CN201103816Y

CN201103816Y - 光强可调式智能型节能台灯

Info

Publication number: CN201103816Y
Application number: CNU2007201582594U
Authority: CN
Inventors: 迟宗涛; 方瑛颖; 管瑶; 李冬梅
Original assignee: Qingdao University
Current assignee: Qingdao University
Priority date: 2007-12-04
Filing date: 2007-12-04
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2017-12-04

Abstract

本实用新型涉及一种利用光传感器和单片机控制光亮度的智能型光强可调式节能台灯，主体结构包括发光灯管、传信导线、控制电路、弧面灯罩、底座盒、弯曲可调式内空支杆、感光器、电源开关和控制键盘，斜台式底座盒正面一侧制有控制键盘，另一侧上部制有感光器，下部制有电源开关，底座盒背侧中心处竖向固定制有弯曲可调式内空支杆，支杆顶部横向固定制有弧面灯罩，灯罩内顺向制有发光灯管，弧面灯罩内经过支杆内腔电连通制有传信导线并与装置于底座盒内的控制电路信息电连通，实现光电信息传送和调光自动控制功能；其电路原理简单，性能安全可靠，特别是在调光控制电路基础上形成的台灯灯具，具有结构新颖，外状美观，使用操作方便等优点。

Description

光强可调式智能型节能台灯

技术领域：

本实用新型涉及一种利用光传感器和单片机控制光亮度的智能型光强可调式节能台灯。

技术背景：

现有的节能型可自动调光的灯具主要有三种：一是手动调挡式，利用按键通过手动控制对光强进行调整，这种灯具的光强度无法随外.界环境光亮的改变而改变，不能有效利用已有的自然光强，而且调整也不是自动的；二是触摸式，通过感应电极片向触摸感应端发出触发脉冲信号，通过人工触摸来对光强和亮度进行调节控制，这种调光方式在一定程度上受触摸手温度的影响，不能准确良好的达到调光的需求，在一些对光强亮度要求严格的场合如医院等，往往不被使用。三是红外感应式，利用红外传感作用根据自然光的强度，通过控制电路对节能灯具进行亮度调控，这类调光节能灯具只能适应于具备自然光的场合，而往往不适用于室内。近几年，市面上陆续出现了多种电子式感应式自动调节光强度的灯具，其调节后的光照度往往无法达到用户所需的理想亮度，其节能效果也不明显，因此这种台灯仍有调节不灵敏，节能效果弱，电路原理复杂等不足之处。

发明内容：

本实用新型的目的在于克服现有灯具调节光强度存在的缺点，寻求设计一种基于单片机和传感器控制光亮度而实现自动调节光强和节能功效的智能化自动调节光强灯具，特别是要设计一种可应用于室内场合的台灯，该台灯在传统台灯的控制电路中分出一部分作为缓冲区，根据用户设定的光强度在单片机、传感器的电原理作用下在缓冲区内调出所设定的光照度，单片机驱动即可达到既设的亮度，同时本实用新型会随着外界光强度的变化而调节光照度，从而达到自动调光强和节能效果。

为了实现上述目的，本实用新型的主体结构包括发光灯管、传信导线、控制电路、弧面灯罩、底座盒、弯曲可调式内空支杆、感光器(或光传感器)、电源开关和控制键盘，斜台式底座盒正面一侧制有控制键盘，另一侧上部制有感光器，下部制有电源开关，底座盒背侧中心处竖向固定制有弯曲可调式内空支杆，支杆顶部横向固定制有弧面灯罩，灯罩内顺向制有发光灯管，弧面灯罩内经过支杆内腔电连通制有传信导线并与装置于底座盒内的控制电路信息电连通，实现光电信息传送和调光自动控制功能；控制电路包括感应电路、调光电路和驱动电路三部分，在单片机的主导下电信连通构成一体式结构装置于底座盒内并通过控制键盘实现人工启动调控。

本实用新型工作时，用户自行输入所需要的光照度，控制线路根据外界已有亮度产生不足的光照度或消除多余的光照，以达到用户的要求，既满足了用户的要求，使用户使用起来更方更精确，又可减少电能量的无意损耗；调光电路的主要由感光器(光敏电阻)、单片机构成，可控硅构成实现电路；通过感应外界光的强度和用户的目标光照度，让单片机控制可控硅，实现光强的自动调节。本实用新型可根据室内光强度不同自动调节灯泡亮度达到用户所设定的光照度，把室内的光照强度转换为电压传入单片机，再与用户的设定值进行比较，利用单片机把所需信号传给驱动电路，用驱动电路实现台灯的自动调光；感应电路感应到室内的光照强度并给调光电路一个信号，然后，调光电路根据用户所设定的光照度向驱动电路发出时钟脉冲来调节台灯的亮度。

本实用新型的感应电路由一个光敏电阻(感光器)，两个电阻和一个基本放大器组成，利用光敏电阻测得的光强转化为电压信号，通过放大器输出，放大器实现负反馈，使电路稳定。当光照弱时，光敏电阻的电阻小，电流上升，电压变高；当光照强时，光敏电阻的阻值变小，电压下降。根据输出的电压不同可以表示不同的室内光强。

本实用新型的调光电路由AD转换器、单片机构成，当感应电路给AD转换器输入信号，通过AD转换器，把模拟信号转换成数字信号输入调光电路，再根据用户设定的所需光强来调节和控制驱动电路。

