CN107364316A - 一种智能型电子液晶防眩遮阳装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能型电子液晶防眩遮阳装置，其包括有：液晶屏遮阳板；感光单元；负压单元，用于接入方波信号，并输出与该方波信号相对应的负电压；驱动单元，用于将高电位电压和负压单元输出的负电压加载于液晶屏遮阳板；主控单元，感光单元的输出端、负压单元的控制端和驱动单元的控制端分别电性连接于主控单元，主控单元用于向负压单元输出方波信号，并根据感光单元采集的外界光线强度而调整方波信号的占空比，藉由负压单元输出的负电压值的变化而调节液晶屏遮阳板的透光度。本发明及时调整液晶屏遮阳板的透光率，从而实现及时抵抗强光、无需手动操作、不占用视线范围，有助于安全驾驶。

Description

一种智能型电子液晶防眩遮阳装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及汽车遮阳、防眩光的装置，尤其涉及一种智能型电子液晶防眩遮阳装置及其控制方法。
背景技术
司机在驾驶车辆时，若遇强烈光线，则会刺激眼睛，比如，面对汽车大灯的照射、太阳光照等等，会导致短暂突盲，使得眼睛容易感到疲劳，从而造成的交通事故以及对眼睛的伤害。目前，减少开车过程中强光干扰的方法，主要是利用汽车驾驶席的遮阳板，该遮阳板多是塑料材质，副驾驶的遮阳板则多带有化妆镜，当需要遮阳板挡光时，需手动将遮阳板下翻，从而挡住光线，但是，由于下翻时已经对眼睛造成干扰或者伤害到眼睛，因而不能及时对强光、眩光做出反应，同时传统方式需要人工操作，不仅操作麻烦、影响驾驶，此外，遮阳板会占用驾驶员的视线范围，存在安全隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种智能型电子液晶防眩遮阳装置及其控制方法，该装置基于闭环控制方式对外界光线进行采集，并及时调整液晶屏遮阳板的透光率，从而实现及时抵抗强光、无需手动操作、不占用视线范围，有助于安全驾驶。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。
一种智能型电子液晶防眩遮阳装置，其包括有：一液晶屏遮阳板，安装于汽车顶部并且能够翻转；一感光单元，用于采集外界光线强度并输出电信号；一负压单元，用于接入方波信号，并输出与该方波信号相对应的负电压；一驱动单元，其输入端分别连接高电位和负压单元的输出端，其输出端连接于液晶屏遮阳板，所述驱动单元用于将高电位电压和负压单元输出的负电压加载于液晶屏遮阳板；一主控单元，所述感光单元的输出端、负压单元的控制端和驱动单元的控制端分别电性连接于主控单元，所述主控单元用于向负压单元输出方波信号，并根据感光单元采集的外界光线强度而调整方波信号的占空比，藉由负压单元输出的负电压值的变化而调节液晶屏遮阳板的透光度。
优选地，还包括有一三轴加速度传感器，所述三轴加速度传感器设于液晶屏遮阳板上，且该三轴加速度传感器电性连接于主控单元，所述三轴加速度传感器用于采集液晶屏遮阳板的翻转状态和汽车的行驶状态并以电信号的形式传输至主控单元。
优选地，所述感光单元包括有第一光敏传感器和第二光敏传感器，所述第一光敏传感器和第二光敏传感器用于感应外界光线强度并且分别以电信号的形式传输至主控单元。
优选地，所述负压单元包括有MOS管、肖特基二极管和电感，所述MOS管的控制端用于接入主控单元输出的方波信号，所述MOS管的两开关端分别连接高电位和电感的前端，所述电感的后端接地，所述电感的前端连接于肖特基二极管的阴极，所述肖特基二极管的阳极作为负压单元的输出端而连接于驱动单元。
优选地，所述驱动单元包括有CD4053模拟开关，所述CD4053模拟开关的输入端分别连接高电位和负压单元的输出端，所述CD4053模拟开关的输出端连接于液晶屏遮阳板，所述CD4053模拟开关的控制端连接于主控单元，藉由所述主控单元而控制CD4053模拟开关的切换状态。
