通常我們常見的路燈、通道燈、廣告燈箱等公共場所用照明燈具往往徹夜通明,或者說在白天不應照明時工作了,造成了電能的浪費。還有些因為采用了定時控制方式,隨著季節的變化未能及時設置好控制器,造成了控制不適時,如天已暗燈未明等現象,影響了照明效果。本文介紹采用AT89C2O5l單片機制作的雙路路燈照明控制器,仍然采用光控式,但與一般的光控開關相比由于采用了單片機,具有較強 的抗干擾性能,一路為夜間全明,另一路可設置晚上照明時間,到時自動關閉。
硬件電路介紹
本路燈控制器原理圖如下圖所示,它主要由光敏電阻、8421數碼開關、AT89C2051單片機、輸出繼電器等幾部分組成。
3W微型變壓器T、整流橋IC2、三端穩壓器78LO5等構成本控制器電源,整流輸出l2V為執行部分工作電源,5V輸出為單片機電源。單片機IC1、晶振B、R1、Cl3等組成單片機電路,R1與Cl3組成單片機上電復位電路,SB為手動復位按鈕。光敏電阻RG、電阻R5、R6、R7與89C2O5l內部電壓比較器(輸入端為P1.0、P1.1)組成照度檢測電路,其檢測輸出端為P3.6(P3.6在單片機內部末引出),當照度較低時P3.6輸出低電平,照度較高時輸出高電平。8421數碼開關按于單片機的P3.0-P3.3端,用于設置其中一路晚上照明的時間(1-9小時,如設置值為0則照明時間無限制),此開關需在白天正常光照時設置,如果光暗后設置則第二天才生效。R4與VD3串聯接于P1.5用于指示本控制器工作狀態,VD3快速閃光時表明程序進入光度變化檢測期,慢速閃光時表明程序進入計時階段,白天光照正常時VD3常亮。VT1、VT2、K1、VDI、VD4等組成第一路輸出控制電路,VD4指示其工作狀態,當第一路燈工作時,P1.7輸出低電平,VTI、VT2導通,繼電器K1吸合。VT3、VT4、K2、VD2、VD5等組成第二路輸出控制電路,原理同前。
軟件設計
與普通光控制路燈所不同的是,本控制器具有兩路不同方式的控制輸出,一路為天暗全明,一路是天晴后按設置的照明時間工作,同時由于采用了單片機控制,就很容易地引人軟件抗干擾功能,使可靠性得到提高。
程序流程如上圖所示,上電后(或選人一個新的白天)首先將數碼開關預置數值讀入內存中,然后不斷檢測光線照度,如果光暗達到一定程度,即P3.6=0,則選人的反復檢測狀態,只有連續l20s光睹,才能使控制輸出低電平,打開路燈。此后程序進入延時狀態,當第一路工作時間到達預置數時關閉該路輸出,并繼續延時到開燈后14小時止,返回主程序人口。在這14小時中每5min檢測1次光線照度,如果連續l20s光明,則關閉所有輸出,返回主程序人口。下圖是安排在控制箱中的照明控制器實物照片。
制作要點本控制器是依據光敏電阻檢測自然照度來工作的,所以光敏電阻的安裝尤其重要。為了感受自然光照,它不能安裝在照明控制箱內部,只能安裝到控制箱外部合適的位置(如燈桿的上部),使其不受周圍路燈以及車輛燈光等的直射影響。我的做法是將光敏電阻安放到一個倒置的青霉素瓶中,再用導線連接到控制器上,并在青霉素瓶外套上一個直徑25mm長度約l50mm的塑料電線管,瓶底上部留有80mm的空間,瓶的下部用絕緣膠布固定好,見下圖。
最后再將整個感光器垂直固定在電桿上,使其只能接收來自天空的自然光線,分別如下面兩圖所示。