一、設計摘要

按需照明一直是照明科技領域最求的最佳形式。在臺燈為千萬人的生活帶來便利的同時，相應問題也一一出現(xiàn)，如不離開時忘記關燈、燈光亮度不可調(diào)等，這些都導致了嚴重的電能浪費。而此時，LED綠色照明理念正以一種前所未有的趨勢席卷全球。在這種背景下，基于微控制器和環(huán)境光線傳感器的全自動控制LED照明臺燈應運而生。本臺燈以CYPRESS PSoC3為控制核心，輸出PWM信號控制LED驅(qū)動器控制和調(diào)節(jié)LED臺燈，通過光線傳感器采集的環(huán)境光線強度和利用超聲波測得的用戶使用距離綜合決定PWM波的占空比，從而實現(xiàn)了智能控制LED臺燈的亮度以及臺燈開啟熄滅的功能。

本設計最終實現(xiàn)了人走燈滅和智能LED照明亮度調(diào)節(jié)兩大功能，從而實現(xiàn)了按需照明的理念，達到經(jīng)濟節(jié)能、環(huán)保綠色無污染的目的。本設計最終完成的作品完全到達市場應用需求，必將有助于推動當前所全球倡導的“綠色、低碳、智能生活”理念。

二、創(chuàng)新點

人走燈滅

作為本設計的智能控制之一，實現(xiàn)了“人走燈滅”的功能，這是本設計的兩大創(chuàng)新點之一。這就為那些擁有不良使用臺燈習慣的用戶解決了一個很大的問題。即使他們離開時忘記關燈，本臺燈也會智能識別，然后自動將LED亮度調(diào)到最低，進入睡眠低功耗模式，達到了節(jié)能的目的。

根據(jù)環(huán)境光線強弱自動調(diào)節(jié)LED亮度

能夠在維持用戶視野內(nèi)光線強度穩(wěn)定的基礎上，根據(jù)環(huán)境的光線強弱來智能的改變LED自身的發(fā)光強度：當外界環(huán)境光線強時，減弱LED亮度，達到進一步節(jié)能的目的；當外界環(huán)境光線弱時，自動增加LED發(fā)光強度，保持用戶使用視野的光強恒定，保障用戶正常學習工作。這又是本設計的另一個重大創(chuàng)新點。

另外，本臺燈的用戶使用視野光強和自動開啟/關閉距離均可通過按鍵進行設置，設置的具體光強和臺燈使用距離均在1602的LCD屏上實時顯示，從而使本臺燈的設計和使用更加人性化。

三、系統(tǒng)框圖

整個設計由220V交流市電提供電源，經(jīng)AC/DC電源轉換器轉換后得到5V/2A的LED臺燈供電和控制系統(tǒng)電壓，分別給LED驅(qū)動電路和PSoC3以及各個傳感器供電。

PSoC3的ADC通過采集環(huán)境光線傳感器輸出得到環(huán)境光線強度，據(jù)此改變輸出的PWM信號占空比，PWM的輸出控制后級的LED驅(qū)動器調(diào)節(jié)LED臺燈亮度；

另一方面，超聲波測距為MCU智能控制LED開啟/關閉提供可靠依據(jù)（當用戶距臺燈一定距離時，實現(xiàn)臺燈自動開啟/關閉，以進一步加強節(jié)能效果）。

用戶設置模塊用于完成用戶對臺燈自動開啟/關閉距離和照明光強的自定義設置。

1602液晶顯示模塊用于實時顯示用戶自定義設置的LED臺燈亮度（光強）和用戶使用距離值，以便于人機交互設置信息。

整個智能LED臺燈系統(tǒng)框圖設計如下，詳細流程參見技術原理和流程圖部分。

圖一、系統(tǒng)框圖