CN206181460U - 基于单片机的智能台灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种基于单片机的智能台灯，包括：光敏电阻，根据环境光变化而发生阻值变化；光检测电路，检测光敏电阻的阻值变化而生成并输出光亮信号、光暗信号；热释电红外传感器，在其检测范围内检测到红外辐射信号时生成红外电压信号；红外检测电路，连接热释电红外传感器，在收到红外电压信号时输出为开启信号；单片机电路，连接光检测电路和红外检测电路；在接收到光检测电路的光暗信号时，则单片机电路启动接收红外检测电路的信号，若为开启信号则控制负载台灯亮，若为关闭信号则控制负载台灯暗；在接收到光检测电路的光亮信号时，则单片机电路控制负载台灯暗。可以自动感应环境光亮与人体红外，实现自动点亮与熄灭，便捷、节能。

Description

基于单片机的智能台灯

技术领域

本实用新型属于智能化台灯技术领域，尤其涉及的是一种基于单片机的智能台灯。

背景技术

五花八门的智能化电器随着高科技的进步已慢慢的进入了我们的生活，使我们的生活变得丰富多彩，更加方便，智能化的产品在各行各业都发挥了很大的作用，本课题计划研究一种智能化的台灯，手动按键式的台灯固然是台灯市场主要部分，可是高速化成长的社会已对传统台灯产生了必然的威胁，智能化的电器必然会代替传统电器。

台灯作为人们生活中的一种照明电器，它的工作原理是将它的光线会集在一块小的区域中来进行照明，方便平时的生活使用。一般台灯分为节能型和白炽灯，还有的台灯可以应急，它可以在停电的时候使用，如今台灯已经遍布千家万户。

目前在市场上台灯通常是使用220V的交流电压来进行供电。普通台灯也存在一些弊端，日光灯或者白炽灯作为光源，需要手动或者触摸式的开关控制台灯，而且电压属于不稳定电压，对人类有一定的安全隐患，普通日光灯会有频闪效果，对人类的眼睛产生一定的伤害，普通日光灯需要人工操作，若是人们在忘记的情况下没有关灯，就会造成能源的浪费。利用5v的直流电源来进行供电的一种智能台灯，它不会产生触电危险，并且使用寿命较长、无辐射、又无染等长处，所以设计一种智能型台灯是颇有需要的。当夜晚来临时人们不必摸黑去关灯；而且智能型台灯，更节省能源，更环保。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于单片机的智能台灯，可以自动感应环境光亮与人体红外，实现自动点亮与熄灭，便捷、节能。

为解决上述问题，本实用新型提出一种基于单片机的智能台灯，包括：

光敏电阻，根据环境光变化而发生阻值变化；

光检测电路，连接所述光敏电阻，检测所述光敏电阻的阻值变化而生成并输出光亮信号、光暗信号；

热释电红外传感器，在其检测范围内检测到红外辐射信号时生成红外电压信号，否则不生成红外电压信号；

红外检测电路，连接所述热释电红外传感器，在收到红外电压信号时输出为开启信号，否则为关闭信号；

单片机电路，连接所述光检测电路和红外检测电路；在接收到光检测电路的光暗信号时，则单片机电路启动接收所述红外检测电路的信号，若为开启信号则控制负载台灯亮，若为关闭信号则控制负载台灯暗；在接收到光检测电路的光亮信号时，则单片机电路控制负载台灯暗。

根据本实用新型的一个实施例，光检测电路包括：

分压电阻，其第一端连接光敏电阻的第一端，其第二端接地；其中，光敏电阻的第二端连接电压端；

电压比较器，其第一输入端连接所述分压电阻的第一端，其第二输入端输入设定电压；在光敏电阻受光照大于一定值而阻值减小时，电压比较器的输出端输出电压高，否则输出电压低；

第一开关管，其控制端连接所述电压比较器的输出端，其输入端连接电压端，其输出端通过电阻连接到地，且其输出端还连接到单片机电路；在控制端接收到电压低信号时，第一开关管导通，第一开关管的输出端输出光暗信号至单片机，否则输出光亮信号至单片机电路。

根据本实用新型的一个实施例，所述光检测电路还包括：变阻器，其变阻端连接所述电压比较器的第二输入端，以提供可调整的设定电压，其另外两端连接在电压端和地端之间。

根据本实用新型的一个实施例，所述光检测电路还包括第一电阻和第二电阻，用以调整电压比较器输出到第一开关管的控制端的电压；第一电阻的第一端连接电压端，第一电阻的第二端连接电压比较器的输出端；第二电阻的第一端连接所述电压比较器的输出端，第二电阻的第二端连接第一开关管的控制端。

