CN105392235A - 一种led灯用亮度自动调节的智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED灯用亮度自动调节的智能控制系统，其特征在于，主要由中央处理器，光敏感应器，均与中央处理器相连接的显示器、红外线探头、电源和LED灯，串接在光敏感应器与中央处理器之间的调频光束接收电路，串接在中央处理器与LED灯之间的低压负载调光电路，以及串接在电源与中央处理器之间的启动浪涌电流限制电路组成。本发明的LED灯用智能控制系统，使LED台灯实现了自动化亮度调节，以及在无人的时候能进行自动关闭，极大的节省了电能，并且能充分提高了LED台灯的有效寿命，减小了使用成本。

Description

一种LED灯用亮度自动调节的智能控制系统

技术领域

本发明涉及电子设备的技术领域，具体是指一种LED灯用亮度自动调节的智能控制系统。

背景技术

现有家庭中使用的台灯通常是固定光亮，由使用者手动控制开关，这种台灯无法调节亮度，在光线较暗的情况下使用者会感觉光线不足，在光线较强的情况下又会感觉光线过亮，光线的不足和过亮都有可能对人眼造成伤害。

目前，有些台灯可以由使用者手动调节灯光的亮度，使用者可以根据环境光亮度的不同调节适合的台灯光亮，但是要求的操作仍然过多，使用者手动调节的光亮度也不准确。而且，使用者常常在离开时会忘记关闭台灯，极大的浪费了电能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的LED台灯不能自动调节灯光的亮度，不能自动关闭的缺陷，本发明提供一种LED灯用亮度自动调节的智能控制系统。

本发明通过以下技术方案来实现：一种LED灯用亮度自动调节的智能控制系统，主要由中央处理器，光敏感应器，均与中央处理器相连接的显示器、红外线探头、电源和LED灯，串接在光敏感应器与中央处理器之间的调频光束接收电路，串接在中央处理器与LED灯之间的低压负载调光电路，以及串接在电源与中央处理器之间的启动浪涌电流限制电路组成。

所述启动浪涌电流限制电路由三极管VT6，三极管VT7，三极管VT8，场效应管MOS，正极经电阻R26后与场效应管MOS的漏极相连接、负极与三极管VT6的基极相连接的极性电容C11，正极顺次经热敏电阻R18和电阻R21后与极性电容C11的正极相连接、负极经电阻R19后与三极管VT8的基极相连接的极性电容C9，正极经电阻R20后与热敏电阻R18和电阻R21的连接点相连接、负极与三极管VT8的发射极相连接的极性电容C10，一端与极性电容C10的正极相连接、另一端与极性电容C10的负极相连接的电阻R22，N极经电阻R24后与三极管VT7的基极相连接、P极与三极管VT8的发射极相连接的二极管D8，一端与二极管D8的N极相连接、另一端与三极管VT7的集电极相连接的电阻R23，P极经电阻R25后与三极管VT6的发射极相连接、N极与三极管VT7的发射极相连接的二极管D9，P极与场效应管MOS的源极相连接、N极与三极管VT7的集电极相连接的二极管D10，以及正极与场效应管MOS的源极相连接、负极顺次经电感L和电阻R27后与三极管VT7的集电极相连接的极性电容C12组成；所述三极管VT6的集电极接地；所述场效应管MOS的栅极与二极管D9的P极相连接；所述三极管VT8的基极和热敏电阻R18和电阻R21的连接点共同形成启动浪涌电流限制电路的输入端并与电源相连接，该三极管VT8的集电极接地；所述三极管VT7的集电极和场效应管MOS的漏极共同形成启动浪涌电流限制电路的输出端并与中央处理器相连接。

