一种新型智能LED灯的制作方法

本实用新型涉自动化检测和智能控制技术领域，尤其是涉及一种新型智能LED灯。

背景技术：

科技在不断进步，经济在迅猛发展，传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，能源问题日益成为制约人类和社会发展的瓶颈，于是寻求发展的新动力已经势在必行。人们为了保护环境和赖以生存的地球，维持长远的可持续发展，太阳能作为一种理想的清洁能源受到越来越多的重视和广泛的应用。太阳能不仅储量丰富，而且分布广泛，是发展潜力最大的可再生能源。特别是在中国广阔的土地上，中国的太阳能储量要比欧洲、日本等国家优越的多，因而有巨大的开发利用的潜能。而气候的变迁使得节能减碳的议题日趋受到重视，而如何有效减少耗能成为重要课题。

技术实现要素：

实用新型目的：为了克服背景技术的不足，本实用新型公开了一种新型智能LED灯。

技术方案：本实用新型所述的新型智能LED灯，包括：

单片机最小系统电路，所述单片机最小系统电路包括复位电路、时钟电路和电源电路；

LED灯电路，所述LED灯电路与所述单片机最小系统电路连接接收电能以及控制信号；

太阳能电池板电路、锂电池充放电保护电路、锂电池升压电路，所述太阳能电池板电路、锂电池充放电保护电路和锂电池升压电路均与电源电路连接通过太阳能对其供电；

WIFI模块电路、语音模块电路，所述WIFI模块电路、语音模块电路均与单片机最小系统电路连接并实现双向信号传输，通过WIFI或者语音均可对LED灯进行控制。

光敏检测电路，所述光敏检测电路通过A/D采集转换电路与单片机最小系统电路连接，通过检测光照强度控制LED灯的亮度。

其中，所述单片机最小系统电路为单片机STC89C52。

所述A/D采集转换电路采用PCF8591。

所述WIFI模块电路采用ESP8266。

所述语音模块电路采用LD3320语音模块。

所述光敏检测电路采用光敏电阻。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点为：将太阳能供电技术和智能控制技术运用在LED照明上，不仅节能减耗，保护了生存环境，维护了可持续发展，摆脱对传统电源和照明技术的依赖，还避免了控制过程单一繁琐的问题，使控制方式更为便捷和智能。

附图说明

图1为本实用新型模块连接结构图；

图2为本实用新型单片机最小系统电路的原理图；

图3为本实用新型太阳充电电路图；

图4为本实用新型锂电池充电电路原理图；

图5为本实用新型DC-DC升压电路连接图；

图6为本实用新型分压电路原理图；

图7为本实用新型光敏检测电路原理图；

图8为本实用新型PCF8591原理图；

图9为本实用新型A/D采集电路原理图；

图10为本实用新型LED灯指示电路原理图；

图11为本实用新型WiFi模块电路连接图；

图12为本实用新型LD3320工作原理图；

图13为本实用新型语音模块接口电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。

如图1所示新型智能LED灯，包括：

单片机最小系统电路，所述单片机最小系统电路包括复位电路、时钟电路和电源电路；

LED灯电路，所述LED灯电路与所述单片机最小系统电路连接接收电能并接受控制信号；

太阳能电池板电路、锂电池充放电保护电路、锂电池升压电路，所述太阳能电池板电路、锂电池充放电保护电路和锂电池升压电路均与电源电路连接对其供电；

WIFI模块电路、语音模块电路，所述WIFI模块电路、语音模块电路均与单片机最小系统电路连接并实现双向信号传输，可以通过移动端WIFI和语音控制LED灯的开/关、亮/暗；

光敏检测电路，所述光敏检测电路通过A/D采集转换电路与单片机最小系统电路连接，通过对光照强度的检测，智能控制LED灯的亮度，光线越暗，LED灯就越亮。

如图2所示的单片机最小系统电路的原理图，所述单片机最小系统电路为单片机STC89C52，复位电路、时钟电路和电源电路三个部分使微控制器能够正常工作。

如图3所示的太阳能充电总电路实施方案：

本系统中选择9V的太阳能电池板作为发电元件，太阳能发电后经过L7805CV芯片稳压后，将发电后的电压稳在5V，然后，在经过TP4056模块给锂电池进行充放电，因为锂电池的电压是3.7V-4.2V，而无线模块，单片机等电路均为5V供电，所以升压给设备供电。