优选地，所述主控单元包括有MSP430G2553单片机及其外围电路。
优选地，还包括有一供电单元，所述供电单元用于提供高电位电压。
一种智能型电子液晶防眩遮阳装置的控制方法，所述智能型电子液晶防眩遮阳装置包括有一液晶屏遮阳板、一感光单元、一负压单元、一驱动单元及一主控单元，所述液晶屏遮阳板安装于汽车顶部并且能够翻转，所述驱动单元的输入端分别连接高电位和负压单元的输出端，所述驱动单元的输出端连接于液晶屏遮阳板，所述感光单元的输出端、负压单元的控制端和驱动单元的控制端分别电性连接于主控单元，所述方法包括如下步骤：步骤S1，所述主控单元向负压单元输出方波信号；步骤S2，所述负压单元接入方波信号，并输出与该方波信号相对应的负电压至驱动单元；步骤S3，所述驱动单元将高电位电压和负压单元输出的负电压加载于液晶屏遮阳板；步骤S4，所述感光单元采集外界光线强度并输出电信号至主控单元；步骤S5，所述主控单元根据感光单元采集的外界光线强度而调整方波信号的占空比，藉由负压单元输出的负电压值的变化而调节液晶屏遮阳板的透光度。
优选地，还包括有一三轴加速度传感器，所述三轴加速度传感器设于液晶屏遮阳板上，且该三轴加速度传感器电性连接于主控单元，所述三轴加速度传感器用于采集液晶屏遮阳板的翻转状态和汽车的行驶状态并以电信号的形式传输至主控单元，所述主控单元根据液晶屏遮阳板的上翻或下翻动作而控制智能型电子液晶防眩遮阳装置开机或关机。
优选地，所述感光单元包括有第一光敏传感器和第二光敏传感器，所述第一光敏传感器和第二光敏传感器用于感应外界光线强度并且分别以电信号的形式传输至主控单元，所述主控单元根据第二光敏传感器采集的外界光线强度而判断当前光照环境为白天或夜间，所述主控单元根据第一光敏传感器采集的外界光线强度而调整其输出方波信号的占空比。
本发明公开的智能型电子液晶防眩遮阳装置，其工作过程中，所述主控单元向负压单元输出方波信号，所述负压单元接入方波信号后，输出与该方波信号相对应的负电压至驱动单元，再由所述驱动单元将高电位电压和负压单元输出的负电压加载于液晶屏遮阳板，汽车行驶过程中，所述感光单元采集外界光线强度并输出电信号至主控单元，之后所述主控单元根据感光单元采集的外界光线强度而调整方波信号的占空比，最后，根据负压单元输出的负电压值的变化而调节液晶屏遮阳板的透光度，使得液晶屏遮阳板对不同强度的光线均能起到最佳滤光效果。基于上述原理，本发明实现了对液晶屏遮阳板透光率的自动调整，无需手动操作，在行车过程中能及时抵抗强光，此外，基于液晶屏遮阳板的透光性，使其不占用驾驶员的视线范围，有助于安全驾驶。结合以上所述可以看出，本发明在防眩、遮阳产品领域取得了突出的进步，适合在本领域内推广应用，并具有较好的市场前景。
附图说明
图1为本发明智能型电子液晶防眩遮阳装置的组成框图。
图2为本发明智能型电子液晶防眩遮阳装置的局部原理图一。
图3为本发明智能型电子液晶防眩遮阳装置的局部原理图二。
图4为优选实施例中智能型电子液晶防眩遮阳装置控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。
本发明公开了一种智能型电子液晶防眩遮阳装置，结合图1至图3所示，其包括有：
一液晶屏遮阳板1，安装于汽车顶部并且能够翻转；
一感光单元2，用于采集外界光线强度并输出电信号；
一负压单元3，用于接入方波信号，并输出与该方波信号相对应的负电压；
一驱动单元4，其输入端分别连接高电位和负压单元3的输出端，其输出端连接于液晶屏遮阳板1，所述驱动单元4用于将高电位电压和负压单元3输出的负电压加载于液晶屏遮阳板1；
一主控单元5，所述感光单元2的输出端、负压单元3的控制端和驱动单元4的控制端分别电性连接于主控单元5，所述主控单元5用于向负压单元3输出方波信号，并根据感光单元2采集的外界光线强度而调整方波信号的占空比，藉由负压单元3输出的负电压值的变化而调节液晶屏遮阳板1的透光度。
