之前有用其它MCU做过一些产品应用和演示系统,最近公司一直搞LED照明相关的控制,本着实用的原则,计划设计一个基于STM32F0的路灯状况检测和控制系统,以便熟悉该IC资源和相关C程序,在以后的工作中尝试使用。 项目说明:LED照明产品特别是大功率照明产品在优质电源技术的推动下,效率、稳定性和寿命都比原来的高压路灯有了大幅度改善,单个路灯的造价上千元,如果由于意外损坏,会导致巨大的经济损失,同时大面积的故障对新型的LED产业也会造成不利影响。 该系统使用STM32F051作为控制IC,单颗STM32F051控制对应的单个路灯,外挂三种传感器监测环境光强(光敏二极管)、灯内光强(感光IC TSL2550)、灯内温度检测IC(DS18B20),可通过感测数据控制单个路灯的光通量,路灯灯珠或电源温度过高时发警告给控制总线要求休息,同时将信息传输到PC端上位机,实现一个路灯境况检测和控制的智能系统,方便管理人员及时获取路灯状况并进行调节。
实现功能:分别使用多颗光敏二极管、多颗TSL2550检测灯内外的照度利用均值法避免传感器意外故障造成的测量错误。利用温敏IC DS18B20,检测大功率LED路灯关键部分(灯珠和电源)的温度,温度长期高出警戒值会影响灯的寿命,对温度、时间影响寿命的关系做数学建模,求解最佳工作时间长度,定期切换奇偶路灯,并在其发生故障时及时进行更换。在正常工作时可根据外围环境亮度主动调节灯的光通量。
方案流程:a. 对外围传感器的测量精度、范围和光强、温度的处理算法进行实验和设计; b. 结合STM32F0硬件资源最大限度的提高算法的智能型和可控制性,对C程序进行长时间板上实验,确保程序的稳定性; c. 设计包含照明电路和STM32F0在内的整体电路板,科学布局传感器的位置,进行小批量调试; d. 进行老化试验,更改系统不合理或不稳定的问题,推进量产。
可行性分析:STM32F051系列控制器片内集成64KB FLASH,8 KB RAM,自带一个16通道12位AD,8个Timer,两路SPI,两路I2C,两路UART,完全满足本系统对硬件资源的需求。系统框图如下:
系统框图
|