智能語音移動LED照明燈的設計與實現

沈彬鑫，涂雪軍，方 欒

（東南大學成賢學院 電子與計算機工程學院 江蘇 南京 210088）

1 研究目標

研究微處理器與各模塊之間的聯系以及對各模塊的控制與運用。系統以微處理器為核心，通過語音模塊來控制臺燈的點亮，變色，之后再根據避障模塊來規避障礙，驅動模塊驅動電機，電源模塊提供系統充足的電能。要想led智能燈可以正常的工作，要對這幾個模塊與單片機進行系統深入的學習，研究微處理器月模塊的聯系，正確的運用微處理器控制led燈，實現預期的功能。具體研究模塊如圖1所示。

圖1 微處理器與各模塊的關系

2 研究過程

2.1 電機驅動部分

電機驅動部分使用了傳統的L298N驅動模塊，該模塊內部結構是一個傳統的H型驅動電路，在驅動電機時只需要驅動對角線上的三極管即可，如果需要控制小車的方向需要控制電流的流入方向與對角線上的三極管。對于如何與單片機聯系起來，只需要根據給出電機邏輯運動控制表即可，將相應的管腳賦值0或1，比如當ENA ENB都為1時IN1為1，INT2為0，INT3為1，INT4為0時，左邊電機正轉，右邊電機正轉，小車保持前進的狀態。當IN1為1，INT2為0，INT3為0，INT4為1時，左邊電機正轉，右邊電機反轉等。

圖2 H型驅動電路

2.2 避障模塊

避障模塊采用TCRT5000紅外避障傳感器，該傳感器有一對紅外發射管與接收管，發射管發出紅外光，檢測發射路面是否有障礙，遇到障礙時紅外光反射回來被接收管接收，單片機根據相關的程序給出相應的動作，避免與障礙物碰撞。傳感器采用LM393比較器，工作穩定，采用電位調節器，干擾小，方便安裝，在很多方面有著用途[3]。方便大家更好的了解給出了傳感器的原理圖見圖3。

圖3 避障模塊原理圖

2.3 語音控制模塊

語音模塊使用了一款Android軟件MCU-V1.4。該款軟件具有很多優點，如抗干擾強，適合遠距離傳輸等，相比LD3320語音模塊有了很大的改變。通過語音控制來實現LED照明燈的開關以及相關的調色。該模塊由藍牙傳輸模塊和單獨的51系列單片機組成，是整個照明燈的一個重要組成部分。照明燈用的是RGB燈，RGB燈的引腳分布與普通燈不同，最長的引為公共端，我們所使用的為共陽極，所以公共端接VCC引腳。

2.4 研究成果

智能移動led照明燈的系統設計與實現基本完成。小燈可以通過手機上的app進行實時的操控，當有人喊開燈的時候小燈可以亮起來，當說紅燈的時候小燈可以換成紅色的燈，基本滿足了改變顏色的要求?？梢酝ㄟ^遙控實現小燈的行走，包括前進后退，左右拐彎燈一系列動作，避障模塊的加入讓小車變得更加的機動。本次LED照明燈的創新點如下：（1）實現了小燈對不同照明程度的需要節約電能；（2）小燈可以移動大大增加了小燈的靈活與方便；（3）語音模塊的增加，可以使的人們可以隨心所欲的控制等的擺放。

3 結語

首先感謝學校舉辦的創新比賽活動，豐富了大學生的課外生活，提高了我們的動手能力。培養了我們的團隊合作意識，讓我們在實踐中驗證了課堂上所學的知識，提好了對理論知識的認識與應用。其次要感謝我的指導老師辛海燕，辛老師給了我們很大的幫助，從驅動模塊的選用到編程，老師多次提出了寶貴的建議，利用午休時間帶領我們解決很多難點，在語音模塊部分更是親自做實驗來讓我們更好的學習了解。最后我衷心的感謝幫助過我的人，不僅讓我學到書本以外的知識更讓我學到了許多人生哲理。