所述低压负载调光电路由三极管VT4，三极管VT逆，放大器P2，单向晶闸管D8，N极经电阻R11后与三极管VT的基极相连接、P极与三极管VT4的发射极相连接的二极管D5，正极经电阻R13后与三极管VT4的集电极相连接、负极与三极管VT5的发射极相连接的极性电容C7，正极经电阻R12后与三极管VT4的发射极相连接、负极经可调电阻R14后与三极管VT5的发射极相连接的极性电容C6，正极与极性电容C6的正极相连接、负极接地的极性电容C8，P极与极性电容C8的正极相连接、N极与放大器P2的正极相连接的二极管D6，一端与三极管VT5的发射极相连接、另一端与单向晶闸管D8的阳极相连接的电阻R15，以及P极顺次经电阻R17和电阻R18后与二极管D6的P极相连接、N极与放大器P2的输出端相连接的二极管D7组成；所述二极管D5的N极和三极管VT5的基极共同形成低压负载调光电路的输入端并与中央处理器相连接；所述三极管VT5的集电极接地；所述放大器P2的负极与单向晶闸管D8的阴极相连接，该放大器P2的输出端和电阻R16与电阻R17的连接点共同形成低压负载调光电路的输出端；所述单向晶闸管D8的控制端与可调电阻R8的可调端相连接。

所述调频光束接收电路则由与光敏感应器相连接的滤波电路，以及与滤波电路相连接的差动放大电路组成；所述差动放大电路的输出端与中央处理器相连接。

所述滤波电路由三极管VT1，二极管D1，极性电容C3，负极经电阻R2后与三极管VT1的基极相连接、正极经电阻R1后与二极管D1的P极相连接的极性电容C1，正极与三极管VT1的基极相连接、负极经电感L后与三极管VT1的发射极相连接的极性电容C2，P极经电阻R5后与极性电容C1的负极相连接、N极与三极管VT1的基极相连接的二极管D2，一端与二极管D1的N极相连接、另一端与极性电容C2的负极相连接的电阻R3，以及一端与极性电容C2的负极相连接、另一端和极性电容C3的正极共同形成滤波电路的输出端并与差动放大电路相连接的电阻R4组成；所述极性电容C1的负极作为滤波电路的输入端并与光敏感应器相连接；所述三极管VT1的集电极接地、其发射极与极性电容C3的负极相连接。

所述差动放大电路由三极管VT2，三极管VT3，放大器P1，P极经电阻R7后与三极管VT2的基极相连接、N极经电阻R4后与极性电容C2的负极相连接的二极管D3，一端与三极管VT3的集电极相连接、另一端与三极管VT2的发射极相连接的电阻R6，P极经可调电阻R8后与二极管D3的P极相连接、N极与放大器P1的负极相连接的二极管D4，正极与二极管D4的P极相连接、负极经电阻R10后与放大器P1的输出端相连接的极性电容C5，正极与放大器P1的正极相连接、负极与三极管VT2的集电极相连接后同时接地的极性电容C4，以及一端与放大器P1的正极相连接、另一端与放大器P1的输出端相连接的电阻R9组成；所述三极管VT3的基极与极性电容C3的正极相连接、其发射极与二极管D3的N极相连接；所述放大器P1的输出端作为差动放大电路的输出端。

为确保本发明的实际使用效果，所述的光敏感应器优先采用RA-1805NO型光敏感应器来实现；而红外线探头则采用KR-P819型红外线探头来实现。

本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：

(1)本发明的启动浪涌电流限制电路能对电源电流瞬间输出时的高电流进行限制，有效的防止LED灯开启时高电流将控制系统的中央处理器击穿，确保了本控制系统在使用时的稳定性。

(2)本发明的低压负载调光电路能通过对中央处理器输出的控制电流中的脉冲电流进行控制，同时输出相应的电流对LED灯的亮度进行调节，从而确保了LED灯的亮度能根据光敏感应器采集的室内的亮度的变化信息进行自动调节。

(3)本发明的调频光束接收电路能对光敏感应器输出的亮度信号进行抗干扰处理，还能防止光敏感应器输出的亮度信号中的高频干扰信号窜入中央处理器，从而确保了本发明的LED灯用智能控制系统对LED台灯的亮度进行准确性调节。