本实用新型的驱动电路主要由三极管、光电耦合器、可控硅和若干个电阻电容电连通组成，灯管亮度由可控硅的导通角控制，单片机产生的可控硅控制移相脉冲，移相角的改变实现导通角的改变，移相角较大时，可控硅的导通角较小，输出电压较低，灯管的亮度较暗；当移相角较小时，可控硅的导通角较大，输出的电压较高，灯管的亮度较大；当导通角不为0时，台灯启动；当导通角为0时，灯管停止。单片机的17号管脚为低电平时，三极管导通，其集电极电流驱动光电耦合器导通，使可控硅的G极产生脉冲信号触发可控硅导通。当单片机的17号管脚为高电平时，三极管、光电耦合器、可控硅都处于截止状态。移相角的改变是通过单片机延时的长短来改变的。但延续时间长时，移相角大，导通角小；延续时间短时，移相角小，导通角大；当导通角为0时，台灯停止工作。

本实用新型与现有技术相比，其电路原理简单，性能安全可靠，特别是在调光控制电路基础上形成的台灯灯具，具有结构新颖，外状美观，使用操作方便等优点。

附图说明：

图1为本实用新型的主体结构原理示意图。

图2为本实用新型的调光控制电路的工作流程示意图。

图3为本实用新型的调光控制电路原理示意图。

具体实施方式：

下面结合附图并通过实施例作进一步描述。

实施例：

本实施例的主体结构包括发光灯管1、传信导线2、控制电路3、弧面灯罩4、底座盒5、弯曲可调式内空支杆6、感光器(或光传感器)7、电源开关8和控制键盘9，斜台式底座盒5正面一侧制有控制键盘9，另一侧上部制有感光器7，下部制有电源开关8，底座盒5背侧中心处竖向固定制有弯曲可调式内空支杆6，支杆顶部横向固定制有弧面灯罩4，灯罩内顺向制有发光灯管1，弧面灯罩4内经过支杆内腔电连通制有传信导线2并与装置于底座盒5内的控制电路3信息电连通，实现光电信息传送和调光自动控制功能；控制电路3包括感应电路、调光电路和驱动电路三部分，在单片机的主导下电信连通构成一体式结构装置置于底座盒5内并通过控制键盘9实现人工启动调控。

本实施例的感应电路由一个光敏电阻LED1，两个电阻R2和R3及一个基本放大器U3组成。其实现转换功能，利用光敏电阻测得的光强转化为电压信号，通过放大器输出。放大器实现负反馈，使电路稳定。当光照弱时，光敏电阻LED1的电阻小，电流上升，电压变高；当光照强时，光敏电阻的阻值变小，电压下降。根据输出的电压不同可以表示不同的室内光强。

本实施例的调光电路由一片U4(TLC0820)转换器、U5(89C51)单片机构成，单片机U5的17(p2.7)管脚接驱动电路；1(p0.0)、2(p0.1)、3(p0.2)、4(p0.3)、5(p0.4)、6(p0.5)、7(p0.6)、8(p0.7)管脚分别接U4的八个输出；U4的1(IN1)管脚接感应电路；9(p1.0)、10(p1.1)、11(p1.2)、12(p1.3)、13(p1.4)、14(p1.5)、15(p1.6)管脚接12个开关按键(手动)来接受用户设定的光强，18(xtal1)、19(xtal2)两个管脚接U7晶体振荡器；具体实现过程：当感应电路给U4的IN1管脚输入信号，通过转换器，把模拟信号转换成数字信号输入U2的八个管脚，再根据用户设定的所需光强来改变17(p2.7)管脚延时的长短来控制驱动电路。

本实施例的驱动电路主要由三极管Q1、光电耦合器Q2、可控硅D4和电阻R6、R7、R8电连通组成，发光灯管1的亮度是由可控硅D2的导通角控制的，U5(89C51)单片机产生的可控硅控制的移相脉冲，移相角的改变实现导通角的改变，即当移相角较大时，可控硅的导通角较小，输出电压较低，灯管的亮度较暗；当移相角较小时，可控硅的导通角较大，输出的电压较高，灯管的亮度较亮。当导通角不为0时，台灯启动；当导通角为0时，灯管停止。U5的17管脚为低电平时，三极管导通，其集电极电流驱动光电耦合器导通，使可控硅的G极产生脉冲信号触发可控硅导通。当17管脚为高电平时，三极管Q1、光电耦合器Q2、可控硅D4都处于截止状态。移相角的改变是通过单片机延时的长短来改变的。但延续时间长时，移相角大，导通角小；延续时间短时，移相角小，导通角大；当导通角为0时，台灯停止工作。

本实施例中的控制电路各元器件选择参数为：U1：78L05；U2：79L05；U3放大器；U4：ADC；U5：89C51；U6：振晶12.000MHZ；R1：120KΩ；R2：300Ω；R3：47KΩ；R4：10KΩ；R5：390Ω；R6：2.7KΩ：R7：120KΩ；R8：120KΩ/2W；LED1：光敏电阻；Q1：三极管；Q2光电耦合；D1：硅整流堆；D2：硅整流堆；D3：10V；D4：可控硅；D5：10V；D6：硅整流堆；X1：电源指示灯；C1：4700uf；C2：4700uf；C3：4700uf；C4：4700uf；C5：30pf；C6：30pf；上述元器件按照附图3调光控制电路采用制版装置电连通制作成一体安装于底座盒5内。

Claims

1.一种光强可调式智能型节能台灯，主体结构包括发光灯管、传信导线、控制电路、弧面灯罩、底座盒、弯曲可调式内空支杆、感光器、电源开关和控制键盘，其特征在于斜台式底座盒正面一侧制有控制键盘，另一侧上部制有感光器，下部制有电源开关，底座盒背侧中心处竖向固定制有弯曲可调式内空支杆，支杆顶部横向固定制有弧面灯罩，灯罩内顺向制有发光灯管，弧面灯罩内经过支杆内腔电连通制有传信导线并与装置于底座盒内的控制电路电连通。