廣告牌燈光自動控制系統(tǒng)的設(shè)計

廣告牌燈光自動控制系統(tǒng)的設(shè)計摘要】隨著人們生活習(xí)慣的改變，更多的商店選擇24小時營業(yè)廣告投放會更加注重在夜晚的投放，這樣就需要燈箱式廣告牌或者LED液晶顯示屏來打廣告。然而，LED顯示屏的成本太高，并不是大多數(shù)商家選擇的方式，最終燈箱式廣告牌會呈增長趨勢。所以設(shè)計了可實現(xiàn)光控自動開關(guān)和亮度自動調(diào)節(jié)的廣告牌燈光自動控制系統(tǒng)?！娟P(guān)鍵詞】光敏電阻；555定時器；施密特觸發(fā)器；繼電器；晶閘管前言隨著廣告形式的多樣化，戶外廣告逐漸被網(wǎng)絡(luò)廣告所替代，但是大型建筑外墻商務(wù)廣告牌卻呈現(xiàn)上漲趨勢，隨著科技的發(fā)展，傳統(tǒng)戶外廣告也在變更，逐漸變?yōu)槟藓鐭魪V告，這樣方便晚上可見。雖然現(xiàn)在視頻廣告是發(fā)展的主要潮流，但是成本過高，傳統(tǒng)商業(yè)模式下，大部分人還是會選擇成本較為低廉的傳統(tǒng)廣告牌為主體。在控制廣告牌燈光的時候，很多依然是人為操作。為了減少人為操控導(dǎo)致誤開或誤關(guān)，以及操作的復(fù)雜性和電能的浪費，需要自動控制燈光的開啟和關(guān)閉和燈光亮度的自動調(diào)節(jié)。所以，本設(shè)計完全根據(jù)社會現(xiàn)狀需求以及未來戶外廣告的發(fā)展趨勢來設(shè)計廣告牌的自動控制，因此具備了一定的實際意義的。系統(tǒng)的設(shè)計方案本文中所設(shè)計的廣告牌燈光自動控制系統(tǒng)是基于555定時器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器來完成對光控開關(guān)這一部分的電路設(shè)計。系統(tǒng)由光敏電阻傳感器檢測到周圍的環(huán)境的亮度，光敏電阻將外界信號變?yōu)殡娦盘杺鬏數(shù)?55定時器，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，同時將處理后的信號輸出，當(dāng)輸出電壓為高電平時，繼電器觸點發(fā)生轉(zhuǎn)換，相當(dāng)于開關(guān)閉合，受控電路的負(fù)載HL發(fā)亮。本設(shè)計通過二極管連接成橋式電路，后面接一個晶閘管共同構(gòu)成全波相控電路，通過橋式電路整流后，可對光敏電阻并聯(lián)的電容充電，兩端的電壓隨光敏電阻的阻值變化而變化，當(dāng)充電電壓達(dá)到與晶閘管控制極串聯(lián)的一個氖管的啟輝電壓時，氖管相當(dāng)于一個電路開關(guān)，晶閘管導(dǎo)通，導(dǎo)通的時間長短由電容的平均電壓決定。所以，當(dāng)光敏電阻值較小的情況下，晶閘管一個周期內(nèi)的平均導(dǎo)通時間就越短，此時燈的亮度就會變暗；在光敏電阻值較大時，平均導(dǎo)通時間就越長，此時燈的亮度就會變亮。最終，外界光線的強弱在控制燈的開關(guān)的同事也能達(dá)到自動調(diào)節(jié)燈光的亮度。硬件電路結(jié)構(gòu)本設(shè)計以光敏電阻，施密特觸發(fā)器、繼電器、晶閘管為主要元器件構(gòu)成。具備以下特點：1）主控電路由直流12V供電，穩(wěn)定安全；2）繼電器作為控制開關(guān)，更安全可靠；3）有調(diào)旋鈕，可以調(diào)節(jié)電路對外界光線的靈敏度可以調(diào)節(jié)；4）電路設(shè)有接線端字，方便接線；5）整體電路外形小，結(jié)構(gòu)靈活，可適應(yīng)不同規(guī)格的形狀的廣告燈箱。其中光控電路主要由電源，轉(zhuǎn)換電路，觸發(fā)電路，控制電路組成，亮度控制電路還全波相控電路。