根据本实用新型的一个实施例，所述红外检测电路包括：第二开关管，其控制端通过电阻连接热释电红外传感器的输出端，其输入端连接电压端，其输出端通过电阻连接到地端，且其输出端还连接到单片机电路；在控制端接收到红外电压信号时，第二开关管导通，在输出端输出开启信号，否则输出关闭信号。

根据本实用新型的一个实施例，所述红外检测电路还包括LED电路，连接在所述第二开关管的输出端和地端之间，在输出开启信号时LED电路发光。

根据本实用新型的一个实施例，所述负载台灯包括：

第三开关管，其控制端连接单片机电路，其输入端连接电压端，其输出端通过电阻连接地端，在单片机电路的控制下导通与截止；

继电器，其控制端连接所述第三开关管的输出端，在第三开关管导通时，继电器的有效触点闭合，以使台灯通电而亮。

根据本实用新型的一个实施例，所述单片机电路为型号为AT89C51或AT89C52的单片机的最小系统。

根据本实用新型的一个实施例，所述单片机电路包括单片机及其连接的时钟电路和复位电路；其中，单片机的P1.5脚连接红外检测电路的输出端，单片机的P1.0脚连接光检测电路的输出端，单片机的P3.5脚连接负载台灯的控制端。

采用上述技术方案后，本实用新型相比现有技术具有以下有益效果：

当四周情况光线比较强的时候，光敏电阻阻值相对于较小，然后信号处理电路会检测到一个低电平信号，可以使热释电红外传感器停止工作，从而省去了单片机电路处理的过程；当周围环境光线比较弱时，光敏电阻的阻值就会增大，光检测电路检测到高电平信号，可以使热释电红外传感器开始工作；热释电红外传感器检测到比较远的距离，当环境较暗而且有人进入传感器可以检测到的范围之内，红外检测电路开始处理信号，然后并向单片机电路发送中断信号，单片机电路就会通过灯光控制电路，让灯变亮；当环境变亮而且人体远离热释电传感器的检测范围内，灯光变暗，起到便捷、节能的目的。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的光检测电路与光敏电阻的电路连接结构示意图；

图2为本实用新型一实施例的红外检测电路与热释电红外传感器的电路连接结构示意图；

图3为本实用新型一实施例的单片机电路的电路结构示意图；

图4为本实用新型一实施例的负载台灯的电路结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

在一个实施例中，基于单片机的智能台灯包括：光敏电阻GMDZ，光检测电路，热释电红外传感器U2，红外检测电路和单片机电路。

光敏电阻GMDZ根据环境光变化而发生阻值变化。光敏电阻GMDZ和光敏二极管两者相比，光敏电阻GMDZ没有极性，而光电二极管有极性，光电二极管会在光照的时候产生电压，光敏电阻则不会，而且光敏电阻GMDZ的阻值大大高于光敏二极管；光敏二极管具备单向导电性，光线影响对正向的阻值受较大，对反向却不产生效果。不同光线的照射对光敏电阻GMDZ的阻值影响还是比较大的，它没有正反方向性，因此采用光敏电阻GMDZ进行光线检测。

光检测电路连接光敏电阻GMDZ，检测光敏电阻GMDZ的阻值变化而生成并输出光亮信号、光暗信号。当四周情况光线比较强的时候，光敏电阻GMDZ阻值相对于较小，光检测电路会输出一个高电平信号。当周围环境比较弱时，光敏电阻GMDZ的阻值就会增大，光检测电路输出低电平信号。

热释电红外传感器U2在其检测范围内检测到红外辐射信号时生成红外电压信号，否则不生成红外电压信号。红外检测电路连接热释电红外传感器U2，在收到红外电压信号时输出为开启信号，否则为关闭信号。热释电红外传感器U2可以检测到比较远的距离，当环境较暗而且有人进入传感器可以检测到的范围之内，红外检测电路开始处理信号，然后并向单片机电路发送信号，单片机电路就会让灯变亮。当环境变亮或人体远离热释电传感器的检测范围内，灯光会迟10秒后然后灯光变暗。

当光检测电路检测到低电平信号时，可以控制热释电红外传感器U2停止工作，从而省去单片机电路的处理及控制工作，当光检测电路检测到高电平信号，使热释电红外传感器U2开始工作。

