CN113056050A - 单色光诱导近视模型的光控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及模型实验技术领域,尤其涉及单色光诱导近视模型的光控装置,包括LED灯、PWM调节器控制的输入端等。所述LED灯包括若干个不同颜色的灯体,所述LED灯的输入端通过设置的脉冲调节模块控制,所述脉冲调节模块通过控制改变恒流电源脉冲的工作比来改变LED灯的亮度,所述工作比为脉冲宽度/脉冲周期。本发明采用不同颜色多只LED灯组成的模组为光源,通过PWM法脉冲宽度调控恒流电源脉冲的工作比,改变注入功率,进而调节LED灯的照度。工作比为脉冲宽度/脉冲周期,在光照周期中不需要实验人员每天手动开关,给实验人员带来了便利,还可以通过移动端实现无线远程控制,大大提升了LED灯的控制便利程度。
Description
技术领域
本发明涉及模型实验技术领域,尤其涉及单色光诱导近视模型的光控装置。
背景技术
随着电子产品的普及以及小学生课业压力的增大,中国青少年近视发病率逐年增加、低龄化趋势明显。因而,对近视发生发展及近视发病机制的研究,已成为当今社会的热点问题。近视公认的发病原因,分为遗传和视觉环境两大方面。视觉环境中,又包括色觉、光觉、形觉等方面。色觉作为视觉环境中的重要组成部分,在近视发展中起着非常重要的作用。因而,单色光诱导的近视模型也成为近几年研究的热点,前期通过查阅文献我们发现,现有单色光造模装置光照度不可自由调节,光照周期需要实验人员每天手动开关,给实验人员造成了很大的麻烦。
发明内容
本发明的目的是为了解决背景技术中存在的缺点,而提出的单色光诱导近视模型的光控装置。
为达到以上目的,本发明采用的技术方案为:单色光诱导近视模型的光控装置,包括LED灯,所述LED灯的输入端通过设置的脉冲调节模块控制,所述LED灯包括若干个不同颜色的灯体,所述脉冲调节模块通过控制改变恒流源脉冲的工作比来改变LED灯的亮度,所述工作比为脉冲宽度/脉冲周期。
优选的,所述LED灯包括蓝光、绿光、白光、红光与黄光,其中:
所述蓝光由蓝色LED提供光源,峰值波长430nm,半波宽20nm;
所述绿光由绿光LED提供光源,峰值波长530nm,半波宽30nm;
所述白光由白色LED提供光源,色温在4500K-6500K可调;
所述红光由红色LED提供光源,峰值波长625-635nm,半波宽35nm;
所述黄光由黄色LED提供光源,中心波长570nm,半波宽26nm。
优选的,所述脉冲调节模块包括数字PWM调节器、数字PWM驱动器、功率输入模块与参考缓冲器,所述功率输入模块连接参考缓冲器,所述参考缓冲器连接数字PWM驱动器,所述数字PWM驱动器连接数字PWM调节器,所述功率输入模块用来输入不同功率的电流,所述参考缓冲器用来将输入的电流功率临时记录,所述数字PWM驱动器用来发出PWM数字信号,所述数字PWM调节器用来调节恒流源脉冲的工作比。
优选的,所述数字PWM调节器包括第一比较器与第二比较器,所述第一比较器与第二比较器共同连接有RS触发器,所述RS触发器连接有放大器,所述放大器通过开关电路连接有倍压电路,若干个所述LED灯连接有倍压电路上,所述第一比较器与第二比较器将模拟信号转化为二进制信号发送给RS触发器,所述RS触发器用来配合二进制信号发出脉冲方波电信号,所述放大器用来放大RS触发器发出的脉冲方波电信号以满足LED灯的发光所需功率,所述倍压电路接收电信号来控制LED灯的通断,所述开关电路为人为控制LED灯的通断提供便利。
优选的,所述倍压电路连接有反馈调节电路,所述反馈调节电路连接至第一比较器的端口,所述反馈调节电路用以检测电路供电是否异常进而控制为LED灯的供电通断。
优选的,所述反馈调节电路包括回路电路,所述回路电路连接有互感器电流反馈模块与PID反馈给定调节模块,所述互感器电流反馈模块通过控制信号输入模块连接在PID反馈给定调节模块上,所述PID反馈给定调节模块连接在第一比较器的端口,所述互感器电流反馈模块还连接有逐波关断控制模块,所述互感器电流反馈模块用来量测电流电压与保护整个回路电路,所述控制信号输入模块用来为使用者调节输入电流功率,PID反馈给定调节模块根据使用者输入或者回路电路给定的电流功率回输至第一比较器中,所述逐波关断控制模块用来控制倍压电路电流的通断。
