CN105554937A - 一种基于信号转换放大电路的led灯用智能光控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于信号转换放大电路的LED灯用智能光控系统，主要由中央处理器，红外线探头，均与中央处理器相连接的光敏传感器、数据存储器、报警器、电源和LED灯，以及串接在红外线探头与中央处理器之间的红外线信号处理电路组成；其特征在于，在光敏传感器与中央处理器之间还串接有信号转换放大电路；所述红外线信号处理电路则由与红外线探头相连接的信号裁波电路，以及与信号裁波电路相连接的滤波放大电路组成。本发明的LED灯用智能光控系统，使LED台灯实现了自动化亮度调节，准确对使用者与台灯的距离进行控制，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

一种基于信号转换放大电路的LED灯用智能光控系统

技术领域

本发明涉及电子设备的技术领域，具体是指一种基于信号转换放大电路的LED灯用智能光控系统。

背景技术

现有家庭中使用的LED台灯通常是固定光亮，由使用者手动控制开关，这种LED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。同时，使用者在使用眼睛如果离灯光太近，也会对人眼造成伤害。

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LED台灯光亮，但是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。因此，研发一种能自动调节灯光的亮度、自动关断，并且能控制使用者与台灯的距离的智能台灯，便成为了现在的当务之急。

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，并且不能控制使用者与台灯的距离的缺陷，本发明提供一种基于信号转换放大电路的LED灯用智能光控系统。

本发明通过以下技术方案来实现：一种基于信号转换放大电路的LED灯用智能光控系统，主要由中央处理器，红外线探头，均与中央处理器相连接的光敏传感器、数据存储器、报警器、电源和LED灯，以及串接在红外线探头与中央处理器之间的红外线信号处理电路组成；同时，在光敏传感器与中央处理器之间还串接有信号转换放大电路。

所述信号转换放大电路由转换芯片U，放大器P3，正极经电阻R14后与转换芯片U的COV管脚相连接、负极作为信号转换放大电路的输入端并与光敏传感器相连接的极性电容C6，N极与转换芯片U的THRE管脚相连接、P极经电阻R13后与极性电容C6的正极相连接的二极管D6，一端与二极管D6的P极相连接、另一端与转换芯片U的VS管脚相连接的电阻R15，正极与转换芯片U的CR管脚相连接、负极接地的极性电容C7，正极经电阻R16后与转换芯片U的RC管脚相连接、负极顺次经电阻R18和电阻R20后与放大器P3的输出端相连接的极性电容C9，P极与转换芯片U的COM管脚相连接、N极与放大器P3的正极相连接的二极管D7，正极与转换芯片U的FC管脚相连接、负极经电阻R17后与二极管D7的N极相连接的极性电容C8，一端与二极管D7的N极相连接、另一端与电阻R18与电阻R20的连接点相连接的可调电阻R19，以及P极与二极管D7的N极相连接、N极与放大器P3的输出端相连接的二极管D8组成；所述转换芯片U的GND管脚接地；所述放大器P3的负极接地；所述可调电阻R19与电阻R20的连接点作为信号转换放大电路的输出端并与中央处理器相连接。

所述红外线信号处理电路则由与红外线探头相连接的信号裁波电路，以及与信号裁波电路相连接的滤波放大电路组成；所述滤波放大电路的输出端与中央处理器相连接。

所述信号裁波电路由放大器P1，三极管VT1，二极管D2，P极与放大器P1的正极相连接、N极经电阻R2后与二极管D2的P极相连接的二极管D1，正极经电阻R1后与二极管D1的N极相连接、负极与二极管D2的N极相连接的极性电容C1，负极顺次经电阻R4和电阻R3后与二极管D2的N极相连接、正极与放大器P1的输出端相连接的极性电容C2，以及P极经电阻R5后与放大器P1的负极相连接、N极与三极管VT1的基极相连接的二极管D3组成；所述三极管VT1的发射极和极性电容C2的负极共同形成信号裁波电路的输出端并与滤波放大电路相连接，该三极管VT1的集电极接地；所述二极管D1的N极作为信号裁波电路的输入端与红外线探头相连接。

