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使用运动传感器创建智能亮度控制灯

更新时间：2026-04-11 12:34:03 发布时间：1077天前

作者：只考深大优质创作者

简介：技术天天练，事故日日防

本文旨在演示一种智能亮度控制灯的设计，该灯使用具有四个输出的可编程混合信号矩阵、工作电压高达13.2V 和每个输出2A 电流的运动传感器。该系统是使用高压宏单元和芯片内的其他内部和外部组件创建的，以与运动传感器交互。

该灯有两种模式：强度控制和夜间模式。在强度控制模式下，当环境光减少时，光线会变亮，反之亦然。在夜间模式下，亮度不断变暗。仅当 PIR 运动传感器检测到运动时，灯才会亮起。该灯由3节 AAA 电池供电(总共4.5V)，并具有红色 LED 闪烁信号以通知电池放电。该设计可用作住宅和商业场所(如走廊和车库)的附加照明。

结构及运行原理

1. 框图

框图如图1所示。

图1框图突出显示了亮度控制灯的设计构建块。

在免费的基于 GUI 的Go Configure Software Hub中创建的完整设计文件可在 GP 文件中获得。

1. 模式选择

该设计由六个主要部分组成。

第一个是模式选择开关。设计的第一部分如图2所示。

图2这是模式选择开关的外观。

模式选择开关处于低电平，直到按下按钮。然后信号进入 DFF1，在下一次按下之前信号被锁存。因此，Mode Select 有两种状态：LOW 和 HIGH，通过按下按钮来改变。

然后，信号进入模式选择部分(图3)。

图3图像显示了模式选择部分。

当 Mode Select 为低电平时，LUT3的输出为 Intensity Controlled Mode 的输出，当 Mode Select 为高电平时，LUT3的输出为 Night Mode 的输出。

1. 夜间模式

夜间模式是一个稳定的 PWM 信号，占空比约为12.5%，频率为64Hz(图4)。

图4夜间模式采用稳定的 PWM 信号。

1. 强度控制模式

强度控制模式的设计如图5所示。

图5这是强度控制模式的外观。

这个想法是使用 PIN2、PIN3、反相器和电阻器创建施密特触发器振荡器。在这种情况下，将使用10M(暗电阻)光敏电阻。这意味着振荡器的频率取决于电阻的值。当环境光增加时，电阻减小，当环境光变暗时，电阻增加。因此，当电阻增加时，频率会降低，反之亦然。

然后，该信号被用作一次性宏单元(CNT4)的数据。

由于8.3MHz 的时钟和10.9us 的反相单次脉冲宽度是恒定的，输出信号导致 PWM 具有恒定的10.9us 低电平和高电平的静止周期，具体取决于施密特触发器振荡器产生的频率带光敏电阻。

1. LED驱动器

选择模式时，LUT3输出信号进入 HV OUT CTRL 以驱动并联的6个 LED。它在预驱动器模式下配置为半桥(图6)，以提供120mA 的必要电流。

图6六个 LED 在此模式下并联。

1. 运动传感器

该灯具有 PIR 运动传感器以降低功耗。配置如图7所示。

图7图像突出显示了使用 PIR 运动传感器的配置。

CNT1计算30秒的运动传感器输出。当传感器输出为 LOW 超过30秒时，HV OUT CTRL 和振荡器通过一个 HIGH 睡眠信号断电(参见图8)。

图8这是振荡器配置的样子。

1. 电池放电通知

由于灯由3节1.5V (4.5V) 电池供电，设备需要电池放电通知，以帮助用户不要忘记更换电池。可以在图9中找到该配置。具有0.5增益的模拟比较器 CMP0比较 V DD和参考电压。如果该电压小于1,952mV，则该更换电池了，因为电压已降至3.9V。在这种情况下，红色 LED 开始闪烁，并以25% 的占空比通知放电。

图9该图显示了电池放电通知的配置。

完整的电路设计见图10。

图10电池放电通知的完整电路设计如下所示。

设备测试

为了测试设计，电路连接到5V(V DD、V DD _A 和 V DD _B)。

示波器屏幕截图在图11至图15中以蓝色显示施密特触发振荡器信号(PIN2，GPIO0)和以黄色显示强度控制模式输出(PIN7，HV_GPO0_HD)。

从这些图中可以看出，当施密特触发器振荡器的周期增加(减少)时，强度控制模式的占空比增加(减少)。

图11施密特触发器振荡器的周期为12.2us。

图12施密特触发器振荡器的周期为16.9us。

使用运动传感器创建智能亮度控制灯