CN207475948U - 具有减少瞳孔光线视觉冲击功能的智能灯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有减少瞳孔光线视觉冲击功能的智能灯，包括照明灯和功率智能调节装置，功率智能调节装置包括功率调节单元、单片机、时钟单元、传感器检测单元、人机交互单元和存储单元，其中，时钟单元、传感器检测单元、人机交互单元和存储单元均连接单片机，单片机与功率调节单元相接，功率调节单元的一端接电源，另一端接照明灯；本实用新型当用户处在环境光强较弱或在深夜凌晨等特殊的时间段内，人眼瞳孔处于放大状态，视网膜容易受到光强冲击伤害，因此本实用新型设计的智能调节灯将会调节照明灯从光强最弱的状态开始发光，然后缓慢增大光强，使人眼瞳孔能适应照明灯光强改变，从而保护视网膜尽可能不受照明灯光强冲击伤害，并且人眼不易疲劳。
Description
技术领域
本发明属于灯具技术领域，特别涉及一种具有减少瞳孔光线视觉冲击功能的智能灯。
背景技术
瞳孔是人或动物内虹膜中心的小圆孔，为适应不同光强环境，瞳孔孔径会自动缩小或放大，以控制进入瞳孔的光量。当人们处在光线较暗的环境中时，人眼瞳孔处于放大状态，此时如果突然开灯，光线会突然变亮，由于瞳孔来不及缩小，使得进入人眼的光线较多，对视网膜造成光线冲击，容易使人眼受到伤害。
如图1所示，传统的照明灯发光由电源直接驱动照明灯发光，照明灯光强不变。
目前市场上有各种亮度调节灯，其中有一部分是通过检测开关通断次数来调节灯的亮度，一般分为高、中、低三个亮度等级，其光线亮度改变不连续。在黑暗中如果突然开高亮或中亮等级的光将会对人眼视网膜造成光线冲击伤害，如果开低亮等级的光虽然可以减少光线冲击伤害，但是过一会等人眼瞳孔适应后，光强又显得不足，导致人们无法正常在黑暗中工作，因此只能重新拨动开关将灯光亮度等级调高，这给工作、生活带来不便，也无法提高工作效率。
市场上还有一部分可以连续调光的灯，例如宾馆的床头灯、台灯等，其大多是手动控制调节光线强弱，不能跟随人眼瞳孔缩放程度自动调节光线强弱，要想减少光线对人眼瞳孔的冲击，只能通过手动慢慢调节使灯光缓慢加强才能护眼，在智能化时代的今天，已远远不能满足人们生活的需要。
发明内容
本发明提供一种具有减少瞳孔光线视觉冲击功能的智能灯，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种具有减少瞳孔光线视觉冲击功能的智能灯，包括照明灯1和功率智能调节装置2，所述功率智能调节装置2包括功率调节单元3、单片机4、时钟单元5、传感器检测单元6、人机交互单元7和存储单元8，其中，时钟单元5、传感器检测单元6、人机交互单元7和存储单元8均连接单片机4，所述单片机与功率调节单元3相接，所述功率调节单元3的一端接电源，功率调节单元3的另一端接照明灯1。
进一步的，所述单片机4的型号为STC15F413AD，所述单片机内设置有RC振荡器。
进一步的，所述人机交互单元7包括按键设置单元9和显示单元10，所述按键设置单元9和显示单元10分别通过单片机4与功率调节单元3相接。所述人机交互单元用来实现用户参数设定，被设定的参数包括：照明灯光强输出的最大值Imax，照明灯光强输出的最小值Imin，环境光强门限值Imid，特殊时间段Ta-Tb，照明灯的发光模式。
进一步的，所述功率调节单元3中包括双向可控硅Q1、双向导通二极管D1、光耦U2及整流二极管D2、整流二极管D3、整流二极管D4和整流二极管D5形成整流桥电路，用来实现交流到直流的转换；所述光耦U2的发光二极管的阳极接单片机的P1.0引脚，光耦U2的发光二极管的阴极串联一限流电阻R7后接地；单片机通过IO口P1.0引脚发出占空比不同的PWM脉宽调制信号，来改变U2中的发光二极管亮度，从而改变流过U2中的光敏三极管的电流，流过U2中的光敏三极管的电流等于流过电阻R6中的电流，当流过R6中的电流不同时，D1，C2，R6，R5相交的节点上的电位就不同，从而改变双向可控硅Q1导通角，最终改变照明灯的亮度。双向可控硅Q1通过双向二极管D1来改变双向可控硅Q1的导通角来实现调压，从而改变照明灯的亮度，电感L1及电容C1构成滤波电路用来消除双向可控硅Q1工作时产生的电磁干扰。所述功率调节单元3通过接收单片机4发来的指令来调节电源的输出功率，使照明灯接收到不同的功率，从而使照明灯发出的光强不同。
进一步的，所述存储单元8为AT24C08存储模块电路，AT24C08存储模块电路的SCL、SDA引脚分别接单片机IO口的P3.5、P3.6引脚。所述存储单元8用于保存用户设定的数据。
进一步的，所述传感器检测单元6为光强度传感器，用于检测环境中光的强弱；所述光强度传感器为数字光强度传感器BH1750；所述数字光强度传感器BH1750的SCL、SDA、ADDR三个接线端子分别接至单片机IO口的P3.7、P5.4、P5.5三个引脚。