所述滤波放大电路由放大器P2，三极管VT2，三极管VT3，一端与放大器P2的负极相连接、另一端与三极管VT2的基极相连接的电阻R6，P极经电阻R7后与三极管VT2的发射极相连接、N极与三极管VT3的基极相连接的二极管D4，负极经电阻R9后与三极管VT3的发射极相连接、正极与三极管VT2的发射极相连接的极性电容C3，一端与极性电容C3的负极相连接、另一端与三极管VT2的发射极相连接的电阻R8，P极与三极管VT2的发射极相连接、N极经电阻R10后与三极管VT3的基极相连接的二极管D5，负极经电阻R12后与二极管D5的N极相连接、正极与三极管VT3的集电极相连接后同时接地的极性电容C5，以及负极经电阻R11后与放大器P2的输出端相连接、正极与二极管D5的N极相连接的极性电容C4组成；所述三极管VT2的集电极与三极管VT1的发射极相连接；所述放大器的正极与极性电容C2的负极相连接；所述极性电容C4的正极作为滤波放大电路的输出端。

为确保本发明的实际使用效果，所述的光敏传感器优先采用RA-1805NO型光敏传感器来实现；而红外线探头则采用KR-P819型红外线探头来实现；同时转换芯片U则优先采用LM331集成芯片来实现。

本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：

(1)本发明的信号转换放大电路能将光敏传感器采集的亮度信号进行滤波，还能将滤波后的亮度信号转换为数据信号进行放大后输出，从而提高了本发明的LED灯用智能光控系统对LED台灯的亮度进行自动调节的准确性。

(2)本发明的红外线信号处理电路能对红外线探头输出的探测信号中的高频信号和低频信号进行抗干扰处理，还能防止高频中的干扰信号窜入中央处理器，从而提高了本发明的LED灯用智能光控系统对LED台灯进行自动关断，以及控制使用者与台灯的距离的准确性。

(3)本发明采用了光敏传感器，该光敏传感器的性能稳定，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。

(4)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灯用智能光控系统能准确的对LED台灯进行自动关闭，以及提高了该光控系统对人体与台灯的距离探测的准确性。

(5)本发明的LED灯用智能光控系统，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为本发明的红外线信号处理电路的电路结构示意图。

图3为本发明的信号转换放大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，本发明主要由中央处理器，红外线探头，均与中央处理器相连接的光敏传感器、数据存储器、报警器、电源和LED灯，串接在光敏传感器与中央处理器之间的信号转换放大电路，以及串接在红外线探头与中央处理器之间的红外线信号处理电路组成；其中，该红外线信号处理电路如图2所示，其由信号裁波电路和滤波放大电路组成。

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BST管脚与LED灯连接，SW管脚与数据存储器相连接，SET管脚与报警器相连接，VC管脚与电源相连接。所述的电源为12V直流电压，该12V直流电压为中央处理器供电。

如图2所示，所述信号裁波电路由放大器P1，三极管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C2，二极管D1，二极管D2，以及二极管D3组成。

连接时，二极管D1的P极与放大器P1的正极相连接、N极经电阻R2后与二极管D2的P极相连接。极性电容C1的正极经电阻R1后与二极管D1的N极相连接、负极与二极管D2的N极相连接。极性电容C2的负极顺次经电阻R4和电阻R3后与二极管D2的N极相连接、正极与放大器P1的输出端相连接。二极管D3的P极经电阻R5后与放大器P1的负极相连接、N极与三极管VT1的基极相连接。

所述三极管VT1的发射极和极性电容C2的负极共同形成信号裁波电路的输出端并与滤波放大电路相连接，该三极管VT1的集电极接地；所述二极管D1的N极作为信号裁波电路的输入端与红外线探头相连接。

同时，所述滤波放大电路由放大器P2，三极管VT2，三极管VT3，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电阻R11，电阻R12，极性电容C3，极性电容C4，极性电容C5，二极管D4，以及二极管D5组成。

连接时，电阻R6的一端与放大器P2的负极相连接、另一端与三极管VT2的基极相连接。二极管D4的P极经电阻R7后与三极管VT2的发射极相连接、N极与三极管VT3的基极相连接。极性电容C3的负极经电阻R9后与三极管VT3的发射极相连接、正极与三极管VT2的发射极相连接。

