检测到车辆移动时发光的路灯（使用AVR单片机）

一般来说，路灯是整夜开启的，而在白天，路灯是关闭的。但在夜间，如果没有交通，路灯就没有必要。如今，节约能源是非常重要的因素，因为能源资源正在日渐减少。

自然资源的替代品非常少，我们的下一代可能会因为这些自然资源的缺乏而面临很多问题。我们已经在前面的文章中看到了路灯自动强度控制的电路图和工作原理。这篇文章介绍了在检测到车辆移动时将路灯打开并在固定时间后保持关闭的电路。

该电路的原理

拟议的系统由Atmega8微控制器、LDR、PIR传感器和RTC组成。该系统使用光敏电阻和PIR传感器控制路灯。

路灯的开启取决于LDR上太阳光的强度。如果太阳光对光依赖电阻的强度低，它的电阻值就高。当完全处于黑暗中时，这个值会增加并变得很高。这个电阻值决定了路灯何时需要打开。

由于电阻值在午夜时分达到最大值，实时时钟开始发挥作用。控制器检查没有交通的高峰时间，并关闭路灯。当道路上有任何车辆时，它就会被PIR传感器检测到。

每当PIR传感器被检测到时，它就会指示微控制器打开路灯。然后，灯被打开2到3分钟，然后自动关闭。

这种方法的另一种方式是，可以通过使用PWM来保持最低强度而不完全关闭灯光，并在检测到车辆时将其打开到最大强度。但在本文中，电路的设计是这样的：灯光完全关闭，只有在有任何车辆时才会打开。

电路图 

电路元件

ATmega8单片机

DS1307集成电路

PIR传感器

LDR

LCD

LED阵列

电路设计

建议的电路由ATmega8微控制器、PIR传感器、光依赖电阻和实时时钟、液晶显示器组成。

被动红外传感器，也被称为PIR传感器，被连接到微控制器的PD0引脚。PIR传感器可以感知物体的运动。

PIR传感器内部会有一个红外探测器。世界上的每一个物体都会辐射一些红外射线。这些是人眼看不见的，但电子元件可以检测到它们。不同的物体会放射出不同波长的红外射线。这些射线被PIR传感器检测到。PIR最初是高电平，一段时间后自动设置为低电平。每当它检测到任何物体的运动时，它就会变成低电平。

