pcb设计自动控制灯

设计目标

设计一个基于PCB的自动控制灯系统，通过环境光强和人体红外感应实现智能开关控制，支持手动/自动模式切换。

核心功能模块

环境光检测
- 光敏电阻（如GL5528）分压电路检测环境亮度。
- 光线低于阈值时触发开灯条件。
人体红外感应
- HC-SR501模块检测人体活动。
- 检测到人时输出高电平（持续约5秒）。
手动/自动模式切换
- 拨动开关选择模式：
  - 自动模式：光弱+有人时开灯。
  - 手动模式：按钮强制开/关灯。
继电器控制
- 继电器驱动220V灯具，控制大电流负载。
电源管理
- 220V交流转5V直流供电，支持传感器和MCU。

电路设计（原理图）

1. 光敏检测电路

VCC (5V) ──┬── [光敏电阻]  ──┬── 模拟输入引脚（如PC0）
           │              │
            └── [10kΩ电阻] ──┴── GND

光线变暗 → 光敏电阻阻值↑ → 分压点电压↑ → 触发开灯条件。

2. 红外感应模块

HC-SR501  ──┬── VCC (5V)
           ├── GND
            └── OUT  ──●─ 数字输入引脚（如PD2）

3. 模式切换与按键

手动模式开关  ──●─ 数字引脚（如PD3）  
强制开灯按钮  ──●─ 数字引脚（如PD4）  
强制关灯按钮  ──●─ 数字引脚（如PD5）

4. 继电器驱动电路

MCU引脚（如PB0）  ── [1kΩ电阻] ── NPN三极管基极（如S8050）
三极管发射极  ── GND  
三极管集电极  ── [继电器线圈]  ── VCC (5V)  
继电器触点 ── 220V灯具

续流保护：继电器线圈并联二极管（1N4007）。

5. 电源电路

220V AC  ── [变压器]  ── 12V AC ── [整流桥] ── [滤波电容] ── [LM7805] ── 5V DC

PCB布局关键点

高低压隔离
- 220V交流区域（变压器、继电器触点）与低压直流区域严格分隔。
- 使用开槽隔离（≥3mm间距），避免爬电风险。
元件布局
- 光敏电阻置于PCB边缘无遮挡处。
- 红外传感器独立安装，避免热源干扰。
- 继电器靠近PCB边缘，方便接线。
走线规范
- 大电流路径（继电器、电源）加粗走线（≥1mm线宽）。
- 模拟信号（光敏电阻）远离数字信号线。
- MCU去耦电容（100nF）就近放置。

控制逻辑（代码示例 - Arduino）

const int lightSensorPin = A0;
const int pirPin = 2;
const int modePin = 3;
const int btnOnPin = 4;
const int btnOffPin = 5;
const int relayPin = 6;

bool autoMode = true;

void setup() {
  pinMode(relayPin, OUTPUT);
  pinMode(modePin, INPUT_PULLUP);
  // 其他引脚初始化...
}

void loop() {
  // 检测模式开关
  autoMode = (digitalRead(modePin) == HIGH);

  if (autoMode) {  // 自动模式
    int lightLevel = analogRead(lightSensorPin);
    bool isDark = (lightLevel < 500);  // 阈值根据实测调整
    bool isPersonDetected = (digitalRead(pirPin) == HIGH);

    if (isDark && isPersonDetected) {
      digitalWrite(relayPin, HIGH);  // 开灯
    } else {
      digitalWrite(relayPin, LOW);   // 关灯
    }
  } 
  else {  // 手动模式
    if (digitalRead(btnOnPin) == LOW) {
      digitalWrite(relayPin, HIGH);  // 强制开灯
    } 
    if (digitalRead(btnOffPin) == LOW) {
      digitalWrite(relayPin, LOW);   // 强制关灯
    }
  }
  delay(100);
}