它在带载时输出电流应大于1A，电压应稳定在
D C12V。
有些带载能力差的适配器，连接上本方案L
E D光源负载时，其实时输出电压会跌落到7V，甚至6.5V，对于工作电压从8V开始的L E D驱动I C，届时会进入欠压保护状态而停止工作，一旦驱动I C停止工作，电压又回升至
12V，L E D驱动I C再次进入工作状态，如此周而复始，使L E D台灯出现人眼
可见的闪光。
此时，只有更换带载能力好的适配器才能使L E D台灯正常工作。
同时应选用工作电压范围自6V初始的L E D驱动I C，也可降低对适配器的选择要求，以降低生产配套成本。
E M I的传导与辐射本L E D台灯方案总体设计时要考虑能过E M I的传导与辐射，过E M I的传导与辐射的关键是电源变换器，因此要选用能过E M I，甚至能过
C E、U L的适配器来配套，以便生产的L E D台灯能出口欧美日市场。
恒流源电
源板因使用的驱动I C是D C/D C开关器件，工作时开关频率会产生辐射，因此
内置在台灯底座金属壳内可有效降低辐射，机械结构设计时应考虑金属底座内
的磁路屏蔽。