上述智能型电子液晶防眩遮阳装置的工作过程中，所述主控单元5向负压单元3输出方波信号，所述负压单元3接入方波信号后，输出与该方波信号相对应的负电压至驱动单元4，再由所述驱动单元4将高电位电压和负压单元3输出的负电压加载于液晶屏遮阳板1，汽车行驶过程中，所述感光单元2采集外界光线强度并输出电信号至主控单元5，之后所述主控单元5根据感光单元2采集的外界光线强度而调整方波信号的占空比，最后，根据负压单元3输出的负电压值的变化而调节液晶屏遮阳板1的透光度，使得液晶屏遮阳板1对不同强度的光线均能起到最佳滤光效果。基于上述原理，本发明实现了对液晶屏遮阳板透光率的自动调整，无需手动操作，在行车过程中能及时抵抗强光，此外，基于液晶屏遮阳板的透光性，使其不占用驾驶员的视线范围，有助于安全驾驶。结合以上所述可以看出，本发明在防眩、遮阳产品领域取得了突出的进步，适合在本领域内推广应用，并具有较好的市场前景。
作为一种优选方式，本发明还包括有一三轴加速度传感器U3，所述三轴加速度传感器U3设于液晶屏遮阳板1上，且该三轴加速度传感器U3电性连接于主控单元5，所述三轴加速度传感器U3用于采集液晶屏遮阳板1的翻转状态和汽车的行驶状态并以电信号的形式传输至主控单元5。
关于感光单元的具体组成，所述感光单元2包括有第一光敏传感器D2和第二光敏传感器D3，所述第一光敏传感器D2和第二光敏传感器D3用于感应外界光线强度并且分别以电信号的形式传输至主控单元5。
为了实现负电压输出，所述负压单元3包括有MOS管Q1、肖特基二极管D5和电感L1，所述MOS管Q1的控制端用于接入主控单元5输出的方波信号，所述MOS管Q1的两开关端分别连接高电位和电感L1的前端，所述电感L1的后端接地，所述电感L1的前端连接于肖特基二极管D5的阴极，所述肖特基二极管D5的阳极作为负压单元3的输出端而连接于驱动单元4。
关于驱动单元的组成，所述驱动单元4包括有CD4053模拟开关U2，所述CD4053模拟开关U2的输入端分别连接高电位和负压单元3的输出端，所述CD4053模拟开关U2的输出端连接于液晶屏遮阳板1，所述CD4053模拟开关U2的控制端连接于主控单元5，藉由所述主控单元5而控制CD4053模拟开关U2的切换状态。
进一步地，所述主控单元5包括有MSP430G2553单片机U1及其外围电路。此外，本发明还包括有一供电单元6，所述供电单元6用于提供高电位电压。具体地，该供电单元6包括两个7号电池及一稳压电路，其利用稳压电路对电池输出的电压进行稳压处理后，可输出高电位电压，以供主控单元等部分上电。
为了更好地描述本发明的技术方案，本发明还公开了一种智能型电子液晶防眩遮阳装置的控制方法，所述智能型电子液晶防眩遮阳装置包括有一液晶屏遮阳板1、一感光单元2、一负压单元3、一驱动单元4及一主控单元5，所述液晶屏遮阳板1安装于汽车顶部并且能够翻转，所述驱动单元4的输入端分别连接高电位和负压单元3的输出端，所述驱动单元4的输出端连接于液晶屏遮阳板1，所述感光单元2的输出端、负压单元3的控制端和驱动单元4的控制端分别电性连接于主控单元5，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，所述主控单元5向负压单元3输出方波信号；
步骤S2，所述负压单元3接入方波信号，并输出与该方波信号相对应的负电压至驱动单元4；
步骤S3，所述驱动单元4将高电位电压和负压单元3输出的负电压加载于液晶屏遮阳板1；
步骤S4，所述感光单元2采集外界光线强度并输出电信号至主控单元5；
步骤S5，所述主控单元5根据感光单元2采集的外界光线强度而调整方波信号的占空比，藉由负压单元3输出的负电压值的变化而调节液晶屏遮阳板1的透光度。
上述方法中，还包括有一三轴加速度传感器U3，所述三轴加速度传感器U3设于液晶屏遮阳板1上，且该三轴加速度传感器U3电性连接于主控单元5，所述三轴加速度传感器U3用于采集液晶屏遮阳板1的翻转状态和汽车的行驶状态并以电信号的形式传输至主控单元5，所述主控单元5根据液晶屏遮阳板1的上翻或下翻动作而控制智能型电子液晶防眩遮阳装置开机或关机。
