實用照明節電自控開關設計與實現

肖年順　盧涵宇　羅一鳴

摘要：隨著通信技術的發展，智能家居和智能小區走入千家萬戶。本系統采用STC89C52單片機，設計了光敏電阻、繼電器、指示燈、駐極體話筒、LM393電壓比較器等電路模塊。實現了自動判斷自然光照強度、智能自控，白晝光線充足時斷電等功能。本設計價格實惠，布線簡易，實物安裝方便快捷，實用性強。

關鍵詞：STC89C52 51單片機;聲控制;光控制;自動開關

中圖分類號： TP208 ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）14-0257-02

Abstract： With the development of communication technology， smart home and smart community have entered thousands of households. The system uses STC89C52 single chip computer， and designs circuit modules such as photoresistor， relay， indicator lamp， electret microphone， LM393 voltage comparator， etc. It realizes the functions of automatically judging the intensity of natural light， intelligent self-control and power off when daylight is sufficient. The design is cheap， simple wiring， convenient and fast physical installation， and practical.

Key words： STC89C52 51 Single Chip Microcomputer; Sound Control;Light Control; Automatic Switch

隨著居民生活質量的越來越好，居民對于低碳環保的概念從陌生轉變到接受，越來越重視。尤其是電子技術的飛速發展，利用聲音和光線的強弱來控制開關的電子產品的誕生，實現了人來燈開，人走燈滅，晝關夜開的功能減少能耗，節約能源，更加貼近人們的生活。

本系統采用STC89C52單片機+光敏電阻+繼電器+指示燈+駐極體話筒+LM393電壓比較器設計成的小型模擬電路板。其中繼電器模擬開關;光敏元件以及電壓比較器判斷自然光照強度;駐極體話筒判斷是否有聲音。遮蔽光敏電阻，當收集到聲音時，繼電器閉合燈亮。若無聲音智能延時10秒斷開。本設計各傳感器配有指示燈，可清晰看清各電路工作狀態，采用延時開關環保節約能源。

1 系統整體方案設計

晝斷夜通，人來燈亮人走燈滅，不會因為外界噪聲太大而燈亮。這是本系統設計的主要目的和功能需求，本次設計重點主要分為三部分：一 接收控制電路，拾音元件以及光敏電阻分別收集聲信號，光信號。通過放大輸出給單片機;二 ?STC89C52 ?51單片機最小電路，輸出到微型控制器的信號經處理輸送至繼電器;三 繼電器驅動電路，由STC89C52微控制器控制閉合和斷開繼電器。系統的整體設計方案如圖1所示。

2 硬件設計

2.1電源電路

本次設計使用變壓器變壓，電壓比較器變化220V電壓為5V電源。為了達到穩壓管±12以及+5的需求，選用LM7815 LM7805 LM7915 穩壓管穩壓，能夠達到目的。電容的選擇上，濾波電容選用比較大的更合理，此處大小我們選用1000u，輸入端C5 C6大小選用0.33u，可避免干擾;輸出端選用值差大的兩個電容，此處大小選用0.1u和100u的。

2.2 光控電路

光控電路如圖2所示，此電路系統主要由電阻，滑阻，晶體管，放大器組成。

光控電路中的限流電阻可以很好地保證三極管不被損壞，之所以加入滑動變阻器，是為了是的基電極電流可調，調節滑阻基電極電流改變，同時射極電流改變，從而達到控制整個光控制電路靈敏度的目的。

具體功能如2圖所示，圖中受到光照刺激時光敏電阻電阻值會降低，LM358運算放大器的正向輸送成為低電平;同理當光照刺激減弱時光敏電阻電阻值上升，正向輸送成為高電平 。電路的輸出信號流經時電流對比較弱的信號增強，轉化為能夠被STC89C52識別的放大過的電流信號，可以通過LM358至STC89C52 I/0端口。

把該電路基極的電流選用0.1毫安，R16設置為五十千歐姆，集電極電阻作限流電阻大小選用22K歐姆，滑動變阻器選用100K歐姆，以此更換50K歐，使得可以調節基極電流。

2.3 聲控電路

聲控電路分為聲音收集電路和兩極放大電路兩部分，如圖3所示。

聲音收集電路由話筒收集聲音，電源電路將220的電壓變化為+5 以次提供電流，此電路主要由駐極體話筒和集成電阻實現功能;后半部分的兩級放大電路，前部分為NPN，后部分為PNP的共射單管;首先音收集電路收集外界聲音然后通過駐極體話筒轉化為微弱電信號。接著兩級放大，放大為正常電壓，之后經由遲滯比較器，穩壓器。成為可以被微控制器識別的信號，之后將該方波信號輸送給STC89C52 ?I/0端口，本電路功能實現。

至于兩級放大電路的噪聲的問題，能夠使用闕值電壓來減弱，以免造成噪聲對于電信號的干擾，從而保證方波信號不會對STC89C52產生影響，避免誤差，提升識別度。

2.4 單片機控制電路