智能照明控制環境光測量與計時電路設計

　　戶外照明通常是由人工操作機械開關控制照明系統的打開或關閉。為了節省能源，您可能不希望整個晚上都在某個區域開啟照明系統，這種情況下，如果能夠精確地控制照明系統，在必要的時候自動打開或關閉照明系統，將會帶來更多的便利條件。利用控制器可以檢測環境光強，天黑時打開照明燈并保持一定的時間間隔，然后在指定時間自動關閉照明燈。早上，則對該過程進行反向操作。如果預定時間內環境光強仍低于預設的照明門限，系統將打開照明燈。環境光足夠亮時，系統將關閉照明燈。利用環境光傳感器（ALS）檢測、測量環境光強，據此設計智能化照明控制器并不困難。由于控制器配備實時時鐘（RTC），還可在規定的時間打開或關閉照明系統。本文介紹的管理系統可用于市電照明系統。

　　集成系統組件

　　本設計中的照明控制器利用ALS測量環境光亮度，目前市場上有兩種不同的ALS：一種輸出與環境光亮度成比例的模擬電壓，另一種提供數字輸出。本系統采用數字輸出ALS。控制器需要知道準確的時間，所以采用實時時鐘（RTC）。考慮到可能發生斷電，所以時間信息需要備份電池。通過用戶界面設置時間和其它參數。這里的用戶界面包括兩個7段LED顯示器和一個按鈕。短按按鈕時，系統顯示時間和其它參數；長按按鈕時，可調整時間和參數。系統具有自動/手動開關，以使能手動控制照明燈。系統由市電供電，照明系統通過一個繼電器接通/斷開電源。系統的數字信號與市電采用電氣隔離。

　　人工操作模式下，自動/手動開關必須切換至手動位置。手動模式下，繼電器保持導通，照明系統由標準的墻上控制開關打開/關閉。手動/自動開關處于自動模式時，墻上控制開關必須打開，以確保控制器正常工作。如果墻上開關未打開，控制器將無法控制照明。照明系統可能包含多盞照明燈。

　　圖3 系統原理圖

　　憑借現代化半導體技術，系統可按照預設方式測量環境光亮度并控制照明系統的開啟/關閉。本文介紹了如何設計可基于環境光和時間信息實現智能化照明管理的控制器方案，該系統理想用于市電照明系統。