(4)本发明采用了光敏感应器，该光敏感应器的性能稳定，采集信息的范围广，能准确的对采集范围内的亮度进行采集。

(5)本发明采用的红外线探头能进行广角180°的探测，其具有准确性高、灵敏度强等优点，因此，确保了本发明的LED灯用智能控制系统能准确的对LED台灯进行自动关闭。

(6)本发明的LED灯用智能控制系统，使LED台灯实现了自动化亮度调节，以及在无人的时候能进行自动关闭，极大的节省了电能，并且能充分提高了LED台灯的有效寿命，减小了使用成本。

附图说明

图1为本发明的整体结构图。

图2为本发明的调频光束接收电路的电路结构示意图。

图3为本发明的低压负载调光电路的电路结构示意图。

图4为本发明的启动浪涌电流限制电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，主要由中央处理器，光敏感应器，均与中央处理器相连接的显示器、红外线探头、电源和LED灯，串接在光敏感应器与中央处理器之间的调频光束接收电路，串接在中央处理器与LED灯之间的低压负载调光电路，以及串接在电源与中央处理器之间的启动浪涌电流限制电路组成。其中，该调频光束接收电路如图2所示，其由滤波电路和差动放大电路组成。

为确保本发明的可靠运行，所述的中央处理器优先采用LTC3455集成芯片，该LTC3455集成芯片的SEN管脚与显示器相连接，DIM管脚与红外线探头相连接。所述的电源为12V直流电压经启动浪涌电流限制电路对高电流进行限制后为中央处理器供电。

如图2所示，所述滤波电路由三极管VT1，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，极性电容C1，极性电容C2，极性电容C3，二极管D1，以及二极管D2组成。

连接时，极性电容C1的负极经电阻R2后与三极管VT1的基极相连接、正极经电阻R1后与二极管D1的P极相连接。极性电容C2的正极与三极管VT1的基极相连接、负极经电感L后与三极管VT1的发射极相连接。二极管D2的P极经电阻R5后与极性电容C1的负极相连接、N极与三极管VT1的基极相连接。电阻R3的一端与二极管D1的N极相连接、另一端与极性电容C2的负极相连接。电阻R4的一端与极性电容C2的负极相连接、另一端和极性电容C3的正极共同形成滤波电路的输出端并与差动放大电路相连接。所述极性电容C1的负极作为滤波电路的输入端并与光敏感应器相连接；所述三极管VT1的集电极接地、其发射极与极性电容C3的负极相连接。

进一步，所述差动放大电路由三极管VT2，三极管VT3，放大器P1，电阻R6，电阻R7，可调电阻R8，电阻R9，电阻R10，极性电容C4，极性电容C5，二极管D3，以及二极管D4组成。

连接时，二极管D3的P极经电阻R7后与三极管VT2的基极相连接、N极经电阻R4后与极性电容C2的负极相连接。电阻R6的一端与三极管VT3的集电极相连接、另一端与三极管VT2的发射极相连接。二极管D4的P极经可调电阻R8后与二极管D3的P极相连接、N极与放大器P1的负极相连接。

所述极性电容C5的正极与二极管D4的P极相连接、负极经电阻R10后与放大器P1的输出端相连接。极性电容C4的正极与放大器P1的正极相连接、负极与三极管VT2的集电极相连接后同时接地。电阻R9的一端与放大器P1的正极相连接、另一端与放大器P1的输出端相连接。所述三极管VT3的基极与极性电容C3的正极相连接、其发射极与二极管D3的N极相连接；所述放大器P1的输出端作为差动放大电路的输出端并与LTC3455集成芯片的IN管脚相连接。

本发明在运行时，光敏感应器采集的亮度信号经调频光束接收电路中的滤波电路进行信号抗干扰处理，并对处理后的亮度信号中的谐波进行消除，确保亮度信号的平滑性。通过滤波电路进行处理后的亮度信号由差动放大电路将信号中的高频信号和低频信号进行调节，然后将调节后的亮度信号进行放大后输出。

