中心議題：

• 基于光電傳感器的智能燈控系統設計

解決方案：

• 光敏傳感器電路
• 光電傳感器應用
• 電燈控制電路設計

本文設計了一種基于光敏電阻和光電傳感器的智能燈控系統。本系統主要包括兩部分，一部分是以光敏電阻為主要功能元件的模塊，其作為檢測系統的啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，另一部分則是檢測系統，其在晚上對是否有人通過(guò)進(jìn)出口進(jìn)行探測，并控制燈的亮或熄。一旦光線(xiàn)強度足夠低，檢測系統啟動(dòng)，然后由光電傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)探測，并向微控制器發(fā)送信號，微控制器對其信號進(jìn)行處理后向MOC3061發(fā)送一個(gè)信號，最后在MOC3061的輸出端通過(guò)可控硅來(lái)控制燈是亮還是熄滅。

1 基于光電傳感器的智能燈控系統總體設計

本設計的改進(jìn)之處是設計一個(gè)具有計數功能的模塊，我們可以使用對射型光電傳感器，如圖1所示在洗手間的進(jìn)口處設置兩個(gè)發(fā)射源和兩個(gè)接收源，當有人進(jìn)或者出洗手問(wèn)的門(mén)時(shí)，會(huì )阻擋光線(xiàn)，如圖2所示，接收處就接收不到設置光源發(fā)出的光信號，這時(shí)接收處的輸出端會(huì )發(fā)出一個(gè)信號，計數器就可以通過(guò)此信號進(jìn)行計數。只要計數器里存儲數等于一時(shí)，系統控制燈亮，大于零時(shí)，該系統就會(huì )控制燈一直亮著(zhù)，一旦為零，系統會(huì )控制燈延時(shí)一小段時(shí)間后自動(dòng)熄滅。由于整個(gè)系統初啟動(dòng)時(shí)無(wú)法判斷室內是否有人，因而我們還會(huì )設置一個(gè)簡(jiǎn)易開(kāi)關(guān)，供使用者進(jìn)行手控，且為方便使用者能在夜間看到開(kāi)關(guān)的位置，我們可以采用表面具有夜光性能的材料來(lái)做按鍵。光電檢測系統的啟動(dòng)由光敏傳感器控制。

本系統中設計了兩個(gè)對射型光電傳感器，當有人通過(guò)時(shí)，若是光路（1）先檢測到信號，則表明此人是進(jìn)洗手間，計數器加1，若是光路（2）先檢測到信號，則表明此人是出洗手間，計數器減1，即兩個(gè)對射型光電傳感器是用來(lái)檢測和判斷是否有人進(jìn)出洗手間。

2 硬件部分

2．1 光敏傳感器電路
光敏器件是指能將光信號轉變?yōu)殡娦盘柕脑?。與發(fā)光管配合，可以實(shí)現電→光、光→電的相互轉換。常見(jiàn)的光敏元件有光敏電阻、光電二極管、光電三極管，本系統使用了光敏電阻。光敏電阻是利用半導體的光電效應制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器；入射光強，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉換（將光的變化轉換為電的變化）。

單向可控硅是一種可控整流電子元件，能在外部控制信號作用下由關(guān)斷變?yōu)閷?，但一旦導通，外部信號就無(wú)法使其關(guān)斷，只能靠去除負載或降低其兩端電壓使其關(guān)斷。單向可控硅正向導通受控制極電流控制，根據此特性，在光敏電阻的作用下，利用單向可控硅作為檢測系統的啟動(dòng)開(kāi)關(guān)。
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本系統中將光敏電阻與單向可控硅配合使用，組成檢測電路的啟動(dòng)開(kāi)關(guān)電路。其原理圖如圖3所示。

白天，環(huán)境自然光線(xiàn)較強，RL呈低阻值（≤2kΩ，RL兩端交流電壓小于Q控制極的導通電壓（約0．65V+0．65V=1．3V），Q處于阻斷狀態(tài)，檢測系統電源未啟動(dòng)；夜晚，環(huán)境自然光線(xiàn)變暗，RL呈高阻值（>>1MΩ），Q從RL兩端獲得足夠觸發(fā)電壓而導通，檢測系統電源啟動(dòng)。

2．2 光電傳感器
本系統使用的光電傳感器是對射型光電傳感器，兩組光電傳感器輸出端的信號經(jīng)過(guò)處理后分別送入單片機內，由單片機進(jìn)行相應的處理后再發(fā)出信號。原理圖如圖1、2所示。

2．3 燈控電路設計
本系統由光電傳感器檢測洗手間內是否有人，單片機進(jìn)行計數，當N不為零時(shí)，單片機會(huì )向與MOC3061芯片引腳相連的端口輸送信號，然后通過(guò)可控硅來(lái)控制燈的開(kāi)、關(guān)。其中R3是雙向可控硅的門(mén)極電阻，當可控硅靈敏度較高時(shí)，門(mén)極阻抗也很高，并上R3可提高抗干擾能力。 39Ω電阻和0．01μF電容組成浪涌吸收電路，防止浪涌電壓損壞雙向可控硅。其電路圖如圖4所示。

3 軟件部分

系統流程圖如圖5所示。其中N表示洗手間內現有的人數，當檢測系統電源連上后，光電傳感器開(kāi)始檢測，但系統不知道洗手間內此時(shí)是否有人，默認是無(wú)人，因而燈是不會(huì )亮的，這時(shí)按鍵可以用來(lái)對系統進(jìn)行調整。當光強增大到一定值時(shí)，檢測系統自動(dòng)停止工作。

4 結束語(yǔ)

本系統解決了原有聲光控制系統中延長(cháng)時(shí)間的長(cháng)短問(wèn)題，也達到了智能、節能的目的，但本系統是專(zhuān)門(mén)針對像洗手間這樣入口與出口在同一處的情況而設計的，應用有一定的局限性，所以還需要進(jìn)一步地改進(jìn)，來(lái)擴展其應用范圍。