进一步地，所述感光单元2包括有第一光敏传感器D2和第二光敏传感器D3，所述第一光敏传感器D2和第二光敏传感器D3用于感应外界光线强度并且分别以电信号的形式传输至主控单元5，所述主控单元5根据第二光敏传感器D3采集的外界光线强度而判断当前光照环境为白天或夜间，所述主控单元5根据第一光敏传感器D2采集的外界光线强度而调整其输出方波信号的占空比。
关于本发明智能型电子液晶防眩遮阳装置和控制方法的具体应用，请参照如下实施例。
实施例一
本实施例提出的智能型电子液晶防眩遮阳装置及控制方法，请参照图2、图3和图4，本实施例中，主控U1MSP430G2553用于数据处理及采集，BATTERY为两节7号电池，通过电容C7进行稳定输出电压；Q6为降压芯片，用于将两节7号电池电压稳定降到2.2V，以供后续电路用电。安装电池后主控U1默认是关机休眠的。电阻R1和R2对电池输出电压进行分压，分压后通过P1.4脚配置为ADC模式读取模拟信号，再由U1分析得出两节7号电池电量情况。U3为三轴加速度传感器，U3的输入输出信号连接U1的P1.6、P1.7及P2.3，U1通过获取U3输出的电信号分析出当前的三轴角度和加速度，U1通过角度来判断遮阳板是上翻关机还是下翻关机。通过加速度获取汽车是否是开启、行驶等状态。D2是光敏传感器，根据光照射强度越高电阻越大的原理与电阻R13进行分压，U1的P1.5脚配置成ADC模式，通过读取模拟信号分析出当前光的强弱，再根据判断光强弱来改变LCD液晶镜片变色强弱。D3是光敏传感器，根据光照射强度越高电阻越大的原理与电阻R7进行分压，U1的P2.2脚配置成ADC模式，通过读取模拟信号分析出当前环境光的强弱，根据判断环境光强弱来分析汽车是在白天行驶还是晚上行驶。U2是数字控制模拟开关，U1通过P1.1脚输出100HZ的方波信号控制模拟开关不断变换为LCD上电、断电，P1.2输出1KHZ占空比90％以上的方波信号以驱动PMOS管Q1，再与D5肖特基二极管、L1电感组成负压电路，输出一个固定的负电压加到液晶屏上使液晶屏颜色变化。R55是纽扣式电位器，通过与U1P2.1连接，获取电信号来调整LCD液晶屏滤光强弱。
本发明公开的智能型电子液晶防眩遮阳装置及其控制方法，其基于闭环控制方式对外界光线进行采集，并及时调整液晶屏遮阳板的透光率，从而实现了及时抵抗强光、无需手动操作、不占用视线范围，有助于安全驾驶等性能，适合在本领域内推广应用，并具有较好的市场前景。
以上所述只是本发明较佳的实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种智能型电子液晶防眩遮阳装置，其特征在于，包括有：
一液晶屏遮阳板(1)，安装于汽车顶部并且能够翻转；
一感光单元(2)，用于采集外界光线强度并输出电信号；
一负压单元(3)，用于接入方波信号，并输出与该方波信号相对应的负电压；
一驱动单元(4)，其输入端分别连接高电位和负压单元(3)的输出端，其输出端连接于液晶屏遮阳板(1)，所述驱动单元(4)用于将高电位电压和负压单元(3)输出的负电压加载于液晶屏遮阳板(1)；
一主控单元(5)，所述感光单元(2)的输出端、负压单元(3)的控制端和驱动单元(4)的控制端分别电性连接于主控单元(5)，所述主控单元(5)用于向负压单元(3)输出方波信号，并根据感光单元(2)采集的外界光线强度而调整方波信号的占空比，藉由负压单元(3)输出的负电压值的变化而调节液晶屏遮阳板(1)的透光度。
2.如权利要求1所述的智能型电子液晶防眩遮阳装置，其特征在于，还包括有一三轴加速度传感器(U3)，所述三轴加速度传感器(U3)设于液晶屏遮阳板(1)上，且该三轴加速度传感器(U3)电性连接于主控单元(5)，所述三轴加速度传感器(U3)用于采集液晶屏遮阳板(1)的翻转状态和汽车的行驶状态并以电信号的形式传输至主控单元(5)。
