CN211831251U - 一种室内光线智能调节系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种室内光线智能调节系统，包括有光照强度采集模块、工作模式设置模块、电源模块、主控芯片、显示模块、光电隔离模块、照明驱动模块、灯具和按键，所述的光照强度采集模块、工作模式设置模块、电源模块、按键的信号输出端分别连接主控芯片的信号输入端，主控芯片的信号输出端分别连接显示模块、光电隔离模块的信号输入端，光电隔离模块的信号输出端连接照明驱动模块的信号输入端，照明驱动模块的信号输出端连接灯具。本实用新型通过主控芯片的闭环控制，解决了室内光线的智能调节问题，提高了室内光线的照明舒适度，具有节约电能、用户使用方便以及调节效果好的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种室内光线智能调节系统。
背景技术
随着近视眼发病率的增高，人们对于保护视力的意识也越来越强。科学研究表明合理的光照强度可以有效的保护视力。然而，由于外部环境的影响，尤其是在阴雨天气室外的光线时强时弱，常常导致室内光线不能保持在一个合理的范围内。
另外，传统灯具不能做到随外界光照环境变化自动调节光线照射强度，造成电能的浪费。鉴于此，有必要提供一种室内光线智能调节系统，有效解决室内光线智能调节的问题，提高室内采光的舒适度，保护视力，节约电能。
实用新型内容
本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种室内光线智能调节系统，通过PID算法的闭环控制提高室内光线调节的智能化程度，当在外界环境因素发生改变后可做出快速反应，及时调节室内照明灯具的亮度使室内光照强度达到舒适的效果。另外，系统具有节能、操作方便以及调节精度高的优点。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种室内光线智能调节系统，包括有光照强度采集模块、工作模式设置模块、电源模块、主控芯片、显示模块、光电隔离模块、照明驱动模块、灯具和按键，所述的光照强度采集模块、工作模式设置模块、电源模块、按键的信号输出端分别连接主控芯片的信号输入端，主控芯片的信号输出端分别连接显示模块、光电隔离模块的信号输入端，光电隔离模块的信号输出端连接照明驱动模块的信号输入端，照明驱动模块的信号输出端连接灯具。
所述的光照强度采集模块采用数字式、高精度光照传感器BH1750。
所述的工作模式设置模块由2位拨码开关构成，调节模式有高亮模式、中亮模式和低亮模式。
所述的主控芯片采用STM32单片机STM32F103C8T6。
所述的照明驱动模块由高功率恒流LED专用驱动芯片MBI1802构成。
所述光照强度采集模块采用数字式、高精度光照传感器BH1750，用来探测室内环境的光强度变化；所述工作模式设置模块由2位拨码开关构成，用于系统高亮模式、中亮模式、低亮模式的切换，适应不同人群对照明的个性化需求；所述电源模块主要负责对外输出5V和3.3V电压以保证系统各弱电模块的正常运行；所述主控芯片采用处理速度快、内部资源丰富的STM32单片机STM32F103C8T6，作为系统的中央处理单元，主要完成光照强度信息采集、PID控制算法运算以及输出PWM信号等任务。
所述显示模块采用体积小、屏幕刷新速度快及与主控芯片接口方便的OLED屏。
本实用新型的优点是：本实用新型通过主控芯片的闭环控制，解决了室内光线的智能调节问题，提高了室内光线的照明舒适度，具有节约电能、用户使用方便以及调节效果好的优点。
附图说明
图1为本实用新型硬件组成示意图；
图2为本实用新型主控芯片电路连接图；
图3为本实用新型电源模块电路连接图；
图4为本实用新型照明驱动电路原理图；
图5为本实用新型光照强度采集模块电路连接图；
图6为本实用新型工作流程图。
具体实施方式
如图1所示，一种室内光线智能调节系统，包括有光照强度采集模块1、工作模式设置模块2、电源模块3、主控芯片4、显示模块5、光电隔离模块6、照明驱动模块7、灯具8和按键9，所述的光照强度采集模块1、工作模式设置模块2、电源模块3、按键9的信号输出端分别连接主控芯片4的信号输入端，主控芯片4的信号输出端分别连接显示模块5、光电隔离模块6的信号输入端，光电隔离模块6的信号输出端连接照明驱动模块7的信号输入端，照明驱动模块7的信号输出端连接灯具。
所述的光照强度采集模块1采用数字式、高精度光照传感器BH1750。
