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无线控制智能家居照明系统的研究与设计

2013/3/19 10:24:00   EDN     关键字:无线控制,智能家居  浏览量:

导读:智能家居照明系统隶属于智能家居中的一个子系统,也可以单独使用。智能家居照明系统能控制不同生活区域不同场合的各种照明效果轻松解决家居节能问题、提高生活品质。生活中常常遇到这样的问题,当在客厅中看电视或读书时并不需要太强烈的照明光线不得不关掉客厅大灯开启光线相对较暗用于满足看电视或读书需要的其他灯具。

3.2.4G模块

目前用于2.4GHz通讯的通用芯片常见的有挪威Nordic公司的nRF2401无线芯片模组,以色列RFWave公司的RFW102无线芯片模组等[5].根据设计需求及成本考虑,本设计中采用Nordic公司的nRF2401进行无线数据传输。

nRF2401是一个单片无线收发一体芯片,工作在2.4GHzISM频段,完全集成功率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调整电路。采用QFN245×5毫米封装,应用电路使用外围元件少(见图2);采用FSK调制方式,125个频道,能满足多频及跳频需要;传输速率高达1Mbps,具有高数据吞吐量;功耗低,电源电压1.9V~3.6V满足低功耗设计需要;芯片内部设有专门稳压电路,使用各种电源包括DC/DC开关电源均有较好的通信效果。

图2 2.4G通讯电路

4.照明控制

常用的调光方法有:脉冲宽度调制(PWM)调光法、改变半桥逆变器供电电压调光法、脉冲调频调光法、脉冲调相调光法和可控硅相控调光法。可控相控调光法具有体积小、价格合理和调光功率范围宽等优点,本系统最终采用可控硅相控调光来调节灯具的明亮程度。

应用可控硅相控原理,通过控制可控硅的导通角,将电网输入的正弦波电压斩掉一部分,以降低输出电压的平均值,达到控制灯具供电电压,从而实现调光。可控硅相控调光对照明系统的电压调节速度快,调光精度高,调光参数可以分时段实时调整。由于调光电路主要是电子元件组成,相对来说体积小、设备质量轻、成本低。

可控硅相控调光电路如图3所示。单片机的控制信号经74HC04反相后送到光耦MOC3023,光电隔离后输入到可控硅T16C6F的控制极,控制可控硅的导通角,实现调光。

图3可控硅相控调光电路

5.结束语

基于单片机控制的智能家居照明系统,具有成本低、开发时间短、安装维护方便、容易满足客户不同需求等优点,市场前景广阔。目前我国的消费水平并不高,对于系统庞大的高档智能家居需求并不大,而智能家居照明系统的低成本,在家居市场上应用越来越广泛。本文介绍的基于单片机控制的智能家居照明系统具有一定的市场推广价值。

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