单片机电路连接光检测电路和红外检测电路。在接收到光检测电路的光暗信号时，则单片机电路启动接收红外检测电路的信号，若为开启信号则控制负载台灯亮，若为关闭信号则控制负载台灯暗。在接收到光检测电路的光亮信号时，则单片机电路控制负载台灯暗。

在一个实施例中，参看图1和图3，光检测电路包括：分压电阻R6，电压比较器U1和第一开关管Q1。分压电阻R6的第一端连接光敏电阻GMDZ的第一端，分压电阻R6的第二端接地。光敏电阻GMDZ的第二端连接电压端。电压比较器U1的第一输入端连接分压电阻R6的第一端，电压比较器U1的第二输入端输入设定电压。在光敏电阻GMDZ受光照大于一定值而阻值减小时，电压比较器U1的输出端输出电压高，否则输出电压低。第一开关管Q1的控制端连接电压比较器U1的输出端，第一开关管Q1的输入端连接电压端，第一开关管Q1的输出端GM通过电阻R9连接到地，且第一开关管Q1的输出端GM还连接到单片机电路；在第一开关管Q1的控制端接收到电压低信号时，第一开关管Q1导通，第一开关管Q1的输出端输出光暗信号至单片机电路，否则输出光亮信号至单片机电路。第一开关管Q1可以为PNP三极管，其基极为控制端，其发射极为输入端，其集电极为输出端。电压比较器U1可以是型号为LM393的比较器。

继续参看图1，在一个实施例中，光检测电路还可以包括变阻器R4。变阻器R4的变阻端连接电压比较器U1的第二输入端，以提供可调整的设定电压，变阻器R4的另外两端连接在电压端和地端之间。

可选的，光检测电路还可以包括第一电阻R7和第二电阻R8，用以调整电压比较器U1输出到第一开关管Q1的控制端的电压。第一电阻R7的第一端连接电压端VCC，第一电阻R7的第二端连接电压比较器U1的输出端。第二电阻R8的第一端连接电压比较器U1的输出端，第二电阻R8的第二端连接第一开关管Q1的控制端。

在图1中，分压电阻R6的两端还连接有电容C10，用来进行滤波。电压比较器U1的电源端连接电压端VCC，并在电源端与地端之间还连接滤波电容C11。

在一个实施例中，参看图2，红外检测电路包括第二开关管Q2。第二开关管Q2的控制端通过电阻连接热释电红外传感器U2的输出端，第二开关管Q2的输入端连接电压端，第二开关管Q2的输出端通过电阻连接到地端，且第二开关管Q2的输出端RT还连接到单片机电路；在第二开关管Q2的控制端接收到红外电压信号时，第二开关管Q2导通，在第二开关管Q2的输出端RT输出开启信号，否则输出关闭信号。第二开关管Q2可以为NPN三极管，其基极为控制端，其集电极为输入端，其发射极为输出端。

可选的，红外检测电路还可以包括LED电路，连接在第二开关管Q2的输出端和地端之间，在输出开启信号时LED电路发光。该LED电路包括发光二极管D1和电阻R3，发光二极管D1的正极连接第二开关管Q2的输出端，发光二极管Q2的负极连接电阻R3的第一端，电阻R3的第二端接地。

在一个实施例中，参看图3，单片机电路为型号为AT89C51或AT89C52的单片机的最小系统。

单片机电路包括单片机U3及其连接的时钟电路和复位电路，当然还可以包括电源电路，构成单片机U3的最小系统。其中，单片机U3的P1.5脚连接红外检测电路的输出端，单片机U3的P1.0脚连接光检测电路的输出端，单片机U3的P3.5脚连接负载台灯的控制端KZ。

时钟电路包括石英晶体CR、电容C22和电容C23，石英晶体CR两端连接在单片机上，电容C22和电容C23分别连接石英晶体CR的一端，且电容C22和电容C23另外还接地。单片机U3的时钟信号由内部时钟方式和外部时钟方式构成。在单片机U3内部有一振荡电路，只要在单片机U3的18脚和19引脚外接石英晶体CR，就构成了自激振荡器，并且在单片机U3内部产生时钟脉冲。

复位电路包括按键KS、电容C1和电阻R11。按键KS的第一端连接电源端，第二端连接单片机RST脚。电阻R11一端连接按键KS的第二端，另一端接地。电容C1连接在按键KS的第一端和第二端之间。复位电路的工作原理：在电路供电的一瞬间给它提供一个能让它在正常工作时的一个相反电平信号，利用电容电压C1不能突变的特点，把电容C1和电阻R11串联，在上电的时候，电容C1没有充电，两端电压为0，此时给予以一个复位脉冲，电源就会不停地给电容供电，等到电容CA两端的电压和电源电压一样的时候，电路就会进行正常工作。

