003-灯光亮度调节
PIC12C508/509灯光亮度调节器
[日期:2008-07-08 ] [来源:net 作者:佚名] [字体：大 中 小] (投递新闻)
PIC12C508/509是8脚封装的8位单片机，极适合于嵌入到各种电子装置中做智能开发，下
面介绍二个较为简洁的实例电路，供参考学习。
灯光亮度调节器
根据房间亮度自动调节电灯亮度
手动调节电灯亮度
家庭防盗传感器
非法进入声/光报警
单片机自动报警/状态保存
手动开启/关闭系统
参考链接：http://www.picavr.com/news/2008-07/7055.htm
三种可调光LED日光灯和隧道灯
技术分类： 电源技术 | 2010-02-01
上海龙茂微电子有限公司近期推出数款可调光LED日光灯。过去的荧光灯虽然发光效率
比较高，但是其中含有剧毒物质-汞，而且它也无法进行调光。现在LED的发光效率已经赶
上并超过了普通荧光灯，在同样亮度情况下，LED日光灯的输入功率可以减小一半，而且不
含有毒物质，是一种绿色环保的新光源。不但如此，LED是一种非常容易改变其亮度的器件，
只要输入一个脉宽调制（PWM）信号，就可以调光，所以龙茂公司推出了三种可调光的LED
日光灯。
第一种是手动调光LED日光灯，在很多场合需要手动调节LED日光灯的亮度，这种手动
调光日光灯采用了和普通白炽灯调光一样的安装在电灯开关处的旋钮，但是不象白炽灯采用
了可控硅，所以也不会在电源线里造成干扰。它只是一个低电平的PWM信号发生器。产生
所需要的调光信号，送到可调光的升压型恒流驱动源SLM2842SD，再送到LED日光灯进行
调光。其框图如下：
第二种是光敏调光LED日光灯，在很多场合下，环境光是随时会变化的，例如在靠窗的
办公室，在有阳光的天气里，就会很亮，这时候日光灯的亮度就不用那么亮，采用光敏自动
调光的LED日光灯以后，就可以在晴天调暗一些，在阴雨
天气就调亮一些，这样就可以进一步节能。此外，在地铁车厢中的日光灯也有类似的情况，
在市区内地铁通常是在地下运行，这时车厢内部就需要较大的亮度。而到了郊区，地铁通常
就开到地面上，这时外面的亮度很亮，就不需要内部照明了，假如采用光敏自动调光就可以
自动调节车厢内的亮度。
它的构成原理和手动调光类似，只是把手动调光的旋钮改成光敏元件，把PWM信号发
生器改成用单片机来产生PWM调光信号。
第三种可调光LED灯具不一定是日光灯形式，而可以是任何一种大功率LED灯具，主要
是用于隧道灯中。在隧道灯的应用中，也需要根据白天晚上，晴天或阴雨天来调节LED灯具
的亮度，这就需要有一种能够远距离（几公里到几十公里）调光的装置。上海龙茂公司也成
功地解决了这个课题，提出了一种非常可靠的远距离调光的系统。
现在这三种调光装置都已经申请了专利。
其中所用到的LED
日光灯都是采用热阻只有45ºC/W的高亮度贴片式LED，并且采用带
有半铝散热器的灯管，由于驱动电源外置，就可以采用无内置空间的全散热片的铝合金管，从而提高了散热效率，同时也避免了内置电源的热量而引起的部分LED的光衰，因而降低了
LED结温，延长了LED寿命，可以保证5万小时的使用寿命。而且交流电源采用了隔离式开
关电源，完全可以经受CE打高压的考验，也解除了用户触电的可能性。这种日光灯已经开
始小批量生产，以满足广大用户的需要
光源亮度可随光强变化而自动调节的水下自适应照明系统设计 DAC1232 Design of Underwater Self-adaptive illumination
摘要：设计光源亮度可随光强变化而自动调节的水下自适应照明系统，去除以往水下照明系统无法自行调节亮暗的弊端，改善了水下成像监测的光照环境，有利于水下光电成像探测系统整体性能的提高。系统控制算法使用一种带死区的PID控制算法，对系统实现了有效的自适应控制，使误差不超过基准光强的±8%。
关键词：闭环电路；自适应调节；PID算法；反馈
Abstract: The system of underwater self-adaptive illumination is introduced, which can adjust its luminance with the change of the detected environment lightness. It removes the flaw of formal underwater illuminant equipments that they can change their lightness by itself. It improves the environment of underwater imaging. And it benefits the improvement of the whole underwater imaging system. The control of the system is realized by a PID control algorithm with dead zone, which completes the self-adaptive control effectively and make the error within ±8%of reference lightness.