LDR被连接到微控制器的ADC引脚--ADC0，因为LDR将产生模拟值，由ADC转换为数字值。

光依赖电阻在光下有低电阻，在暗中有高电阻。光敏电阻在黑暗中的电阻值在欧姆范围内，在黑暗中的电阻值在百万欧姆范围内。当光线落在LDR上时，它的电阻会大大降低。

使用的实时时钟IC是DS1307，它与I2C兼容。实时时钟有8个引脚。1号和2号引脚与晶体振荡器相连，3号引脚与电池相连。

I2C是集成电路。这是一个双线接口协议，其中只有两个信号被用来在两个设备之间传输数据。

LCD用于显示时间。在电路图中显示了4位模式的LCD接口。RTC的时间被读取并显示在LCD上。

如何操作这个电路？

最初给电路供电。

LCD显示从RTC读取的时间。

将LDR放在黑暗中。现在路灯被打开。

现在微控制器持续检查时间。在代码中写明的固定时间内，路灯被打开。

过了这个时间，它们会自动关闭。

将你的手放在PIR传感器前面，这时路灯再次被打开，表明在检测到任何物体时，路灯被打开。

延迟2-3秒后，路灯再次自动打开。

使用8051和红外传感器检测车辆移动时发亮的路灯

上面的电路显示了使用AVR检测车辆运动时发光的路灯。下面是使用8051和红外传感器的电路。

电路图

电路元件

单片机部分

AT89C52单片机

AT89C52编程器板

11.0592 MHz 石英晶体

22pF的陶瓷电容

2 x 10K 电阻器

10uF 电解电容

按钮

红外发射器和接收器部分

8 x 红外LED（红外发射器）

8 x 470R 电阻器

8个光电二极管（红外接收机）

8 x 3.3K 电阻器

1K x 8 电阻器包

负载部分

8 x 2N2222 NPN 晶体管

8 x 100R 电阻器

8个白色LED

工作原理

本项目的工作原理在于红外传感器的运作。在这个项目中，我们将使用一个透射式红外传感器。

在透射式红外传感器中，红外发射器和接收器面对面放置，以便红外接收器始终检测由红外发射器发出的红外射线。

如果在红外发射器和接收器之间有障碍物，红外射线就会被障碍物挡住，红外接收器就会停止探测红外射线。

在微控制器的帮助下，这可以被配置为打开或关闭LED（或路灯）。

电路设计

本项目的主要组成部分是AT89C52微控制器，红外传感器（红外发射器和红外接收器）和LED。

8051单片机所需的基本连接包括晶体、复位和外部访问。

为了使用片上振荡器，8051微控制器需要一个外部时钟。这是由一个晶体振荡器提供的。一个11.0592MHz的石英晶体被连接到XTAL1和XTAL2引脚，并有两个22pF的陶瓷电容与之相连。

微控制器的复位电路由一个10K电阻、10uF电容和一个按钮组成。复位电路的所有连接都在电路图中显示。

外部访问引脚在连接到地时用于访问外部存储器。无论如何，我们不打算在这里使用任何外部存储器。所以，通过一个10K的电阻将这个引脚连接到Vcc。

下一个我们要连接的硬设备是红外接收器。我们要把8个红外接收器连接到微控制器的0号端口针脚。为了将PORT0作为I/O端口使用，我们需要将外部上拉电阻连接到端口0的引脚。

之后，将红外接收器的输出，即光敏二极管的阳极端子连接到端口0的引脚。光电二极管的阴极端子与电源相连。另外，一个3.3k的电阻被连接在阳极终端和地之间。

电路的下一个部分是红外发射器。红外发射器不是微控制器连接的一部分，因为红外发射器的唯一工作是持续发射红外射线。

因此，将8个红外发射器与相应的8个470欧姆的限流电阻与电源连接。

最后，我们需要连接LED。我们需要在晶体管的帮助下将LED连接到微控制器的PORT2上。8个2N2222晶体管的基极连接到微控制器的端口2，而晶体管的发射极则连接到地。

一个LED和一个100欧姆的串联限流电阻被连接到晶体管的每个集电极上。

工作

本项目的目的是使用8051微控制器设计一个路灯控制系统，通过检测车辆的运动自动打开或关闭路灯。本项目的工作原理在此说明。

下面的GIF演示了项目的工作。

红外发射器直接放在红外接收器的视线范围内，这样红外接收器就能持续接收红外线。一旦红外接收器接收到红外射线，微控制器将检测到逻辑1。如果红外线被某种方式阻挡，单片机将检测到逻辑0。

因此，微控制器的程序必须写成这样：当它检测到逻辑0时，它将打开LED，也就是这里的路灯；当它检测到逻辑1时，它将关闭LED。

考虑到两个红外传感器，即红外发射器和红外接收器被放置在道路的两边。按照电路图，红外接收器连接到端口0，LED灯连接到微控制器的端口2。

一开始，在没有障碍物的情况下，红外接收器持续检测由红外发射器发射的红外光。当汽车或任何其他车辆挡住任何一个红外传感器时，微控制器将立即打开三个LED灯。

如果汽车挡住了第一个红外传感器，前三个LED灯就被微控制器打开。当汽车向前移动并挡住第二个红外传感器时，相应的下三个LED灯将被打开，前一组的第一个LED灯被关闭。这个过程对所有的红外传感器和LED灯都是这样进行的。

应用

该路灯控制电路可用于普通道路、高速公路、快速通道等。

该项目还可用于商场的停车场、酒店、工业照明等。

优点

如果照明系统采用的都是LED灯，那么维护成本就会降低，因为LED的寿命和耐用性比通常用作路灯的霓虹灯高。

由于灯光是自动开启或关闭的，因此可以节省大量的能源。