TP4056锂电池充电电路

如图4所示的锂电池充电电路原理图，本实用新型中，TP4056模块被用于对锂电池线性地的充放电。主要使用的是恒定电流和电压。良好的散热性也使TP4056理想应用于各种便携式设备。

其工作原理是当芯片输入电压高于电源的低电压检测门限时，电池开始充电。当电池电压小于3V时，电池将以小电流充电。当电池电压大于3V时，电池以恒定电流模式充电。当电池电压接近4.2V时，逐渐减小充电电流，TP4056进入恒压充电模式。当充电电流降至充电结束阈值时充电结束。

DC-DC升压电路

如图5所示的DC-DC升压电路连接图，对本实用新型中选择DC-DC升压模块实现3.7V锂电池的升压，升压后电压变为5V，给设计供电。

工作原理是开关闭合以增加通过电感的电流，并且开关打开导致电流通过二极管流向输出电容。随着电流被存储，输出电容器的电压在多个开关周期后上升到高于输入电压。在实际电路中，MOSFET相当于机械开关，PWM可以控制MOSFET的开启和关闭。PWM的占空比决定了升压电路输出的电压大小。假如PWM的占空比为20％，则升压电路的输出电压是输入电压的五倍。

分压电路方案

如图6所示的分压原理图，在设计中，选择的A/D芯片为5V电压，故超过5V的电压需要分压后降压为0-5V才可以经过A/D转换。

光敏检测电路设计

本系统选择光敏电阻作为检测光照的器件，光敏电阻的材料一般是硫化镉或硒化镉等半导体材料。

如图7所示的光敏检测电路原理图，其实现原理是内光电效应。光敏电阻对光线非常敏感，在没有光线的情况下表现出高电阻。而暗电阻可以达到1.5兆欧。光线越强，阻值越低。随着光强度的增加，电阻值会迅速的下降。光敏电阻已被应用于许多方面。在本设计中，通过串联一个电阻的方式既可以保护光敏电阻，也能够实现电阻的分压PCF8591A/D采样电路设计

如图8所示的PCF8591原理图，本设计的A/D采集转换电路采用PCF8591。PCF8591不但功耗低，还有着8位数据采集通道。三个地址引脚可方便地进行硬件地址的程序编辑，不需要另加其他的硬件。同一个I2C总线最多可以访问八个设备。各种数据信号的传输，控制等都是利用PCF8591器件上的总线进行双线和双向串行传输的。

PCF8591各端口的接线情况图8中都已经给出，而为了使数字信号读取更加稳定，在原有基础上再增加两个上拉电阻。PCF8591模块的SCL和SDA分别连到单片机的P2.1和P2.0，硬件连接如图9所示。

如图10所示，LED灯选用四个高亮LED二极管，PN结的光复合使其能够发光，PN结加加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。用三极管驱动LED电路，电阻器可以限制电路中的电流并保护发光二极管。只要单片机的控制引脚拉低，则LED灯亮，否则，LED灯不亮。LED灯连接到单片机的P1.0。

WiFi控制电路设计

如图11所示，在本设计中，选择ESP8266WiFi模块来进行信息的传输，ESP8266芯片集成度高、功耗低，非常适合用于智能化设备的无线控制。ESP8266分别支持soft AP，station，soft AP+station三种不同的模式。soft AP模式又叫无线接入点模式，ESP8266工作在soft AP模式可以发射出一个WIFI热点，各种智能设备都可以连入这个热点，共同组建成一个局域网，本文就采用的是soft AP模式。

ESP8266可以通过AT指令进行配置，本文对ESP8266的初始化配置就是通过STC89C52单片机发送AT指令来实现完成的。ESP8266芯片的Rx管脚与STC89C52的引脚P3.0相连，Tx则与STC89C52的P3.1相连。

语音控制电路设计

在本设计中，选择LD3320模块作为语音识别处理模块。

如图12所示，其工作原理是ASR语音识别技术。只要要识别的关键词语列表用动态编辑为字符发送到芯片之中，就可以在没有任何记录的情况下完成语音识别。语音芯片的寄存器要设置好，例如将关键词以“da jia hao”的形式传送给芯片，就可以进行语音识别了。并且可以在识别的同时灵活地编辑修改多条识别需要匹配的关键词。

如图13所示，LD3320的RST连接到STC89C52单片机的T1，INT则连接到单片机的INT0，RDB对应连接到RD，MD连接到INT1，CSB连接到P2.3，A0连接到P2.2，WRB连接到WR，P0到P7口对应的连接到STC89C52单片机的P0到P7上。