自制一款感应式应急LED灯

在本项目中，我们设计并构建了一种完全基于模拟电路硬件的自动感光应急LED灯，无需任何微控制器或编程。当交流电中断时，系统会自动切换至电池供电;当检测到环境黑暗时，LED阵列便会亮起。

物料清单(BOM)

· LM7805 电压调节器集成电路：数量：1 — 为控制电路提供稳定的5V直流电源。

· 1N4007二极管：数量：6个 —— 全波桥式整流器用4个二极管，双电源自动切换用2个二极管。

· 470µF / 25V 电解电容：数量：1 — 用于直流母线平滑和纹波滤波。

· 0.1µF 陶瓷电容：数量：1 — 环境光噪声滤波器，用于消除阈值闪烁。

· 1kΩ 电阻：数量：2 — LED限流及晶体管集电极上拉电阻。

· 10kΩ 电阻：数量：1 — 用于栅极下拉电阻，防止 MOSFET 假触发。

· 10kΩ 调压器：数量：1 — 光感度校准旋钮。

· LDR(光敏电阻)：数量：1 — 环境光照强度传感器。

· BC548 NPN晶体管：数量：1 — 信号反相器及第一级控制开关。

· IRF540 N沟道功率MOSFET：数量：1 — 高亮度LED阵列用高功率开关。

· 1W 高亮度白色LED灯：数量：3 — 应急照明光源。

· 功率指示LED：数量：1 — 系统状态指示灯。

· 降压变压器(230V 至 12V 交流电)：数量：1 — 主交流电源。

· 18650锂离子电池及支架(3.7V)：数量：1 — 备用应急电源。

· 电路板、焊接工具及导线：数量：杂项 — 组装五金件。

分步组装指南

1：交流-直流整流与5V电源电路

•使用四个1N4007二极管构建一个全波整流桥。

•将470µF/25V电解电容焊接到直流输出端，以平滑脉动的直流电。

•将LM7805稳压器IC连接起来，以将直流总线转换为稳定的5V输出。

•将一个电源指示LED与1kΩ电阻串联，接在5V电源线上。

2：自动双电源切换网络

•将两个1N4007二极管的阴极连接在一起，接至主负载线。

•将二极管1的阳极连接到5V输出端，将二极管2的阳极连接到3.7V锂电池。

•当交流电源通电时，较高的5V电压会切断电池供电路径;在断电时，电池会立即接管供电。

3：光检测与灵敏度调节

•使用光敏电阻(LDR)和一个10kΩ的电位器构成一个电压分压网络。

•将分压器输出连接到BC548 NPN晶体管的基极。

•在基极-发射极结上并联一个0.1µF的陶瓷电容，以抑制噪声并防止关键性闪烁。

•在BC548的集电极上连接一个1kΩ的上拉电阻。

4：MOSFET驱动器与应急LED阵列集成

•将BC548的集电极连接到IRF540 MOSFET的栅极端子。

•在栅极和源极之间连接一个10kΩ电阻，以确保可靠的下拉效果，并防止误触发。

•将三个1W高亮度LED串联焊接，并将其连接在正极和MOSFET漏极之间。

•通过限流电阻将MOSFET源极连接到GND。

5：电源连接与最终测试

•将230V交流电连接到降压变压器，再接入桥式整流器的输入端。

•将一块3.7V 18650锂电池插入其支架中。

•测试：调整10kΩ电位器以设定光感阈值。遮盖光敏电阻以触发LED灯。断开交流电源，验证电池是否能无缝接管。

本文编译自hackster.io