光電一體化智能LED臺燈設(shè)計說明書光電一體化智能LED臺燈設(shè)計說明書設(shè)計者：張志鵬，李睿超，劉振剛指導(dǎo)教師：鄭宏民（西北工業(yè)大學(xué)，動力與能源學(xué)院，西安，710129）摘要通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計的光電一體化智能LED臺燈將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，對LED臺燈進(jìn)行供電，通過光傳感器獲取周圍環(huán)境的光照強(qiáng)度，送給主控芯片分析，輸出信號控制臺燈的亮度，使用戶的使用亮度在最適范圍內(nèi)，并根據(jù)用戶的使用時間對用戶進(jìn)行視力疲勞音樂提醒。不僅有效的利用了新能源，節(jié)約電能，并能很好的保護(hù)使用者的視力?！肮?jié)能減排，低碳生活”已是世界發(fā)展的趨勢，故本系統(tǒng)應(yīng)用前景廣闊，值得國家大力扶持推廣。關(guān)鍵詞太陽能智能LED節(jié)能減排作品內(nèi)容簡介1研制背景及意義能源是人類活動的物質(zhì)基礎(chǔ)。在某種意義上講，人類社會的發(fā)展離不開優(yōu)質(zhì)能源的出現(xiàn)和先進(jìn)能源技術(shù)的使用。在當(dāng)今世界，能源的發(fā)展，能源和環(huán)境，是全世界、全人類共同關(guān)心的問題，也是我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要問題。國際能源機(jī)構(gòu)（IEA）發(fā)布的《2009世界能源展望》報告認(rèn)為2007年到2030年，全球一次能源需求量會以每年1.5%的速度增長，從120億噸油當(dāng)量增長到168億噸油當(dāng)量，總體增幅達(dá)40%。由于世界能源的緊張現(xiàn)狀，新能源將成為今后世界上的主要能源。太陽能逐漸走入我們尋常的生活。近視已經(jīng)成為影響我國人民健康的重要問題。日前，據(jù)中國、美國、澳大利亞合作開展的防治兒童近視研究項(xiàng)目前期調(diào)查顯示．我國人口近視發(fā)生率為33％，全國近視眼人數(shù)已近4億，達(dá)到世界平均水平22％的0．5倍，我國青少年近視發(fā)病率是世界第2位發(fā)病率為50%。其中，小學(xué)生近視率為22.78%，初中生為55.22%，高中生為70.34%，大學(xué)生高達(dá)80%以上。我國中小學(xué)生患近視的人數(shù)占整個學(xué)生比例的60%，患者人數(shù)超過6000萬。居世界首位。且這一數(shù)據(jù)近年高攀不下。針對目前這一情況，我們將太陽能充電、傳感器智能控制結(jié)合起來，設(shè)計這款產(chǎn)品，不僅能有效地利用太陽能，節(jié)約能源，并且能很好地保護(hù)消費(fèi)者的視力健康，減緩國家目前近視現(xiàn)狀。2設(shè)計方案2.1流程設(shè)計設(shè)計流程見下圖1,2圖1軟件工作流程圖圖2結(jié)構(gòu)流程圖2.2電路結(jié)構(gòu)設(shè)計主控部分：STC89C52芯片STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，內(nèi)置4KBEEPROM，MAX810復(fù)位電路，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。另外STC89X52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35Mhz，6T/12T可選。主控部分主控電路見圖6圖6主控電路圖實(shí)物制作見圖7,8圖7實(shí)物結(jié)構(gòu)圖圖8工作圖3創(chuàng)新點(diǎn)及應(yīng)用綠色環(huán)保。采用太陽能作為產(chǎn)品的能源之一，產(chǎn)品將太陽能轉(zhuǎn)換為電能并用蓄電池進(jìn)行儲存，解決太陽能發(fā)電不穩(wěn)定的問題。耗電量低、續(xù)航時間長，直接解決傳統(tǒng)球狀光源依靠光發(fā)射來進(jìn)行二次取光的光損耗問題；照明亮度高,使用壽命長，堅固耐用。自動調(diào)節(jié)亮度。能根據(jù)外界周圍環(huán)境的光照亮度及最新的科學(xué)研究智能的將臺燈的亮度調(diào)節(jié)在你學(xué)習(xí)工作等狀態(tài)時最適合的范圍，保護(hù)視力，減少不必要的能源浪費(fèi)。自動音樂提醒功能。根據(jù)最新的視覺疲勞理論設(shè)定提醒時間，音樂提醒使用者注意視力保護(hù)。睡眠模式模擬星空功能。折疊式外形設(shè)計，體積小、標(biāo)準(zhǔn)部件，更換方便。通用USB接口，可利用太陽能對手機(jī)、MP3等小電器緊急充電。附有實(shí)時時間、溫度、日期、音樂鬧鈴等功能。3市場前景綜合計算，該產(chǎn)品成本約在80元，在批量生產(chǎn)的條件下，其成本會進(jìn)一步壓縮到60-80元之間，這個價位在目前市場中僅與普通臺燈相當(dāng)，但本產(chǎn)品具備更多智能功能，光學(xué)性能更加穩(wěn)定。目前社會近視群體越來越龐大，大眾對視力健康的關(guān)注度也越來越高，而市場同類產(chǎn)品大多為傳統(tǒng)光源，不僅效率低，且對視力影響比較大。而本產(chǎn)品能有效地改善這一現(xiàn)狀，因此應(yīng)用前景很廣。參考文獻(xiàn)江志洪編．《51單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)案例精選》．清華