优选的,所述脉冲调节模块通过WiFi控制器连接有移动端。
优选的,所述LED灯固定安装在环境箱体的外表面,所述环境箱体的一侧通过合页活动安装有活动门,所述活动门的远离合页的一侧边沿通过锁扣与环境箱体之间相连接,所述环境箱体的下端面固定安装有垫高座。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、本发明采用不同颜色多只LED灯组成的模组为光源,通过改变注入功率,调节照度,采用PWM法,脉冲宽度调制,改变恒流源脉冲的工作比就可以改变LED的亮度,工作比为脉冲宽度/脉冲周期,在光照周期中不需要实验人员每天手动开关,给实验人员带来了便利。
2、通过设置的WiFi控制器与移动端,为了方便使用,本LED灯的控制均采用WiFi控制器,通过移动端实现无线远程控制,大大提升了LED灯的控制便利程度。
3、通过设置的脉冲调节模块,功率输入模块用来输入不同功率的电流,参考缓冲器用来将输入的电流功率临时记录,数字PWM驱动器用来发出PWM数字信号,数字PWM调节器用来调节恒流源脉冲的工作比,第一比较器与第二比较器将模拟信号转化为二进制信号发送给RS触发器,RS触发器用来配合二进制信号发出脉冲方波电信号,放大器用来放大RS触发器发出的脉冲方波电信号以满足LED灯的发光所需功率,倍压电路接收电信号来控制LED灯的通断,开关电路为人为控制LED灯的通断提供便利,以此进行LED灯的脉冲光控。
4、通过设置的反馈调节电路,互感器电流反馈模块用来量测电流电压与保护整个回路电路,控制信号输入模块用来为使用者调节输入电流功率,PID反馈给定调节模块根据使用者输入或者回路电路给定的电流功率回输至第一比较器中,逐波关断控制模块用来控制倍压电路电流的通断,对电路起到了检测电流电压以及保护的作用,利于电路的正常工作。
附图说明
图1为本发明单色光诱导近视模型的光控装置的原理图;
图2为本发明单色光诱导近视模型的光控装置的脉冲调节模块原理图;
图3为本发明单色光诱导近视模型的光控装置的数字PWM调节器原理图;
图4为本发明单色光诱导近视模型的光控装置的反馈调节电路原理图;
图5为本发明单色光诱导近视模型的光控装置的结构图;
图6为本发明单色光诱导近视模型的光控装置的PWM法原理图。
图中:1、LED灯;2、脉冲调节模块;3、WiFi控制器;4、移动端;5、环境箱体;6、垫高座;7、活动门;8、锁扣;9、功率输入模块;10、参考缓冲器;11、数字PWM驱动器;12、数字PWM调节器;13、第一比较器;14、第二比较器;15、RS触发器;16、放大器;17、开关电路;18、倍压电路;19、反馈调节电路;20、回路电路;21、互感器电流反馈模块;22、控制信号输入模块;23、PID反馈给定调节模块;24、逐波关断控制模块。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
如图1-图6所示的单色光诱导近视模型的光控装置,包括LED灯1,LED灯1的输入端通过设置的脉冲调节模块2控制,LED灯1包括若干个不同颜色的灯体,脉冲调节模块2通过控制改变恒流源脉冲的工作比来改变LED灯1的亮度,工作比为脉冲宽度/脉冲周期,如附图6中,若脉冲周期为tp,脉冲宽度为ton,那么其工作比D就是ton/tp。改变恒流源脉冲的工作比就可以改变LED灯1的亮度。
LED灯1包括蓝光、绿光、白光、红光与黄光,其中:
蓝光由蓝色LED提供光源,峰值波长430nm,半波宽20nm;
绿光由绿光LED提供光源,峰值波长530nm,半波宽30nm;
白光由白色LED提供光源,色温在4500K-6500K可调;
红光由红色LED提供光源,峰值波长625-635nm,半波宽35nm;
黄光由黄色LED提供光源,中心波长570nm,半波宽26nm。