所述电阻R8的一端与极性电容C3的负极相连接、另一端与三极管VT2的发射极相连接。二极管D5的P极与三极管VT2的发射极相连接、N极经电阻R10后与三极管VT3的基极相连接。极性电容C5的负极经电阻R12后与二极管D5的N极相连接、正极与三极管VT3的集电极相连接后同时接地。极性电容C4的负极经电阻R11后与放大器P2的输出端相连接、正极与二极管D5的N极相连接。

所述三极管VT2的集电极与三极管VT1的发射极相连接；所述放大器的正极与极性电容C2的负极相连接；所述极性电容C4的正极作为滤波放大电路的输出端并与LTC3455集成芯片的DIM管脚相连接。

本发明在运行时，红外线探头探测到的信号经红外线信号处理电路中的信号裁波电路对高频信号和低频信号进行抗干扰处理，还能消除高频中的干扰信号。经信号裁波电路处理后的信号经放大器P1、三极管VT1后传输给滤波放大电路，该滤波放大电路将信号进行过滤，并放大后输出。

所述信号转换放大电路如图3所示，其由转换芯片U，放大器P3，电阻R13，电阻R14，电阻R15，电阻R16，电阻R17，电阻R18，可调电阻R19，电阻R20，极性电容C6，极性电容C7，极性电容C8，极性电容C9，二极管D6，二极管D7，以及二极管D8组成。

连接时，极性电容C6的正极经电阻R14后与转换芯片U的COV管脚相连接、负极作为信号转换放大电路的输入端并与光敏传感器相连接。二极管D6的N极与转换芯片U的THRE管脚相连接、P极经电阻R13后与极性电容C6的正极相连接。电阻R15的一端与二极管D6的P极相连接、另一端与转换芯片U的VS管脚相连接。

所述极性电容C7的正极与转换芯片U的CR管脚相连接、负极接地。极性电容C9的正极经电阻R16后与转换芯片U的RC管脚相连接、负极顺次经电阻R18和电阻R20后与放大器P3的输出端相连接。二极管D7的P极与转换芯片U的COM管脚相连接、N极与放大器P3的正极相连接。极性电容C8的正极与转换芯片U的FC管脚相连接、负极经电阻R17后与二极管D7的N极相连接。可调电阻R19的一端与二极管D7的N极相连接、另一端与电阻R18与电阻R20的连接点相连接。二极管D8的P极与二极管D7的N极相连接、N极与放大器P3的输出端相连接。

所述转换芯片U的GND管脚接地；所述放大器P3的负极接地；所述可调电阻R19与电阻R20的连接点作为信号转换放大电路的输出端并与LTC3455集成芯片的SEN管脚相连接。本发明在运行时，信号转换放大电路能将光敏传感器采集的亮度信号进行滤波。该滤波后的亮度信号经转换芯U、二极管D7、可调电阻R19组成的转换电路进行转换后生成数据信号，并通过放大器P3将该数据信号进行放大后输出。为更好的实施本发明，所述的转换芯片U则优先采用了性能稳定的LM331集成芯片来实现。

运行时，所述的光敏传感器优先采用RA-1805NO型光敏传感器来实现；该光敏传感器用于采集油室内的亮度信息，并将采集到的亮度信号经信号转换放大电路进行信号转换并放大调节后生成的数据信号传输给中央处理器。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数据信号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。

其中，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，并将探测到的信息经红外线信号处理电路效率后传输给中央处理器。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。

同时，所述的中央处理器内还预置有人体与台灯的安全距离值，当人体与台灯的距离小于中央处理器内的预置的安全距离值时，中央处理器输出低电流给报警器，此时，报警器被开启并发出报警声。当人体与台灯的距离大于中央处理器内的预置的安全距离值时，报警器停止报警，从而有效的保护了使用者的眼睛不受伤害。

为确保本发明的可靠运行，所述的报警器则优先采用具有高灵敏度的HARBT-6000-T报警器来实现；而红外线探头则采用KR-P819型红外线探头来实现；同时数据存储器优先采用了C8051F020型的数据存储器来实现。

如上所述，便可以很好的实现本发明。

Claims (8)

1.一种基于信号转换放大电路的LED灯用智能光控系统，主要由中央处理器，红外线探头，均与中央处理器相连接的光敏传感器、数据存储器、报警器、电源和LED灯，以及串接在红外线探头与中央处理器之间的红外线信号处理电路组成；其特征在于，在光敏传感器与中央处理器之间还串接有信号转换放大电路。

