CN203243565U - 一种多功能led台灯 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种多功能LED台灯，包括电源电路，一符合人眼特性曲线的照度传感器，用于检测环境亮度；一人体检测光电开关，用以检测LED台灯前是否有人；一LED恒流驱动电路，以恒流的方式给LED提供电流；一液晶显示屏，用于显示时间、照度等信息；一主控单片机，用于读取照度传感器的照度值数据、光电开关信息，并驱动LED恒流电路实现调光功能。该LED台灯具备自动和手动两种模块，在自动模式下该LED台灯能够根据环境亮度自动调整台灯亮度，在手动模式下，可通过按键手动调节LED灯亮度。该多功能LED台灯还具备自动开关灯，定时提醒等智能化功能，内部锂电池的备用电源还可作为应急灯使用。

Description

一种多功能LED台灯
技术领域
 本实用新型属于灯具领域，具体涉及一种多功能LED台灯。 
背景技术
台灯，作为常用的照明装置，在日常生活中具有普遍的应用。传统的台灯采用白炽灯作为发光源，白炽灯绝大多数电能转换成了热能，发光效率很低。LED照明具有能源转换效率高，控制灵活等特点，逐渐得到推广应用。
传统的台灯，都是通过人工手动控制电源的打开与关闭，操作的便捷性较低，如果在离开时忘记了关灯，也易照成能源的浪费。在台灯的使用中，环境光的亮度对照明灯的亮度会有不同的要求，而传统的台灯并不具备根据环境光自动调节台灯亮度的功能。人们在台灯下阅读或学习时，在较为投入的情况下，往往会连续用眼时间过长，长时间连续用眼容易照成眼睛疲劳，甚至造成视力的下降。传统的台灯基本通过220V交流市电进行供电，如果电网断电，台灯即不能工作。
根据以上的需求，发明一款以LED灯作为光源，具备自动开关灯，能够根据环境光自动调节台灯亮度，具备220V电网断电仍能继续提供照明的多功能LED台灯，具有重要的实用价值。
实用新型内容
本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了一种多功能LED台灯。
本实用新型是通过如下技术方案实现的：
一种多功能LED台灯，包括：
一电源电路，用于采用外部电源或者内部锂电池供电；
一照度传感器，用于检测环境亮度，并将环境亮度数据输出至主控单片机；
一反射式光电开关，用于检测LED台灯前是否有人，并将检测结果输出至主控单片机；
一LED恒流驱动电路，用于通过LED恒流驱动芯片以恒流的方式给LED灯提供电流；
一液晶显示屏，用于显示连续用电时间和当前的环境亮度数据；
一手动按键电路，用于通过按键手动向主控单片机输入调光信息；
一主控单片机，用于读取环境亮度数据和反射式光电开关信息，并产生PWM信号驱动LED恒流电路进行调光；
照度传感器、反射式光电开关、手动按键电路、LED恒流驱动电路和液晶显示屏均与主控单片机相连。
进一步的，所述反射式光电开关包括一个红外发射管和一个光敏接收管，光敏接收管设置于红外发射管发射的红外光经人体反射的反射回路上。
进一步的，所述电源电路包括外部电源适配器、锂电池充电电路、锂电池、电源切换电路、DC/DC变换电路和稳压电路；外部电源适配器经锂电池充电电路与锂电池相连，外部电源适配器和锂电池的输出端均与电源切换电路、DC/DC变换电路和稳压电路依次串联。
本实用新型所述的多功能LED台灯具有如下有益效果：
（1）采用符合人眼感光特征曲线的照度传感器，使检测的光照度与人眼实际感受的光照强度相符；
（2）采用恒流驱动芯片对LED照明灯进行恒流驱动，获得稳定的光照度，降低由于台灯照度不稳对眼睛带来的伤害；
（3）采用主控单片机的PWM对LED灯进行数字调光，通过照度传感器进行照度检测，实现照度的闭环控制，使LED台灯与环境照度相叠加后的照度满足人眼舒适照度的需要；
（4）通过反射式光电开关检测台灯前是否有人存在，根据人的有无自动实现台灯的开启与关闭，达到节能效果；
（5）利用主控单片机的定时器实现定时功能，通过按键和液晶屏配合设置定时时间，当定时时间到时，进行LED灯闪烁提示，实现对连续用眼时间的提醒，可起到预防近视的作用；
（6）采用两组电源，除了通过外接电源适配器供电外，还内置了锂电池，具有两者电源的自动切换功能，在外接电源断电的情况下可以当做应急灯使用，也可以作为便携式LED灯使用。
附图说明
图1为多功能LED台灯的结构框图；
图2为锂电池充电电路和电源切换电路的原理图；
图3为DC/DC变换电路的原理图；
图4为5V转3.3V稳压电路的原理图；
图5为LED恒流驱动电路的原理图；
图6为主控单片机电路的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
如图1所示，本实用新型提供了一种多功能LED台灯，包括：一电源电路，用于采用外部电源或者内部锂电池供电；一照度传感器，用于检测环境亮度，并将环境亮度数据输出至主控单片机；一反射式光电开关，用于检测LED台灯前是否有人，并将检测结果输出至主控单片机；一LED恒流驱动电路，用于通过LED恒流驱动芯片以恒流的方式给LED灯提供电流；一液晶显示屏，用于显示连续用电时间和当前的环境亮度数据；一手动按键电路，用于通过按键手动向主控单片机输入调光信息；一主控单片机，用于读取环境亮度数据和反射式光电开关信息，并产生PWM信号驱动LED恒流电路进行调光；照度传感器、反射式光电开关、手动按键电路、LED恒流驱动电路和液晶显示屏均与主控单片机相连。
所述反射式光电开关包括一个红外发射管和一个光敏接收管，光敏接收管设置于红外发射管发射的红外光经人体反射的反射回路上。当有人来到台灯前时，红外发射管发送的红外光通过人体反射，使光敏接收管接收到红外信号，从而送出有效信号，单片机检测到该信号后，启动LED照明灯。
所述电源电路包括外部电源适配器、锂电池充电电路、锂电池、电源切换电路、DC/DC变换电路和稳压电路；外部电源适配器经锂电池充电电路与锂电池相连，外部电源适配器和锂电池的输出端均与电源切换电路、DC/DC变换电路和稳压电路依次串联。
如图2所示，外部直流电源适配器通过J1输入5V的直流电，通过锂电池充电管理芯片U4(TP4056)对锂电池BT1进行充电，此时PMOS管Q1的栅极为高电平而截止，电源适配器通过二极管D4对后面电路供电。当外部电源适配器未向J1口供电时，PMOS的栅极为低电平，PMOS管Q1导通，锂电池经Q1对后面电路供电。
如图3所示，当输入直流电压为1.8-5.5V之间时，输出可以提供恒定的5V直流电，该电路输出电路可达到1000mA。该5V直流电直接给LED恒流芯片TPS61165和人体检测光电开关供电，TPS61032的LBO为电压过低指示口，当锂电池电压下降到预设的下限电压时，LBO口输出低电平，LED发光管D10发光，指示锂电池电量不足。
图4为5V转3.3V稳压电路，对图3输出的5V直流电通过U2(AMS1117-3.3)稳压，得到3.3V的直流电压，该直流电压为单片机Atmega48、液晶屏LCD5110、环境光照传感器TSL2561供电。
图5为LED照明灯的恒流驱动电路，U6(TPS61165)为恒流驱动芯片，为三个LED照明灯提供恒流驱动，通过对U6的2脚提供PWM信号，可实现电流大小的调节，从而实现LED灯亮度的调节，该PWM信号由单片机U5产生。
图6为主控单片机电路，主控芯片U5采用Atmega48单片机，环境光照度传感器U1采用符合人眼感光特性曲线的传感器TSL2561，该传感器将检测到的光照值转换为数字量，以IIC通信协议与U5进行通信。主控单片机U5通过内部运算得到照度值，并根据该照度值产生对应的PWM信号由13脚送出，控制U6提供相对应的电流，从而产生对应的LED灯照度。人体检测采用反射式光电开关U3，反射式光电开关内部有一个红外发射管和一个光敏接收管组成，当有人来到台灯前时，红外发射管发送的红外光通过人体反射，使光敏接收管接收到红外信号，从而送出有效信号，单片机检测到该信号后，启动LED照明灯。液晶显示屏U8采用LCD5110，在该液晶屏上显示连续照明时间，光照值等信息，三极管Q2对液晶屏U8的背光进行控制，当连续照明提供时间超过一定时间时，将进行LED闪灯提示，提醒眼睛休息一下。
本实用新型不仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本实用新型公开的内容，可以采用其它多种具体实施方式实施本实用新型，因此，凡是采用本实用新型的设计结构和思路，做一些简单的变化或更改的设计，都落入本实用新型保护的范围。

