智能光照系統(tǒng)研究中國海洋大學(xué)SRDP結(jié)題答辯Member：譚智杰、牛賀飛、王露、徐盼盼、邢曉岑P綱要1、項目內(nèi)容2、實現(xiàn)方法3、問題及解決方法4、項目成果5、前景與推廣6、總結(jié)與體會一、項目內(nèi)容研究意義：

智能光照系統(tǒng)可以應(yīng)用于各個領(lǐng)域，主要在室內(nèi)使用實用性很強(qiáng)。室內(nèi)光線強(qiáng)度可以用來控制光照系統(tǒng)，系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)燈光強(qiáng)度與開著燈泡的數(shù)量來調(diào)節(jié)室內(nèi)光照強(qiáng)度：在家庭中，用于滿足室內(nèi)人們休息、看電視、看電影等各類需求。在公司里，用于滿足正常辦公和開會。在學(xué)校里，用于黑板教學(xué)和多媒體使用教學(xué)。電影院里，也可以自動切換電影放映前與放映時的燈光強(qiáng)度。研究目的與內(nèi)容：

智能光照系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù)自動的調(diào)節(jié)環(huán)境的亮度，使得環(huán)境的亮度維持在一定的范圍內(nèi)以適應(yīng)以后多變的工作環(huán)境。通過性能的拓展，系統(tǒng)還可以同時控制多種環(huán)境下的亮度。該系統(tǒng)可應(yīng)用于對光照要求高的領(lǐng)域，并嘗試在某些情況下節(jié)省能源。二、實現(xiàn)方法總體設(shè)計數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)輸出電燈反饋采用光傳感器采集光信息arduino實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理通過轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)放大數(shù)據(jù)采集電路電路設(shè)計光敏電阻特性的測量：結(jié)論：1.隨光照強(qiáng)度的增大，光敏電阻的阻值減小。2.光敏電阻的阻值與光照強(qiáng)度變化關(guān)系在一定范圍內(nèi)呈線性

方便將傳入的電壓信號量化處理，變?yōu)閿?shù)字信號。數(shù)據(jù)處理電路A0~A5端口：模擬信號的輸入1~13DIGITAL端口：數(shù)字信號輸出程序編譯intpotpin=0;//定義模擬接口0連接光敏電阻,用于采集光敏電阻傳入的電壓值intledpin=11;//定義數(shù)字接口11，將光敏電阻傳入的電壓值轉(zhuǎn)化為控制電流，用于輸出PWM調(diào)節(jié)LED亮度intval=0;//定義變量val，存儲傳感器傳入的模擬值voidsetup(){pinMode(ledpin,OUTPUT);//定義數(shù)字接口11為輸出端口，連接到LED燈Serial.begin(9600);//設(shè)置波特率為9600}voidloop(){val=analogRead(potpin);//讀取傳感器的模擬值并賦值給valSerial.println(val);//顯示val變量數(shù)值analogWrite(ledpin,val);//輸出控制信號，打開LED并設(shè)置亮度（PWM輸出最大值255）delay(10);//延時0.01秒}數(shù)據(jù)輸出電路電路設(shè)計TLP3020：將arduino輸出的PWM信號轉(zhuǎn)化為對燈回路的控制信號。可控硅：放大電流，以實現(xiàn)低壓控制高壓。三、出現(xiàn)問題及解決辦法1、燈光的靈敏度不高（1）通過改變與光敏電阻串聯(lián)的電阻的阻值改變靈敏度，發(fā)現(xiàn)減小電阻的阻值，能夠提高靈敏度

（2）通過修改程analogWrite(ledpin,2*val);中val的系數(shù)，能改變燈光靈敏度，系數(shù)越高靈敏度越好，但超過一個定值將出現(xiàn)錯誤。2、可調(diào)范圍不夠大：

將光敏電阻換成光電二極管，發(fā)現(xiàn)性能得到明顯提升，并且電阻特性依然符合設(shè)計要求。3、因為接上220電壓，電路器件容易燒壞，更嚴(yán)重的有可能有生命危險（1）先用LED燈代替白熾燈在低壓狀態(tài)下進(jìn)行測試。如圖所示：（2）用proteus先進(jìn)行實驗仿真，修改電路參數(shù)，再進(jìn)行電路的連接。4、將白熾燈接入220V電路，發(fā)現(xiàn)燈不亮用萬用表測試各元件的電壓值及電流值，尋找故障，發(fā)現(xiàn)100nf電容兩端電壓接近220V，100歐電阻兩端電壓接近為0，推測電容被擊穿。將104瓷石電容換為耐壓性更好的電解電容問題得以解決。5、白熾燈雖亮，但是實際燈的亮度無法調(diào)節(jié)

測試TLP3020的性能指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)TLP3020基極電流過小，處于截止?fàn)顟B(tài)。適當(dāng)減小與其串聯(lián)的電阻值，問題得以解決。四、項目成果實際電路連接圖如下：電路的仿真實驗原理圖仿真實驗結(jié)果光敏電阻值8001600240032003500燈兩端電壓V168.5185.6203.4221.8228.7電流值A(chǔ)0.1390.1530.1680.1820.188結(jié)論：光照越弱，光敏電阻越大，電燈越亮，符合實驗要求。實驗效果圖實驗結(jié)果視頻展示：五、前景與推廣首先，由我們實驗成果可知，能將燈周圍環(huán)境亮度控制在一個比較穩(wěn)定的范圍。因此，我們設(shè)計的智能光照系統(tǒng)，適用于需要批量作業(yè)的恒定光亮的場所。類似于飼養(yǎng)場，大棚等。也可以用于只需單個燈泡的房間，走廊等。其次，項目成熟后，能夠?qū)⒊杀窘档偷揭粋€適用于批量生產(chǎn)的程度，這也為這套智能光照系統(tǒng)的推廣提供了資金上的可能。最后，本項目的成長性較好，可延伸拓展的方向很多，無論向哪個方向都有深入研究的可能，可以組合，可以繼續(xù)優(yōu)化。六、總結(jié)與體會1、每一次失敗都意味著一次收獲，意味著向成功更靠近一步