3.如权利要求1所述的智能型电子液晶防眩遮阳装置，其特征在于，所述感光单元(2)包括有第一光敏传感器(D2)和第二光敏传感器(D3)，所述第一光敏传感器(D2)和第二光敏传感器(D3)用于感应外界光线强度并且分别以电信号的形式传输至主控单元(5)。
4.如权利要求1所述的智能型电子液晶防眩遮阳装置，其特征在于，所述负压单元(3)包括有MOS管(Q1)、肖特基二极管(D5)和电感(L1)，所述MOS管(Q1)的控制端用于接入主控单元(5)输出的方波信号，所述MOS管(Q1)的两开关端分别连接高电位和电感(L1)的前端，所述电感(L1)的后端接地，所述电感(L1)的前端连接于肖特基二极管(D5)的阴极，所述肖特基二极管(D5)的阳极作为负压单元(3)的输出端而连接于驱动单元(4)。
5.如权利要求1所述的智能型电子液晶防眩遮阳装置，其特征在于，所述驱动单元(4)包括有CD4053模拟开关(U2)，所述CD4053模拟开关(U2)的输入端分别连接高电位和负压单元(3)的输出端，所述CD4053模拟开关(U2)的输出端连接于液晶屏遮阳板(1)，所述CD4053模拟开关(U2)的控制端连接于主控单元(5)，藉由所述主控单元(5)而控制CD4053模拟开关(U2)的切换状态。
6.如权利要求1所述的智能型电子液晶防眩遮阳装置，其特征在于，所述主控单元(5)包括有MSP430G2553单片机(U1)及其外围电路。
7.如权利要求1所述的智能型电子液晶防眩遮阳装置，其特征在于，还包括有一供电单元(6)，所述供电单元(6)用于提供高电位电压。
8.一种智能型电子液晶防眩遮阳装置的控制方法，其特征在于，所述智能型电子液晶防眩遮阳装置包括有一液晶屏遮阳板(1)、一感光单元(2)、一负压单元(3)、一驱动单元(4)及一主控单元(5)，所述液晶屏遮阳板(1)安装于汽车顶部并且能够翻转，所述驱动单元(4)的输入端分别连接高电位和负压单元(3)的输出端，所述驱动单元(4)的输出端连接于液晶屏遮阳板(1)，所述感光单元(2)的输出端、负压单元(3)的控制端和驱动单元(4)的控制端分别电性连接于主控单元(5)，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，所述主控单元(5)向负压单元(3)输出方波信号；
步骤S2，所述负压单元(3)接入方波信号，并输出与该方波信号相对应的负电压至驱动单元(4)；
步骤S3，所述驱动单元(4)将高电位电压和负压单元(3)输出的负电压加载于液晶屏遮阳板(1)；
步骤S4，所述感光单元(2)采集外界光线强度并输出电信号至主控单元(5)；
步骤S5，所述主控单元(5)根据感光单元(2)采集的外界光线强度而调整方波信号的占空比，藉由负压单元(3)输出的负电压值的变化而调节液晶屏遮阳板(1)的透光度。
9.如权利要求8所述的智能型电子液晶防眩遮阳装置的控制方法，其特征在于，还包括有一三轴加速度传感器(U3)，所述三轴加速度传感器(U3)设于液晶屏遮阳板(1)上，且该三轴加速度传感器(U3)电性连接于主控单元(5)，所述三轴加速度传感器(U3)用于采集液晶屏遮阳板(1)的翻转状态和汽车的行驶状态并以电信号的形式传输至主控单元(5)，所述主控单元(5)根据液晶屏遮阳板(1)的上翻或下翻动作而控制智能型电子液晶防眩遮阳装置开机或关机。
10.如权利要求8所述的智能型电子液晶防眩遮阳装置的控制方法，其特征在于，所述感光单元(2)包括有第一光敏传感器(D2)和第二光敏传感器(D3)，所述第一光敏传感器(D2)和第二光敏传感器(D3)用于感应外界光线强度并且分别以电信号的形式传输至主控单元(5)，所述主控单元(5)根据第二光敏传感器(D3)采集的外界光线强度而判断当前光照环境为白天或夜间，所述主控单元(5)根据第一光敏传感器(D2)采集的外界光线强度而调整其输出方波信号的占空比。
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