Claims (3)

1.一种多功能LED台灯，其特征在于，包括：
一电源电路，用于采用外部电源或者内部锂电池供电；
一照度传感器，用于检测环境亮度，并将环境亮度数据输出至主控单片机；
一反射式光电开关，用于检测LED台灯前是否有人，并将检测结果输出至主控单片机；
一LED恒流驱动电路，用于通过LED恒流驱动芯片以恒流的方式给LED灯提供电流；
一液晶显示屏，用于显示连续用电时间和当前的环境亮度数据；
一手动按键电路，用于通过按键手动向主控单片机输入调光信息；
一主控单片机，用于读取环境亮度数据和反射式光电开关信息，并产生PWM信号驱动LED恒流电路进行调光；
照度传感器、反射式光电开关、手动按键电路、LED恒流驱动电路和液晶显示屏均与主控单片机相连。
2.根据权利要求1所述的多功能LED台灯，其特征在于，所述反射式光电开关包括一个红外发射管和一个光敏接收管，光敏接收管设置于红外发射管发射的红外光经人体反射的反射回路上。
3.根据权利要求1所述的多功能LED台灯，其特征在于，所述电源电路包括外部电源适配器、锂电池充电电路、锂电池、电源切换电路、DC/DC变换电路和稳压电路；外部电源适配器经锂电池充电电路与锂电池相连，外部电源适配器和锂电池的输出端均与电源切换电路、DC/DC变换电路和稳压电路依次串联。
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