基于proteus仿真的小夜燈設計

王靖婷 姜欣欣

摘要：隨著人們對于生活質量要求的提高，基于智能家居的快速發(fā)展，更加人性化設計的小夜燈將逐步完善來滿足人們的基本需求。基于proteus仿真結果設計出來的小夜燈，根據(jù)人為控制和人體紅外感應控制可以大幅度提高小夜燈的靈活性、實用性。本夜燈適用于家庭、酒店、學生公寓等。

關鍵詞：小夜燈、proteus仿真、人體紅外感應

目前市面上出現(xiàn)的小夜燈普遍分為白、黃兩種色調，電源直接供電，人為控制開關，瞬間的照明對眼睛有很大的傷害，使用起來不方便[1]。基于以上缺點，本次設計會對傳統(tǒng)小夜燈進行改進。

（一）總體結構設計

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

（二）基本硬件

1.人體紅外感應模塊

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

2.LED燈

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

本次設計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APP設定燈光的顏色及明亮程度。

（三）工作過程

人體無時無刻都在發(fā)送紅外光線，當人們在夜晚起床，雙腳接觸地面時，則進入人體紅外感應模塊的扇形感應范圍內，紅外感應模塊將自動啟動并檢測到人體紅外信號，此時紅外線信號轉變?yōu)殡娦盘枺∫篃粲砂底兠骶徛疗餥4]。燈光的明亮程度隨著人與燈的距離變遠而減弱，直到人體離開紅外模塊感應范圍，燈自動熄滅，距離縮進時小夜燈會再次緩慢亮起。

當人體回到床上雙腳離開地面后，紅外感應模塊扇形感應區(qū)域無法接收到人體紅外線時，小夜燈在延時時長內緩慢熄滅。此時，各個模塊回到待命狀態(tài)，等待下一個啟動周期，延時長短由用戶喜好隨意調控。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

本次設計是基于proteus仿真，設計一種小夜燈智能控制系統(tǒng)，采用模塊化設計理念，更方便、易懂。將WiFi模塊、人體紅外感應模塊、LED模塊等組合在一起，通過電源控制，配合相應的手機App同步操作使用。小夜燈功能多樣性擴大，可以根據(jù)用戶實際需要調節(jié)燈光的顏色及明亮程度，用戶智能感體驗增強，方便人們的夜間生活。相比于傳統(tǒng)的小夜燈，本次設計對小夜燈的智能化有一定程度上的擴展和提高，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，健康護眼，使用場所限制性較小。因此，該小夜燈具有很好的應用前景。

參考文獻：

[1]夏于琴.基于單片機的智能LED小夜燈設計[J]科技廣場.2017.

[2]陳余，王璇.家居智能小夜燈的設計[J]科技信息.2010.

[3]王富強，王麗娟，楊越等.多功能小夜燈的設計[J]山西電子技術.2018.

[4]張聯(lián). 基于MCS-51 單片機的小夜燈設計[J]職業(yè)技術.2017.

作者簡介：

王靖婷：（1999- ），女，漢族，吉林長春人。延邊大學工學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。延邊大學工學院，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