Keywords: Closed Loop Circuit; Self-adaption ; PID algorithm ; feed-back
0 引言
人类生活已渗入到海洋的各个领域，水下军事、科研、生产、娱乐比比皆是。水下活动如此多，水下的安全监测就成为人们关心的一个热门话题。水对光有着强烈的吸收作用，水下几十米外的空间几乎是漆黑一片，因此进行水下安全监测一般都需加人工照明。不同的环境使用的水下照明也就不同，设计一个合适的光源对水下成像监测至关重要。文章以水下反恐系统中的微光成像为例，对其监测环境及成像特点进行了研究，研制出一种适应水下成像探测的自适应照明系统。照明系统能够根据周围环境的光强变化，自行调整照明光源的亮度，从而达到光源自适应调节的目的。
1. 监测环境与照明系统概述
水下反恐系统安装于青岛奥帆赛浮标码头周围的海底，那里水质较差，海水不深，能见度在2m左右。白天太阳光能够一定程度的照射到监测区域，但监测环境仍处于微光照明状态，晚上水下则漆黑一片。因此要进行水下微光成像探测，就必须设计出合适的照明光源。 水下自适应照明系统能够根据监测环境的亮暗，通过自适应控制自动调节光源的亮度，误差不超过基准光强的±8%，这有效改善了成像环境，提高了监测系统的成像质量。如何进行自适应控制，并保证系统的精度。文章设计了闭环控制电路来实现，电路由三部分组成，即信号反馈、自适应控制和功率驱动，组成框图如图1示。
图1 自适应照明系统框图
2．控制电路的设计
2.1 硬件设计
控制电路的总体框图如图2示，
图2 控制电路组成框图
2.1.1 光强反馈电路
反馈电路由光敏器件、低通滤波、信号放大三部分组成。利用光敏器件探测出光的强弱，将光信号转换成为电信号。为提高反馈信号的精度，必须对光电转换得道的电信号进行通滤波，消除环境带来的高频干扰。由于光电转换后的电信号非常弱，必须对其放大。
2.1.2 控制电路
图3 控制电路
电路的控制部分是自适应控制的核心部分，由单片机控制实现的，如图3。单片机控制的是数字信号而光强的反馈信号和光源的驱动是模拟信号，所以须对信号进行A/D和D/A转换。根据系统所需精度和转换速度，A/D转换选用AD574快速型12位逐次逼近式A/D转换器，其转换时间为15—35µs。D/A转换选用DAC1232电流输出型12位D/A转换器。DAC1232的芯片内部没有参考电压基准源和输出运算放大器，需要外接电压基准源和信号放大电路。单片机对反馈回的亮度信号运用PID算法进行判断，然后输出相应的计算结果给DAC1232，放大电路对所得信号进行放大。
2.1.3功率放大电路 AD574A
大洋处的海水对蓝光的吸收最少，而海岸附近的海水对绿光的透射率最高，根据监测环境光源采用高亮度绿色LED面阵光源，面阵的额度功率为192W，额定电压为24V。光源亮暗的控制采用调流式。功放电路的功率放大器件选择放大电流式功放器件PA12A。PA12A的供电电压在±10—50V之间，最大输出电流可达±15A，重要的是该芯片在设计中使用了氧化铍（BeO）使其阻抗的温度系数降为最低，这大大提高其热稳定性，提高了系统光源的稳定性。
2.2软件实现
2.2.1 PID算法
图4 算法流程图
3. 结论
2006年8月，系统在青岛帆船赛中成功通过预演试验。系统运行后，水下探测器传输回的视频亮暗均匀，视频比使用一般照明系统的视频图像质量高。同时使用水下照度计进行24小时长时间测试，反复测量结果证明，监测区域的光照度变化在预定值的±8%范围内，系统性能良好。
创新点：水下自适应照明系统较以前的水下照明系统有更加智能，它实现了水下监测环境亮度的均匀性，从一定程度上改善了水下探测的不利状况，
更有利于水下成像探测系统整
体性能的提升。
参考文献
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[2]李素敏.一种改进的PID算法[J].微计算机信息，2006，9-1：40-41
[3]冯晓伟. 红外轴温探测器半导体致冷器FUZZY-PID控制[J].微计算机信息，2006，12-1：6-8
[4]付荣申. 玻璃窑炉温度系统的神经网络PID控制[J].微计算机信息，2006，11-1：30-32