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文档简介
1、组别:F084非接触供电的LED照明系统的设计摘要:本设计是基于AT89S51单片机控制的非接触供电LED照明系统。本电路主要包括直流稳压电源,能量发射模块,LED照明模块。将直流稳压电源转为振荡电信号,通过能量发射模块发射,通过无线供电技术,使用LED照明模块上的接收模块,通过接收模块接收无线电能量从而点亮LED灯。一、系统方案设计。该系统包括能量发送模块和LED照明模块。LED照明模块包括一个带能量接收单元和五个LED灯,LED照明模块不外加任何电源,它的供电只能来自能量发送模块,两个模块之间没有任何导线连接,电能的传输通过感应线圈由能量发送模块以无线方式传输给LED照明模块,线圈间的介质
2、为空气。其中,能量发送单元采用12V的直流电供电。其系统框图如图1所示。三、系统各模块的电路设计1、能量发射模块1稳压:通过L7805把12V的直流稳压源变成5V,给单片机供电。7802通过C语言程序控制使单片机输出PWM信号。3进行信号放大:方案(1)使用MOS管放大信号使用PWM信号控制9013三极管使12V的直流电源产生振荡。然后通过线圈的磁场感应将产生的振荡信号发射到LED照明系统。方案(2)使用MOS管放大信号在实际的实验过程中,由于使用MOS管的方案(2)会使得电路发出较大热量,需要加散热片,比较繁杂。故而舍弃方案(2)。10k2、LED照明模块图2.2 LED照明模块图2为接收器
3、电路,它是一个载波频率调谐在1.65KHZ的LC网络。其中包含一个线圈和一只与线圈并联的60pF可变电容。四只1N4007二极管组成一个全桥整流器,对RF功率作整流。整流效率大约为50%。要达到3.3V输出电压,线圈脚上需要11.2V峰峰值的脉冲电压。3、功耗显示模块方案(1)使用LCD显示屏进行功耗的显示,其特点是:亮度高、工作电压低、功耗小、易于集成、驱动简单、寿命长、耐冲击且性能稳定。方案(2)使用数码管也可以进行功耗的显示,数码管具有耗能低、电压低、寿命长、对外界环境要求低,操作简单。但数码管需要很大的驱动能力,一般单片机驱动能力不够,需加上拉或下拉电阻,故而我们选用了方案(1)。其中
4、,5V的电源用稳压芯片L7805获得。4、1602液晶显示模块工作流程图:四、测试结果分析五、得出结论本设计采用了单片机使用单片机输出PWM信号起到振荡作用,振荡电能通过线圈的传送,接收模块接收到振荡的电能后,通过整流桥将交流信号转换为直流电源点亮LED灯。整个系统中发射模块发射的电压大小与频率大小有关,当频率过大时,发射电压就会过小,从而导致无法点亮LED灯,因此在写程序时应控制好发射频率的大小。同时,使用单片机控制,可以简化电路,把模块显示电路与发射电路融合在一块电路板上,通过单片机C语言程序来控制LED灯的亮暗,和液晶屏显示功率,同时电路功耗低,不需考虑散热模块,简化了电路结构。参考书籍【1】 陈永真 全国大学生电子设计竞赛试题精解选 电子工业出版社【2】 阎石 数字电子技术基础第五版 高等教育出版社【3】 童诗白 华成英 模拟电子技术基础 高等教育出版社【4】 3黄智伟、无线发射与接收电路设计 北京:北京航空航天大学出版社 2004年5月【5】 4Carl J.WeismanT
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