负载台灯包括：第三开关管Q3，继电器J1和台灯J2。第三开关管Q3的控制端KZ连接单片机电路，第三开关管Q3的输入端连接电压端，第三开关管Q3的输出端通过电阻R12连接地端，在单片机电路的控制下导通与截止。继电器J1的控制端连接第三开关管Q3的输出端，在第三开关管Q3导通时，继电器J1的有效触点闭合，以使台灯J2通电而亮。在电阻R12和地之间还可正接一发光二极管D2，作为提示。

第三开关管Q3可以为PNP三极管，其基极为控制端，其发射极为输入端，其集电极为输出端。继电器J1可以为型号JDQ-DC5的固态继电器。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种基于单片机的智能台灯，其特征在于，包括：

光敏电阻，根据环境光变化而发生阻值变化；

光检测电路，连接所述光敏电阻，检测所述光敏电阻的阻值变化而生成并输出光亮信号、光暗信号；

热释电红外传感器，在其检测范围内检测到红外辐射信号时生成红外电压信号，否则不生成红外电压信号；

红外检测电路，连接所述热释电红外传感器，在收到红外电压信号时输出为开启信号，否则为关闭信号；

单片机电路，连接所述光检测电路和红外检测电路；在接收到光检测电路的光暗信号时，则单片机电路启动接收所述红外检测电路的信号，若为开启信号则控制负载台灯亮，若为关闭信号则控制负载台灯暗；在接收到光检测电路的光亮信号时，则单片机电路控制负载台灯暗。

2.如权利要求1所述的基于单片机的智能台灯，其特征在于，所述光检测电路包括：

分压电阻，其第一端连接光敏电阻的第一端，其第二端接地；其中，光敏电阻的第二端连接电压端；

电压比较器，其第一输入端连接所述分压电阻的第一端，其第二输入端输入设定电压；在光敏电阻受光照大于一定值而阻值减小时，电压比较器的输出端输出电压高，否则输出电压低；

第一开关管，其控制端连接所述电压比较器的输出端，其输入端连接电压端，其输出端通过电阻连接到地，且其输出端还连接到单片机电路；在控制端接收到电压低信号时，第一开关管导通，第一开关管的输出端输出光暗信号至单片机，否则输出光亮信号至单片机电路。

3.如权利要求2所述的基于单片机的智能台灯，其特征在于，所述光检测电路还包括：变阻器，其变阻端连接所述电压比较器的第二输入端，以提供可调整的设定电压，其另外两端连接在电压端和地端之间。

4.如权利要求2所述的基于单片机的智能台灯，其特征在于，所述光检测电路还包括第一电阻和第二电阻，用以调整电压比较器输出到第一开关管的控制端的电压；第一电阻的第一端连接电压端，第一电阻的第二端连接电压比较器的输出端；第二电阻的第一端连接所述电压比较器的输出端，第二电阻的第二端连接第一开关管的控制端。

5.如权利要求1所述的基于单片机的智能台灯，其特征在于，所述红外检测电路包括：第二开关管，其控制端通过电阻连接热释电红外传感器的输出端，其输入端连接电压端，其输出端通过电阻连接到地端，且其输出端还连接到单片机电路；在控制端接收到红外电压信号时，第二开关管导通，在输出端输出开启信号，否则输出关闭信号。

6.如权利要求5所述的基于单片机的智能台灯，其特征在于，所述红外检测电路还包括LED电路，连接在所述第二开关管的输出端和地端之间，在输出开启信号时LED电路发光。

7.如权利要求1所述的基于单片机的智能台灯，其特征在于，所述负载台灯包括：

第三开关管，其控制端连接单片机电路，其输入端连接电压端，其输出端通过电阻连接地端，在单片机电路的控制下导通与截止；

继电器，其控制端连接所述第三开关管的输出端，在第三开关管导通时，继电器的有效触点闭合，以使台灯通电而亮。

8.如权利要求1所述的基于单片机的智能台灯，其特征在于，所述单片机电路为型号为AT89C51或AT89C52的单片机的最小系统。

9.如权利要求8所述的基于单片机的智能台灯，其特征在于，所述单片机电路包括单片机及其连接的时钟电路和复位电路；其中，单片机的P1.5脚连接红外检测电路的输出端，单片机的P1.0脚连接光检测电路的输出端，单片机的P3.5脚连接负载台灯的控制端。