脉冲调节模块2包括数字PWM调节器12、数字PWM驱动器11、功率输入模块9与参考缓冲器10,功率输入模块9连接参考缓冲器10,参考缓冲器10连接数字PWM驱动器11,数字PWM驱动器11连接数字PWM调节器12,功率输入模块9用来输入不同功率的电流,参考缓冲器10用来将输入的电流功率临时记录,数字PWM驱动器11用来发出PWM数字信号,数字PWM调节器12用来调节恒流源脉冲的工作比。
数字PWM调节器12包括第一比较器13与第二比较器14,第一比较器13与第二比较器14共同连接有RS触发器15,RS触发器15连接有放大器16,放大器16通过开关电路17连接有倍压电路18,若干个LED灯1连接有倍压电路18上,第一比较器13与第二比较器14将模拟信号转化为二进制信号发送给RS触发器15,RS触发器15用来配合二进制信号发出脉冲方波电信号,放大器16用来放大RS触发器15发出的脉冲方波电信号以满足LED灯1的发光所需功率,倍压电路18接收电信号来控制LED灯1的通断,开关电路17为人为控制LED灯1的通断提供便利。
倍压电路18连接有反馈调节电路19,反馈调节电路19连接至第一比较器13的端口,反馈调节电路19用以检测电路供电是否异常进而控制为LED灯1的供电通断。
反馈调节电路19包括回路电路20,回路电路20连接有互感器电流反馈模块21与PID反馈给定调节模块23,互感器电流反馈模块21通过控制信号输入模块22连接在PID反馈给定调节模块23上,PID反馈给定调节模块23连接在第一比较器13的端口,互感器电流反馈模块21还连接有逐波关断控制模块24,互感器电流反馈模块21用来量测电流电压与保护整个回路电路20,控制信号输入模块22用来为使用者调节输入电流功率,PID反馈给定调节模块23根据使用者输入或者回路电路20给定的电流功率回输至第一比较器13中,逐波关断控制模块24用来控制倍压电路18电流的通断。
脉冲调节模块2通过WiFi控制器3连接有移动端4。
LED灯1固定安装在环境箱体5的外表面,环境箱体5的一侧通过合页活动安装有活动门7,活动门7的远离合页的一侧边沿通过锁扣8与环境箱体5之间相连接,环境箱体5的下端面固定安装有垫高座6。
本发明采用不同颜色多只LED灯1组成的模组为光源,通过改变注入功率,调节照度,采用PWM法,脉冲宽度调制,改变恒流源脉冲的工作比就可以改变LED的亮度,工作比为脉冲宽度/脉冲周期,在光照周期中不需要实验人员每天手动开关,给实验人员带来了便利;通过设置的WiFi控制器3与移动端4,为了方便使用,本LED灯1的控制均采用WiFi控制器3,通过移动端4实现无线远程控制,大大提升了LED灯1的控制便利程度;通过设置的脉冲调节模块2,功率输入模块9用来输入不同功率的电流,参考缓冲器10用来将输入的电流功率临时记录,数字PWM驱动器11用来发出PWM数字信号,数字PWM调节器12用来调节恒流源脉冲的工作比,第一比较器13与第二比较器14将模拟信号转化为二进制信号发送给RS触发器15,RS触发器15用来配合二进制信号发出脉冲方波电信号,放大器16用来放大RS触发器15发出的脉冲方波电信号以满足LED灯1的发光所需功率,倍压电路18接收电信号来控制LED灯1的通断,开关电路17为人为控制LED灯1的通断提供便利,以此进行LED灯1的脉冲光控;通过设置的反馈调节电路19,互感器电流反馈模块21用来量测电流电压与保护整个回路电路20,控制信号输入模块22用来为使用者调节输入电流功率,PID反馈给定调节模块23根据使用者输入或者回路电路20给定的电流功率回输至第一比较器13中,逐波关断控制模块24用来控制倍压电路18电流的通断,对电路起到了检测电流电压以及保护的作用,利于电路的正常工作。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (8)