圖3-1結(jié)構(gòu)框圖（1）轉(zhuǎn)換電路：為實現(xiàn)電路的自動控制，需要將自然中的信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭煞治隼玫碾娦盘?，主要利用光敏電阻將光線的變換轉(zhuǎn)變成其阻值的變化，以達(dá)到外界光源對電路的自動控制。（2）觸發(fā)電路1：主要由555定時器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器與外圍元件構(gòu)成，其作用是將轉(zhuǎn)換電路輸出的信號轉(zhuǎn)換為能夠觸發(fā)繼電器工作的信號。如圖3-2所示：圖3-2觸發(fā)電路當(dāng)光敏電阻在沒有光照的時候，其內(nèi)阻變得很大，使得555芯片的引腳2和引腳6電壓同時小于l/3Vcc，此時，輸出端即3引腳輸出為高電平，繼電器工作，相當(dāng)于燈的開關(guān)閉合，燈也就亮了。反之，當(dāng)有光的時候，光敏電阻處于低阻狀態(tài)，此時，2、6兩個引腳的電壓同時大于2/3Vcc，輸出端為低電平，繼電器觸點斷開，燈也就熄滅。在現(xiàn)實情況中，比如在晚上可能經(jīng)常會有車燈或者其他光源偶然照射，或者閃電等自然因素導(dǎo)致等突然熄滅，然后開啟，這樣會嚴(yán)重影響正常的工作狀態(tài)，給使用者帶來不便，同時也會減短器件的使用壽命，為了避免這種情況，本設(shè)計增加了一個電容來起到延時作用，這樣就可以達(dá)到短時間變化帶來的干擾。（3） 控制電路：主要是繼電器，繼電器受觸發(fā)電路輸出的信號控制，直接控制燈光的開或關(guān)，即相當(dāng)于電路的開關(guān)。直流繼電器組成結(jié)構(gòu)有：線圈、鐵芯、常開和常閉觸點。當(dāng)觸發(fā)電路中輸出高定平時，線圈產(chǎn)生磁場，此時吸引鐵芯，此時，鐵芯與常開觸點斷開，然后與常閉合觸點閉合，燈的工作電路連通，燈亮。反之，當(dāng)觸發(fā)電路中輸出低電平時，線圈磁場消失，在彈簧的做用下鐵片重新與常開觸點閉合，燈的工作電路斷開，燈滅。最終，可達(dá)到通過電壓實現(xiàn)對繼電器的控制，繼電器對開關(guān)的控制。（4） 觸發(fā)電路2：當(dāng)電容兩端的電壓達(dá)到氖管的啟輝電壓時，晶閘管導(dǎo)通，此時晶閘管平均導(dǎo)通時間由電容平均電壓決定。本設(shè)計利用晶閘管可以交流調(diào)壓的性能，通過光敏電阻受外界環(huán)境控制，提取外界信號并轉(zhuǎn)化為可利用的電子信號，從而改變晶閘管的控制角的大小，最后得到變化的直流電壓，最終實現(xiàn)對負(fù)載電壓的調(diào)節(jié)。結(jié)論本系統(tǒng)主要是實現(xiàn)戶外廣告牌燈光的自動開光和燈光亮度的自動調(diào)節(jié)，這樣能節(jié)約人力和耗電成本，設(shè)計貼近生活，方便實用。隨著人們的生活習(xí)慣的改變，其作用也會越來越重要，自動控制系統(tǒng)會越來越應(yīng)多的用在各個領(lǐng)域，光控系統(tǒng)占有重要的地位。對光控系統(tǒng)的開光和亮度設(shè)計是基本也是最重要的一個環(huán)節(jié)，以后會有更多的自動控制系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上開發(fā)出來。設(shè)計主要包括兩大部分，光控開關(guān)部分和燈光亮度自動控制系統(tǒng)設(shè)計，兩者均是通過光敏電阻來實現(xiàn)信號的采集，然后對電路進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。光控開光通過555定時器輸出對繼電器的一個控制電壓，達(dá)到控制開關(guān)的目的，即控制燈的亮滅。亮度控制系統(tǒng)通過改變晶閘管的控制角控制燈光的亮度。參考文獻(xiàn)：趙乾，李喜鴿.一種聲光雙控自動報警及照明電路的設(shè)計[J].科學(xué)論壇,2013．陸建敏.光敏傳感器的應(yīng)用一一聲光控開關(guān)電路[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2012(18):39