2.根据权利要求1所述的一种基于信号转换放大电路的LED灯用智能光控系统，其特征在于，所述信号转换放大电路由转换芯片U，放大器P3，正极经电阻R14后与转换芯片U的COV管脚相连接、负极作为信号转换放大电路的输入端并与光敏传感器相连接的极性电容C6，N极与转换芯片U的THRE管脚相连接、P极经电阻R13后与极性电容C6的正极相连接的二极管D6，一端与二极管D6的P极相连接、另一端与转换芯片U的VS管脚相连接的电阻R15，正极与转换芯片U的CR管脚相连接、负极接地的极性电容C7，正极经电阻R16后与转换芯片U的RC管脚相连接、负极顺次经电阻R18和电阻R20后与放大器P3的输出端相连接的极性电容C9，P极与转换芯片U的COM管脚相连接、N极与放大器P3的正极相连接的二极管D7，正极与转换芯片U的FC管脚相连接、负极经电阻R17后与二极管D7的N极相连接的极性电容C8，一端与二极管D7的N极相连接、另一端与电阻R18与电阻R20的连接点相连接的可调电阻R19，以及P极与二极管D7的N极相连接、N极与放大器P3的输出端相连接的二极管D8组成；所述转换芯片U的GND管脚接地；所述放大器P3的负极接地；所述可调电阻R19与电阻R20的连接点作为信号转换放大电路的输出端并与中央处理器相连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于信号转换放大电路的LED灯用智能光控系统，其特征在于，所述红外线信号处理电路则由与红外线探头相连接的信号裁波电路，以及与信号裁波电路相连接的滤波放大电路组成；所述滤波放大电路的输出端与中央处理器相连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于信号转换放大电路的LED灯用智能光控系统，其特征在于，所述信号裁波电路由放大器P1，三极管VT1，二极管D2，P极与放大器P1的正极相连接、N极经电阻R2后与二极管D2的P极相连接的二极管D1，正极经电阻R1后与二极管D1的N极相连接、负极与二极管D2的N极相连接的极性电容C1，负极顺次经电阻R4和电阻R3后与二极管D2的N极相连接、正极与放大器P1的输出端相连接的极性电容C2，以及P极经电阻R5后与放大器P1的负极相连接、N极与三极管VT1的基极相连接的二极管D3组成；所述三极管VT1的发射极和极性电容C2的负极共同形成信号裁波电路的输出端并与滤波放大电路相连接，该三极管VT1的集电极接地；所述二极管D1的N极作为信号裁波电路的输入端与红外线探头相连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于信号转换放大电路的LED灯用智能光控系统，其特征在于，所述滤波放大电路由放大器P2，三极管VT2，三极管VT3，一端与放大器P2的负极相连接、另一端与三极管VT2的基极相连接的电阻R6，P极经电阻R7后与三极管VT2的发射极相连接、N极与三极管VT3的基极相连接的二极管D4，负极经电阻R9后与三极管VT3的发射极相连接、正极与三极管VT2的发射极相连接的极性电容C3，一端与极性电容C3的负极相连接、另一端与三极管VT2的发射极相连接的电阻R8，P极与三极管VT2的发射极相连接、N极经电阻R10后与三极管VT3的基极相连接的二极管D5，负极经电阻R12后与二极管D5的N极相连接、正极与三极管VT3的集电极相连接后同时接地的极性电容C5，以及负极经电阻R11后与放大器P2的输出端相连接、正极与二极管D5的N极相连接的极性电容C4组成；所述三极管VT2的集电极与三极管VT1的发射极相连接；所述放大器的正极与极性电容C2的负极相连接；所述极性电容C4的正极作为滤波放大电路的输出端。

6.根据权利要求5所述的一种基于信号转换放大电路的LED灯用智能光控系统，其特征在于，所述的光敏传感器为RA-1805NO型光敏传感器。

7.根据权利要求6所述的一种基于信号转换放大电路的LED灯用智能光控系统，其特征在于，所述红外线探头为KR-P819型红外线探头。

8.根据权利要求7所述的一种基于信号转换放大电路的LED灯用智能光控系统，其特征在于，所述转换芯片U为LM331集成芯片。