|
目前市面上有很多線路簡單、價格低廉的調(diào)光燈,其調(diào)光方式主要有3種:一是利用可控硅改變電壓導(dǎo)通角,二是利用變壓器調(diào)節(jié)供電電壓,三是利用電位器直接分壓。較理想的方式是通過可控硅調(diào)整電壓導(dǎo)通角來實現(xiàn)調(diào)光。 可控硅調(diào)光的調(diào)光原理是通過可調(diào)電阻改變電容充放電速度,從而改變可控硅的導(dǎo)通角,控制燈泡在交流電源一個正弦周期內(nèi)的導(dǎo)通時間,即而達到燈光調(diào)節(jié)的目的。 下面主要采用可控硅實現(xiàn)電燈亮度調(diào)節(jié)。使用者通過按鍵控制電燈開、關(guān),通過按鍵控制燈光的亮度。可控硅直接接在220V交流電路上,但是單片機采用低電壓供電,因此需要采用一定的隔離措施,將220V強電與5V弱電隔離。系統(tǒng)使用MOC3051作為強電與弱電的隔離器。 MOC3051系列光電可控硅驅(qū)動器是美國摩托羅拉公司推出的器件。該系列器件的顯著特點是大大加強了靜態(tài)dv/dt能力。輸入與輸出采用光電隔離,絕緣電壓可達7500V。該系列有MOC3051及MOC3052,它們的差別只是觸發(fā)電流不同,MOC3051最觸發(fā)電流為15mA,MOC3052為l0mA。 MOC3051系列可以用來驅(qū)動工作電壓為220V的交流雙向可控硅。MOC3051可直接驅(qū)動小功率負載,也適用于電磁閥及電磁鐵控制、電機驅(qū)動、溫度控制、固態(tài)繼電器、交流電源開關(guān)等場合。 由于能用TTL電平驅(qū)動,它很容易與微處理器接口,進行各種自動控制設(shè)備的實時控制。
該調(diào)光電路是通過單片機控制雙向可控硅的導(dǎo)通角來實現(xiàn)亮度調(diào)節(jié)的,如下圖所示。整個電路主要包括可控硅控制電路及過零檢測電路。

圖中MOC3051是摩托羅拉公司生產(chǎn)的光電耦合芯片,用以可靠驅(qū)動可控硅并實現(xiàn)強弱電隔離。單片機P1.6口負責驅(qū)動光耦,控制可控硅導(dǎo)通和關(guān)斷。在燈泡主回路中,燈與可控硅串聯(lián)、可控硅導(dǎo)通角的變化會改變燈光亮度。XS1是外供交流220V電源的接入口。 為了精確控制可控硅的導(dǎo)通角,電路還加入過零檢測電路,如圖5-9所示。交流電源從XS2引入并送入兩片光耦,注意兩光耦的輸入端是反相的。這樣使得交流電壓過零時,無論是從正電壓變?yōu)樨撾妷哼€是由負電壓變?yōu)檎妷海寄軌蛟诠怦钶敵龆薈上得到一個正向階躍信號。經(jīng)過施密特觸發(fā)器TC4584整型并反相輸出到單片機外部中斷0引腳上,作為中斷觸發(fā)信號。單片機由此信號獲得每個正弦周期內(nèi)的兩個過零點。 此系統(tǒng)的核心是通過單片機控制雙向可控硅的導(dǎo)通角來實現(xiàn)亮度調(diào)節(jié)。在交流電壓的每個過零點,通過過零檢測電路給單片機外部中斷引腳發(fā)出中斷信號,單片機獲得控制周期的起點信號,控制可控硅關(guān)斷,并啟動定時器。在定時器定時結(jié)束后才改變雙向可控硅的控制端口的驅(qū)動信號,開啟可控硅。假設(shè)定時器定時時間為T,則在交流電的一個正弦周期20ms內(nèi),可控硅導(dǎo)通的時間即為20ms-2T。 程序主要功能由子程序Check()和子程序ServICeINTl()完成。子程序Check()的功能是進行按鍵響應(yīng)。該程序?qū)Π存I的處理包括了去抖動、區(qū)分長時按下和短時按下,從而設(shè)置相應(yīng)的標志位,為燈光控制決策提供依據(jù)。程序代碼如下:



外部中斷響應(yīng)予程序ServiceINTl()的功能是根據(jù)按鍵狀態(tài)決定燈光的亮滅或調(diào)節(jié)處理。 對按鍵的響應(yīng)機制如下:短時按下按鍵(大于6ms否則認為是抖動,不予處理),則燈在開和關(guān)兩種狀態(tài)下切換;長時間按下按鍵時,則進入自動調(diào)光狀態(tài),燈光由暗到亮,再由亮到暗。代碼如下:



主程序主要用于初始化系統(tǒng);調(diào)用相關(guān)子程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)功能。代碼如下:


調(diào)光燈線路中,最根本的是在燈泡供電線路中串入晶閘管。通過改變可控硅的導(dǎo)通角調(diào)節(jié)燈泡的亮度。本實例調(diào)光控制的實現(xiàn)過程中,啟用了單片機的一個定時器和一個外部中斷。 在單片機外部中斷觸發(fā)時,即正弦電壓的過零點時刻,啟動定時器計時,并關(guān)閉可控硅觸。 當定時期溢出,進入定時器中斷后,開啟可控硅導(dǎo)通,燈泡獲得電壓發(fā)亮。等待再次到達過零點時,關(guān)閉可控硅,如此反復(fù)。因此,隨著按鍵的控制,改變定時器初值,即可改變可控硅的導(dǎo)通角,從而實現(xiàn)燈光亮度調(diào)節(jié)。 對于按鍵的處理機制,此電路采用了一種良好的去抖機制,并根據(jù)按鍵按下的時間長短,在開關(guān)燈模式和調(diào)光模式之間進行切換。長時按下時,燈光自動由暗到亮,到達亮度極限后,自動由亮到暗。亮度具有16個等級,各等級之間依靠改變定時器初值實現(xiàn)區(qū)分,調(diào)節(jié)步長相同。 本調(diào)光燈電路其調(diào)光的基本原理是相同的,但由于加入單片機控制,使得燈光調(diào)節(jié)可以控制得更加精確,實現(xiàn)多級分級控制;另外可以組合加入紅外傳輸模塊或其他無線通信模塊,實現(xiàn)燈光的無線遙控;更進一步,可以在智能家居控制系統(tǒng)中作為一個可控部分,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)或電話線等方式的遠程控制。
|