基于proteus仿真的小夜燈設(shè)計(jì)

王靖婷 姜欣欣

摘要：隨著人們對于生活質(zhì)量要求的提高，基于智能家居的快速發(fā)展，更加人性化設(shè)計(jì)的小夜燈將逐步完善來滿足人們的基本需求?；趐roteus仿真結(jié)果設(shè)計(jì)出來的小夜燈，根據(jù)人為控制和人體紅外感應(yīng)控制可以大幅度提高小夜燈的靈活性、實(shí)用性。本夜燈適用于家庭、酒店、學(xué)生公寓等。

關(guān)鍵詞：小夜燈、proteus仿真、人體紅外感應(yīng)

目前市面上出現(xiàn)的小夜燈普遍分為白、黃兩種色調(diào)，電源直接供電，人為控制開關(guān)，瞬間的照明對眼睛有很大的傷害，使用起來不方便[1]?；谝陨先秉c(diǎn)，本次設(shè)計(jì)會對傳統(tǒng)小夜燈進(jìn)行改進(jìn)。

（一）總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

小夜燈利用恒壓電源工作，用戶可以通過WiFi模塊連接手機(jī)App配合使用，工作時(shí)段、燈光顏色、明亮程度都可由手機(jī)App來控制。電路采用實(shí)現(xiàn)電流調(diào)控，通過LED模塊來完成燈光顏色及亮度的調(diào)節(jié)。根據(jù)時(shí)鐘模塊的性能，用戶可以設(shè)置好時(shí)間段、延時(shí)時(shí)長，小夜燈便可以在調(diào)控好的時(shí)間段自動啟用。基于proteus仿真電路和人體感應(yīng)模塊的實(shí)現(xiàn)，來完成小夜燈的正常工作。

（二）基本硬件

1.人體紅外感應(yīng)模塊

在本次設(shè)計(jì)中應(yīng)用HC-SR501人體感應(yīng)模塊，一般有三個(gè)輸入接口，電源正、負(fù)極和信號輸出口，工作溫度在-15～70攝氏度，有兩種觸發(fā)方式，本設(shè)計(jì)中采用可重復(fù)觸發(fā)方式。當(dāng)模塊啟動進(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)，如果有人體活動在感應(yīng)模塊的扇形感應(yīng)區(qū)域內(nèi)，則人體紅外感應(yīng)模塊將一直保持輸出為高電平，直到人體離開扇形感應(yīng)范圍區(qū)域，模塊由高電平轉(zhuǎn)換為低電平，然后一直持續(xù)低電平狀態(tài)，直到人體再次出現(xiàn)在感應(yīng)范圍內(nèi)，模塊將低電平轉(zhuǎn)換為高電平。這個(gè)過程也叫全自動感應(yīng)過程[2]。感應(yīng)模塊檢測到人體的每一次活動后會自動順延一個(gè)延時(shí)時(shí)間段，并且以最后一次活動的時(shí)間為延時(shí)時(shí)間的起始點(diǎn)。在本設(shè)計(jì)中人體紅外感應(yīng)模塊需要與光敏電阻配合工作，白天或者光線強(qiáng)時(shí)不會感應(yīng)。

2.LED燈

LED燈分為室內(nèi)和戶外兩種照明用途，體積小，光線自然柔和，防水防潮，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，在正常工作時(shí)電流由陽極流向陰極[3]。

本次設(shè)計(jì)中小夜燈的額定顏色為暖白色（-3000～-3300K）和中性光色（-4000～-4200K）。用戶可根據(jù)自己的喜好由手機(jī)APP設(shè)定燈光的顏色及明亮程度。

（三）工作過程

人體無時(shí)無刻都在發(fā)送紅外光線，當(dāng)人們在夜晚起床，雙腳接觸地面時(shí)，則進(jìn)入人體紅外感應(yīng)模塊的扇形感應(yīng)范圍內(nèi)，紅外感應(yīng)模塊將自動啟動并檢測到人體紅外信號，此時(shí)紅外線信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，小夜燈由暗變明緩慢亮起[4]。燈光的明亮程度隨著人與燈的距離變遠(yuǎn)而減弱，直到人體離開紅外模塊感應(yīng)范圍，燈自動熄滅，距離縮進(jìn)時(shí)小夜燈會再次緩慢亮起。

當(dāng)人體回到床上雙腳離開地面后，紅外感應(yīng)模塊扇形感應(yīng)區(qū)域無法接收到人體紅外線時(shí)，小夜燈在延時(shí)時(shí)長內(nèi)緩慢熄滅。此時(shí)，各個(gè)模塊回到待命狀態(tài)，等待下一個(gè)啟動周期，延時(shí)長短由用戶喜好隨意調(diào)控。以上小夜燈的使用過程都不需要人為操作，即滿足小夜燈人性化、智能化的需求。

（四）小結(jié)

本次設(shè)計(jì)是基于proteus仿真，設(shè)計(jì)一種小夜燈智能控制系統(tǒng)，采用模塊化設(shè)計(jì)理念，更方便、易懂。將WiFi模塊、人體紅外感應(yīng)模塊、LED模塊等組合在一起，通過電源控制，配合相應(yīng)的手機(jī)App同步操作使用。小夜燈功能多樣性擴(kuò)大，可以根據(jù)用戶實(shí)際需要調(diào)節(jié)燈光的顏色及明亮程度，用戶智能感體驗(yàn)增強(qiáng)，方便人們的夜間生活。相比于傳統(tǒng)的小夜燈，本次設(shè)計(jì)對小夜燈的智能化有一定程度上的擴(kuò)展和提高，大大提升了對小夜燈的靈活性及可靠性，制作成本低，節(jié)能省電，健康護(hù)眼，使用場所限制性較小。因此，該小夜燈具有很好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏于琴.基于單片機(jī)的智能LED小夜燈設(shè)計(jì)[J]科技廣場.2017.

[2]陳余，王璇.家居智能小夜燈的設(shè)計(jì)[J]科技信息.2010.

[3]王富強(qiáng)，王麗娟，楊越等.多功能小夜燈的設(shè)計(jì)[J]山西電子技術(shù).2018.

[4]張聯(lián). 基于MCS-51 單片機(jī)的小夜燈設(shè)計(jì)[J]職業(yè)技術(shù).2017.

作者簡介：

王靖婷：（1999- ），女，漢族，吉林長春人。延邊大學(xué)工學(xué)院中外通信工程專業(yè)，在讀本科生。

通訊作者：姜欣欣：（1980- ），女，漢族，吉林省德惠人。延邊大學(xué)工學(xué)院，電子信息工程專業(yè)，碩士，講師，主要研究方向：智能控制，信息處理。jiangxx@ybu.edu.cn