所述低压负载调光电路如图3所示，其由三极管VT4，三极管VT逆，放大器P2，单向晶闸管D8，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，电阻R16，电阻R17，极性电容C6，极性电容C7，极性电容C8，二极管D5，二极管D6，以及二极管D7组成。

连接时，二极管D5的N极经电阻R11后与三极管VT的基极相连接、P极与三极管VT4的发射极相连接。极性电容C7的正极经电阻R13后与三极管VT4的集电极相连接、负极与三极管VT5的发射极相连接。极性电容C6的正极经电阻R12后与三极管VT4的发射极相连接、负极经可调电阻R14后与三极管VT5的发射极相连接。

所述极性电容C8的正极与极性电容C6的正极相连接、负极接地。二极管D6的P极与极性电容C8的正极相连接、N极与放大器P2的正极相连接。电阻R15的一端与三极管VT5的发射极相连接、另一端与单向晶闸管D8的阳极相连接。二极管D7的P极顺次经电阻R17和电阻R18后与二极管D6的P极相连接、N极与放大器P2的输出端相连接。

所述二极管D5的N极与LT的C3455集成芯片BST1管脚相连接；所述三极管VT5的基极LT的C3455集成芯片BST2管脚相连接；所述三极管VT5的集电极接地；所述放大器P2的负极与单向晶闸管D8的阴极相连接，该放大器P2的输出端和电阻R16与电阻R17的连接点共同形成低压负载调光电路的输出端；所述单向晶闸管D8的控制端与可调电阻R8的可调端相连接。

本发明在运行时，低压负载调光电路能通过对中央处理器输出的控制电流中的脉冲电流进行控制，同时输出相应的电流对LED灯的亮度进行调节，从而确保了LED灯的亮度能根据光敏感应器采集的室内的亮度的变化信息进行自动调节。

所述启动浪涌电流限制电路如图4所示，其由三极管VT6，三极管VT7，三极管VT8，场效应管MOS，热敏电阻R18，电阻R19，电阻R20，电阻R21，电阻R22，电阻R23，电阻R24，电阻R25，电阻R26，电阻R27，极性电容C9，极性电容C10，极性电容C11，极性电容C12，二极管D8，二极管D9，以及二极管D10组成。

连接时，极性电容C11的正极经电阻R26后与场效应管MOS的漏极相连接、负极与三极管VT6的基极相连接。极性电容C9的正极顺次经热敏电阻R18和电阻R21后与极性电容C11的正极相连接、负极经电阻R19后与三极管VT8的基极相连接。极性电容C10的正极经电阻R20后与热敏电阻R18和电阻R21的连接点相连接、负极与三极管VT8的发射极相连接。

所述电阻R22的一端与极性电容C10的正极相连接、另一端与极性电容C10的负极相连接。二极管D8的N极经电阻R24后与三极管VT7的基极相连接、P极与三极管VT8的发射极相连接。电阻R23的一端与二极管D8的N极相连接、另一端与三极管VT7的集电极相连接。二极管D9的P极经电阻R25后与三极管VT6的发射极相连接、N极与三极管VT7的发射极相连接。二极管D10的P极与场效应管MOS的源极相连接、N极与三极管VT7的集电极相连接。极性电容C12的正极与场效应管MOS的源极相连接、负极顺次经电感L和电阻R27后与三极管VT7的集电极相连接。

所述三极管VT6的集电极接地；所述场效应管MOS的栅极与二极管D9的P极相连接；所述三极管VT8的基极和热敏电阻R18和电阻R21的连接点共同形成启动浪涌电流限制电路的输入端并与电源相连接，该三极管VT8的集电极接地；所述三极管VT7的集电极与LTC3455集成芯片的VC管脚相连接；所述场效应管MOS的漏极与LTC3455集成芯片的PV管脚相连接。

