光控LED蓮花燈的設(shè)計與實現(xiàn)
摘要:LED照明作為一種新型照明光源,具有環(huán)保、安全和可靠性高等諸多優(yōu)點。為了使其在西藏地區(qū)得到廣泛應(yīng)用,考慮到藏族家庭裝飾習慣以及對藏傳拂教的信仰,基于藏式茶碗托及蓮花外觀,設(shè)計出了具有豐富民族特色的光控LED蓮花燈。本文主要對光控LED蓮花燈內(nèi)部電路的設(shè)計進行介紹。
關(guān)鍵詞:光控;LED;蓮花燈
LED照明燈具在市場上已經(jīng)司空見慣,但立足藏區(qū)具有藏族文化傳統(tǒng)結(jié)合LED照明的燈具并不多見。本文從藏族傳統(tǒng)文化出發(fā),結(jié)合LED照明技術(shù),設(shè)計了一款有藏式特色的光控蓮花燈??梢哉f,本設(shè)計是現(xiàn)代技術(shù)與古老藏文化的完美結(jié)合。
1 設(shè)計理念
蓮花出淤泥而不染,至清至純,是藏傳佛教中再生、純潔和免受輪回之苦的主要象征。蓮花作為藏區(qū)主要裝飾圖案之一,深受人們的喜愛,其主要以花瓣的形狀出現(xiàn)在器具的底座上。本作品仿照蓮花形狀茶碗托的外型設(shè)計,嵌入LED照明裝置,可根據(jù)光線強弱自動調(diào)節(jié)LED發(fā)光強弱和手動調(diào)節(jié),作品整體保持蓮花形狀茶碗托的外觀,是藏族元素與現(xiàn)代科技的結(jié)合,既符合藏區(qū)人們的觀賞習慣,彰顯了濃郁的民族特色,可應(yīng)用于家庭燈具的裝飾和寺廟照明,可作為藏式特色的照明燈具來推廣,具有一定的市場價值。
2 硬件電路設(shè)計
2.1 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計
文中電路整體設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖1所示,通過變壓器、橋式電路和LM7805三端穩(wěn)壓模塊將交流220 V轉(zhuǎn)為穩(wěn)定直流5 V,為電路提供能量。開關(guān)1為單刀雙擲開關(guān),控制光敏模塊和手動模塊。電壓保護模塊1和2為繼電器自動控制模塊,對負載進行電壓保護。
2.2 電路供電模塊
本設(shè)計所有電路均基于Multisim仿真軟件的應(yīng)用。圖2為總電路供電模塊電路,此電路通過變壓器將220 V市電轉(zhuǎn)為交流12 V,在經(jīng)過電橋電路和RC振蕩電路進行濾波穩(wěn)壓后送入LM7805穩(wěn)壓模塊,為負載提供穩(wěn)定電壓。
電路設(shè)計方面:電路方面主要分兩部分:1)整體開關(guān)控制電路,用于手動開關(guān)分別對上中下3個照明模塊整體及部分的亮暗控制。2)控制作品中部LED亮暗的光控電路,對該部分LED照明進行自動調(diào)節(jié)。
2.3 光敏自動控制模塊
接入電源,當單刀雙擲開關(guān)向下時,光控模塊電路導通,光敏傳感器工作。當光線較暗時傳感器輸出高電平,啟動繼電器工作,繼電器1腳和6腳導通為負載提供能量,LED正常發(fā)光。否則當光線較亮時傳感器輸出低電平,繼電器不能啟動,其1腳和6腳斷開,LED不發(fā)光。繼電器起到對負載電壓保護的功能。
2.4 手控模塊
當單刀雙擲開關(guān)向上時,光控模塊斷開,H1和H2導通。通過開關(guān)控制LED的亮滅。當輸入電壓時,繼電器對R2兩端電壓進行采樣,當R2兩端電壓達到規(guī)定范圍,繼電器1腳和6腳導通為負載提供能量,LED正常發(fā)光,否則斷路。繼電器起到對負載電壓保護的功能。
3 電路仿真分析
3.1 LM7805穩(wěn)壓模塊仿真
圖5為三端穩(wěn)壓集成電路LM7805的仿真結(jié)果,C1、C2分別為輸入端和輸出端濾波電容,R1、R2分別為輸入輸出端保護電阻。當輸出電流較大時,LM7805散熱較大,應(yīng)加散熱器。LM7805三端穩(wěn)壓IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少,電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護電路,使用可靠、方便。由于三端固定集成穩(wěn)壓電路的使用方便,電子電路中經(jīng)常采用。當三端穩(wěn)壓集成電路LM7805輸入電壓大于5 V時,通過LM7805穩(wěn)壓模塊可輸出穩(wěn)定的5 V電壓。
3.2 總電路供電模塊仿真
由圖6仿真中可以看出,由于變壓和穩(wěn)壓模塊連接后,電氣互相影響,測得輸入到LM7805穩(wěn)壓模塊的電壓為10.6 V左右,輸出4.7 V穩(wěn)定電壓為電路提供能量。設(shè)計效果圖如圖7所示。
4 結(jié)束語
文中主要完成光控LED蓮花燈內(nèi)部電路設(shè)計,解決了LED燈具的供電模塊和控制模塊。本設(shè)計主要加入藏民族佛教元素蓮花,與現(xiàn)代科技實現(xiàn)完美的結(jié)合。
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