1.单色光诱导近视模型的光控装置,包括LED灯(1),其特征在于:所述LED灯(1)的输入端通过设置的脉冲调节模块(2)控制,所述LED灯(1)包括若干个不同颜色的灯体,所述脉冲调节模块(2)通过控制改变恒流源脉冲的工作比来改变LED灯(1)的亮度,所述工作比为脉冲宽度/脉冲周期。
2.根据权利要求1所述的单色光诱导近视模型的光控装置,其特征在于:所述LED灯(1)包括蓝光、绿光、白光、红光与黄光,其中:
所述蓝光由蓝色LED提供光源,峰值波长430nm,半波宽20nm;
所述绿光由绿光LED提供光源,峰值波长530nm,半波宽30nm;
所述白光由白色LED提供光源,色温在4500K-6500K可调;
所述红光由红色LED提供光源,峰值波长625-635nm,半波宽35nm;
所述黄光由黄色LED提供光源,中心波长570nm,半波宽26nm。
3.根据权利要求1所述的单色光诱导近视模型的光控装置,其特征在于:所述脉冲调节模块(2)包括数字PWM调节器(12)、数字PWM驱动器(11)、功率输入模块(9)与参考缓冲器(10),所述功率输入模块(9)连接参考缓冲器(10),所述参考缓冲器(10)连接数字PWM驱动器(11),所述数字PWM驱动器(11)连接数字PWM调节器(12),所述功率输入模块(9)用来输入不同功率的电流,所述参考缓冲器(10)用来将输入的电流功率临时记录,所述数字PWM驱动器(11)用来发出PWM数字信号,所述数字PWM调节器(12)用来调节恒流源脉冲的工作比。
4.根据权利要求3所述的单色光诱导近视模型的光控装置,其特征在于:所述数字PWM调节器(12)包括第一比较器(13)与第二比较器(14),所述第一比较器(13)与第二比较器(14)共同连接有RS触发器(15),所述RS触发器(15)连接有放大器(16),所述放大器(16)通过开关电路(17)连接有倍压电路(18),若干个所述LED灯(1)连接有倍压电路(18)上,所述第一比较器(13)与第二比较器(14)将模拟信号转化为二进制信号发送给RS触发器(15),所述RS触发器(15)用来配合二进制信号发出脉冲方波电信号,所述放大器(16)用来放大RS触发器(15)发出的脉冲方波电信号以满足LED灯(1)的发光所需功率,所述倍压电路(18)接收电信号来控制LED灯(1)的通断,所述开关电路(17)为人为控制LED灯(1)的通断提供便利。
5.根据权利要求4所述的单色光诱导近视模型的光控装置,其特征在于:所述倍压电路(18)连接有反馈调节电路(19),所述反馈调节电路(19)连接至第一比较器(13)的端口,所述反馈调节电路(19)用以检测电路供电是否异常进而控制为LED灯(1)的供电通断。
6.根据权利要求5所述的单色光诱导近视模型的光控装置,其特征在于:所述反馈调节电路(19)包括回路电路(20),所述回路电路(20)连接有互感器电流反馈模块(21)与PID反馈给定调节模块(23),所述互感器电流反馈模块(21)通过控制信号输入模块(22)连接在PID反馈给定调节模块(23)上,所述PID反馈给定调节模块(23)连接在第一比较器(13)的端口,所述互感器电流反馈模块(21)还连接有逐波关断控制模块(24),所述互感器电流反馈模块(21)用来量测电流电压与保护整个回路电路(20),所述控制信号输入模块(22)用来为使用者调节输入电流功率,PID反馈给定调节模块(23)根据使用者输入或者回路电路(20)给定的电流功率回输至第一比较器(13)中,所述逐波关断控制模块(24)用来控制倍压电路(18)电流的通断。
7.根据权利要求1所述的单色光诱导近视模型的光控装置,其特征在于:所述脉冲调节模块(2)通过WiFi控制器(3)连接有移动端(4)。
8.根据权利要求1所述的单色光诱导近视模型的光控装置,其特征在于:所述LED灯(1)固定安装在环境箱体(5)的外表面,所述环境箱体(5)的一侧通过合页活动安装有活动门(7),所述活动门(7)的远离合页的一侧边沿通过锁扣(8)与环境箱体(5)之间相连接,所述环境箱体(5)的下端面固定安装有垫高座(6)。
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