本发明在运行时，启动浪涌电流限制电路对电源在LED灯开启时流向中央处理器的高电流进行限制，当输入的电流保持平稳时，电感L便使热敏电阻R18短路，此时，启动浪涌电流限制电路输出稳定的电流。如果关掉电源，该电路则通过场效应管MOS复位到启动的状态。本发明，所述的热敏电阻R18为金属氧化物可变电阻。

运行时，所述的光敏感应器优先采用RA-1805NO型光敏感应器来实现；该光敏感应器用于采集油室内的亮度信息，并将采集到的亮度信息信号经调频光束接收电路进行信号抗干扰处理并放大调节后给中央处理器。所述的中央处理器内设定有亮度参照值，该中央处理器将接收到的亮度信号转换为数据值并与亮度参照值进行比对，并根据比对的结果输出相应的控制电流经低压负载调光电路来对LED台灯的亮度进行调节，使LED台灯的亮度保持与中央处理器中设定的亮度参照值一致。

同时，所述的红外线探头为180°广角红外线探头，该红外线探头能准确的时时对室内进行探测，并将探测到的信息传输给中央处理器。当红外线探头探测到室内没有人的时候，并将该信息传输给中央处理器，这时中央处理器经信息分析后便会自动停止输出控制电流，该LED灯便被关闭，而此时LED灯也会恢复到重启状态。

其中，所述的显示器用于显示LED灯的实际亮度值、中央处理器内置的参照亮度值，以及LED灯的实际亮度值与中央处理器内置的参照亮度值的亮度差值，便于人们了解室内的亮度情况。为确保本发明的可靠运行，所述的红外线探头则采用KR-P819型红外线探头来实现。

如上所述，便可以很好的实现本发明。

Claims (8)

1.一种LED灯用亮度自动调节的智能控制系统，其特征在于，主要由中央处理器，光敏感应器，均与中央处理器相连接的显示器、红外线探头、电源和LED灯，串接在光敏感应器与中央处理器之间的调频光束接收电路，串接在中央处理器与LED灯之间的低压负载调光电路，以及串接在电源与中央处理器之间的启动浪涌电流限制电路组成。

2.根据权利要求1所述的一种LED灯用亮度自动调节的智能控制系统，其特征在于，所述启动浪涌电流限制电路由三极管VT6，三极管VT7，三极管VT8，场效应管MOS，正极经电阻R26后与场效应管MOS的漏极相连接、负极与三极管VT6的基极相连接的极性电容C11，正极顺次经热敏电阻R18和电阻R21后与极性电容C11的正极相连接、负极经电阻R19后与三极管VT8的基极相连接的极性电容C9，正极经电阻R20后与热敏电阻R18和电阻R21的连接点相连接、负极与三极管VT8的发射极相连接的极性电容C10，一端与极性电容C10的正极相连接、另一端与极性电容C10的负极相连接的电阻R22，N极经电阻R24后与三极管VT7的基极相连接、P极与三极管VT8的发射极相连接的二极管D8，一端与二极管D8的N极相连接、另一端与三极管VT7的集电极相连接的电阻R23，P极经电阻R25后与三极管VT6的发射极相连接、N极与三极管VT7的发射极相连接的二极管D9，P极与场效应管MOS的源极相连接、N极与三极管VT7的集电极相连接的二极管D10，以及正极与场效应管MOS的源极相连接、负极顺次经电感L和电阻R27后与三极管VT7的集电极相连接的极性电容C12组成；所述三极管VT6的集电极接地；所述场效应管MOS的栅极与二极管D9的P极相连接；所述三极管VT8的基极和热敏电阻R18和电阻R21的连接点共同形成启动浪涌电流限制电路的输入端并与电源相连接，该三极管VT8的集电极接地；所述三极管VT7的集电极和场效应管MOS的漏极共同形成启动浪涌电流限制电路的输出端并与中央处理器相连接。