所述的工作模式设置模块2由2位拨码开关构成，调节模式有高亮模式、中亮模式和低亮模式。
所述的主控芯片4采用STM32单片机STM32F103C8T6。
所述的照明驱动模块7由高功率恒流LED专用驱动芯片MBI1802构成。
所述光照强度采集模块1采用数字式、高精度光照传感器BH1750，用来探测室内环境的光照强度变化；所述工作模式设置模块2由2位拨码开关构成，通过PB8和PB9与主控芯片STM32F103C8T6相连接，用于系统高亮模式、中亮模式、低亮模式的选择；所述电源模块3主要负责对外输出5V和3.3V电压以保证系统各弱电模块的正常运行；所述主控芯片4采用处理速度快、内部资源丰富STM32单片机STM32F103C8T6，为系统的中央处理单元，主要完成光照强度信息采集、PID控制算法的运算以及输出PWM信号等任务；所述主控芯片4同时与光照强度采集模块1、工作模式设置模块2、显示模块5、光电隔离模块6、电源模块3直接相连；所述光电隔离模块6的输入端PWM与所述主控芯片4的输出端口PA8相连，所述光电隔离模块6的输出端与照明驱动模块MBI1802的输出使能信号端口相连；所述照明驱动模块MBI1802的恒流输出端与照明灯具相连，所述各功能单元的具体连接关系如图1所示。
所述按键9用于完成对对不同光照模式下的具体光照强度值的设置，用于满足用户对于光照强度的个性化需求；
所述光电隔离模块6用于保护主控芯片。所述驱动电路用于实现主控芯片输出的弱电信号对照明灯具亮度的调节，所述驱动电路具体由恒流驱动芯片MBI1802和光电隔离电路构成；
所述显示电路用于显示系统当前采集到的室内环境光照强度信息、用户设置的光照强度模式以及每种模式下光照强度设置值，从而提高系统人机交互的性能，方便用户的使用。
图6为本实用新型一种室内光线智能调节系统的工作流程图。系统工作流程中，首先完成对相关功能模块的初始化工作，然后完成工作模式设置，工作模式及光照强度值设置好后，系统以定时中断的方式定期采集光照采集模块的数据。数据采集后，主控芯片一方面会将采集数据发给显示电路，将当前的室内光照强度信息实时地显示出来，另一方面会对采集的数据进行相应的处理，即将采集的光照强度信息值与设定的工作模式所期望的强度值作比较，将比较结果经PID算法处理后，输出合适相应占空比的PWM波，从而实现室内光线智能调节的目的。
所述的PID算法由下式给出：
式中，Kp为比例系数；Ki为积分系数；Kd为微分系数；e(k)为PID算法k时刻的光线调节误差；u(k)为位置PID算法k时刻的控制输出。
Claims (5)
1.一种室内光线智能调节系统，其特征在于：包括有光照强度采集模块、工作模式设置模块、电源模块、主控芯片、显示模块、光电隔离模块、照明驱动模块、灯具和按键，所述的光照强度采集模块、工作模式设置模块、电源模块、按键的信号输出端分别连接主控芯片的信号输入端，主控芯片的信号输出端分别连接显示模块、光电隔离模块的信号输入端，光电隔离模块的信号输出端连接照明驱动模块的信号输入端，照明驱动模块的信号输出端连接灯具。
2.根据权利要求1所述的一种室内光线智能调节系统，其特征在于：所述的光照强度采集模块采用数字式、高精度光照传感器BH1750。
3.根据权利要求1所述的一种室内光线智能调节系统，其特征在于：所述的工作模式设置模块由2位拨码开关构成，调节模式有高亮模式、中亮模式和低亮模式。
4.根据权利要求1所述的一种室内光线智能调节系统，其特征在于：所述的主控芯片采用STM32单片机STM32F103C8T6。
5.根据权利要求1所述的一种室内光线智能调节系统，其特征在于：所述的照明驱动模块由高功率恒流LED专用驱动芯片MBI1802构成。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112954865A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-06-11 | 深圳拓邦股份有限公司 | 一种灯具亮度调节方法、装置和灯具 |
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2020
- 2020-05-08 CN CN202020739388.8U patent/CN211831251U/zh not_active Expired - Fee Related
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