3.根据权利要求2所述的一种LED灯用亮度自动调节的智能控制系统，其特征在于，所述低压负载调光电路由三极管VT4，三极管VT逆，放大器P2，单向晶闸管D8，N极经电阻R11后与三极管VT的基极相连接、P极与三极管VT4的发射极相连接的二极管D5，正极经电阻R13后与三极管VT4的集电极相连接、负极与三极管VT5的发射极相连接的极性电容C7，正极经电阻R12后与三极管VT4的发射极相连接、负极经可调电阻R14后与三极管VT5的发射极相连接的极性电容C6，正极与极性电容C6的正极相连接、负极接地的极性电容C8，P极与极性电容C8的正极相连接、N极与放大器P2的正极相连接的二极管D6，一端与三极管VT5的发射极相连接、另一端与单向晶闸管D8的阳极相连接的电阻R15，以及P极顺次经电阻R17和电阻R18后与二极管D6的P极相连接、N极与放大器P2的输出端相连接的二极管D7组成；所述二极管D5的N极和三极管VT5的基极共同形成低压负载调光电路的输入端并与中央处理器相连接；所述三极管VT5的集电极接地；所述放大器P2的负极与单向晶闸管D8的阴极相连接，该放大器P2的输出端和电阻R16与电阻R17的连接点共同形成低压负载调光电路的输出端；所述单向晶闸管D8的控制端与可调电阻R8的可调端相连接。

4.根据权利要求3所述的一种LED灯用亮度自动调节的智能控制系统，其特征在于，所述调频光束接收电路则由与光敏感应器相连接的滤波电路，以及与滤波电路相连接的差动放大电路组成；所述差动放大电路的输出端与中央处理器相连接。

5.根据权利要求4所述的一种LED灯用亮度自动调节的智能控制系统，其特征在于，所述滤波电路由三极管VT1，二极管D1，极性电容C3，负极经电阻R2后与三极管VT1的基极相连接、正极经电阻R1后与二极管D1的P极相连接的极性电容C1，正极与三极管VT1的基极相连接、负极经电感L后与三极管VT1的发射极相连接的极性电容C2，P极经电阻R5后与极性电容C1的负极相连接、N极与三极管VT1的基极相连接的二极管D2，一端与二极管D1的N极相连接、另一端与极性电容C2的负极相连接的电阻R3，以及一端与极性电容C2的负极相连接、另一端和极性电容C3的正极共同形成滤波电路的输出端并与差动放大电路相连接的电阻R4组成；所述极性电容C1的负极作为滤波电路的输入端并与光敏感应器相连接；所述三极管VT1的集电极接地、其发射极与极性电容C3的负极相连接。

6.根据权利要求5所述的一种LED灯用亮度自动调节的智能控制系统，其特征在于，所述差动放大电路由三极管VT2，三极管VT3，放大器P1，P极经电阻R7后与三极管VT2的基极相连接、N极经电阻R4后与极性电容C2的负极相连接的二极管D3，一端与三极管VT3的集电极相连接、另一端与三极管VT2的发射极相连接的电阻R6，P极经可调电阻R8后与二极管D3的P极相连接、N极与放大器P1的负极相连接的二极管D4，正极与二极管D4的P极相连接、负极经电阻R10后与放大器P1的输出端相连接的极性电容C5，正极与放大器P1的正极相连接、负极与三极管VT2的集电极相连接后同时接地的极性电容C4，以及一端与放大器P1的正极相连接、另一端与放大器P1的输出端相连接的电阻R9组成；所述三极管VT3的基极与极性电容C3的正极相连接、其发射极与二极管D3的N极相连接；所述放大器P1的输出端作为差动放大电路的输出端。

7.根据权利要求6所述的一种LED灯用亮度自动调节的智能控制系统，其特征在于，所述的光敏感应器为RA-1805NO型光敏感应器。

8.根据权利要求7所述的一种LED灯用亮度自动调节的智能控制系统，其特征在于，所述红外线探头为KR-P819型红外线探头。