进一步的，所述按键设置单元9为3个普通按键，分别接至单片机IO口的P1.1、P1.2、P1.3引脚。
进一步的，所述显示单元10为LCD12864液晶显示屏，LCD12864液晶显示屏通过串行接口与单片机通信，LCD12864液晶显示屏的SCLK、SID、CS三个引脚分别接至单片机IO口的P3.2、P3.3、P3.4三个引脚。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明一种智能调节灯，当用户处在环境光强较弱的情况下，或者用户处在深夜凌晨等特殊的时间段内，人眼瞳孔处于放大状态，视网膜容易受到光强冲击伤害，因此本发明设计的智能调节灯将会调节照明灯从光强最弱的状态开始发光，然后缓慢增大光强，使人眼瞳孔能适应照明灯光强改变，从而保护视网膜尽可能不受照明灯光强冲击伤害，并且人眼不易疲劳。
本发明中智能灯首先通过传感器检测环境光强，如果检测到当前环境光强较弱，则可推断出人眼瞳孔当前正处于放大状态。此时如果开灯，则本发明将会控制灯从光强最弱的状态开始发光，并且随着时间的推移，逐步缓慢提高光强，直至光线达到事先设定的最大光强度为止。并且光强从最弱缓慢变化到最强的时间长短、变化模式均可调，以适应不同的人群，给瞳孔缩小预留足够的适应时间，从而尽可能减少光线对视网膜的冲击伤害，并且人眼不易疲劳。
附图说明
图1是现有技术中灯的电路图；
图2是本发明的部分模块框图；
图3是本发明的模块框图；
图4是本发明中单片机的电路原理图；
图5是本发明中功率调节单元的电路原理图；
图6是本发明中传感器检测单元的电路原理图；
图7是本发明中时钟单元的电路原理图；
图8是本发明中存储单元的电路原理图；
图9是本发明中按键设置单元的电路原理图；
图10是本发明中显示单元的电路原理图；
其中：1-照明灯，2-功率智能调节装置，3-功率调节单元，4-单片机，5-时钟单元，6-传感器检测单元，7-人机交互单元，8-存储单元，9-按键设置单元，10-显示单元。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
如图2和3所示，一种具有减少瞳孔光线视觉冲击功能的智能灯，包括照明灯1和功率智能调节装置2，所述功率智能调节装置2包括功率调节单元3、单片机4、时钟单元5、传感器检测单元6、人机交互单元7和存储单元8，其中，时钟单元5、传感器检测单元6、人机交互单元7和存储单元8均连接单片机4，所述单片机与功率调节单元3相接，所述功率调节单元3的一端接电源，功率调节单元3的另一端接照明灯1。
如图4所示，所述单片机4的型号为STC15F413AD，所述单片机内设置有RC振荡器。单片机通过读取传感器检测单元数据，然后与用户事先设定的环境光强门限值Imid进行比较来判断当前环境光强弱，从而决定是否需要启动光强调节模式来控制照明灯发光。单片机是整个系统的控制核心，用来实现传感器数据采集、时钟单元数据读取、数据参数存储、人机交互单元控制等。
所述人机交互单元7包括按键设置单元9和显示单元10，所述按键设置单元9和显示单元10分别通过单片机4与功率调节单元3相接。
如图5所示，所述功率调节单元3中包括双向可控硅Q1、双向导通二极管D1、光耦U2及整流二极管D2、整流二极管D3、整流二极管D4和整流二极管D5形成整流桥电路，用来实现交流到直流的转换；所述光耦U2的发光二极管的阳极接单片机的P1.0引脚，光耦U2的发光二极管的阴极串联一限流电阻R7后接地；单片机通过IO口P1.0引脚发出占空比不同的PWM脉宽调制信号，来改变U2中的发光二极管亮度，从而改变流过U2中的光敏三极管的电流，流过U2中的光敏三极管的电流等于流过电阻R6中的电流，当流过R6中的电流不同时，D1，C2，R6，R5相交的节点上的电位就不同，从而改变双向可控硅Q1导通角，最终改变照明灯的亮度。双向可控硅Q1通过双向二极管D1来改变双向可控硅Q1的导通角来实现调压，从而改变照明灯的亮度，电感L1及电容C1构成滤波电路用来消除双向可控硅Q1工作时产生的电磁干扰。所述功率调节单元3通过接收单片机4发来的指令来调节电源的输出功率，使照明灯接收到不同的功率，从而使照明灯发出的光强不同。功率调节单元通过接收单片机发来的指令来调节电源的输出功率，使照明灯接收到不同的功率，从而使照明灯发出的光强不同。
如图6所示，所述传感器检测单元6为光强度传感器，用于检测环境中光的强弱；所述光强度传感器为数字光强度传感器BH1750；所述数字光强度传感器BH1750的SCL、SDA、ADDR三个接线端子分别接至单片机IO口的P3.7、P5.4、P5.5三个引脚。
如图8所示，所述存储单元8为AT24C08存储模块电路，AT24C08存储模块电路的SCL、SDA引脚分别接单片机IO口的P3.5、P3.6引脚。所述存储单元8用于保存用户设定的数据。存储单元用来保存用户设定的数据，存储单元的特点是系统掉电后保存在该存储单元的数据不会丢失，以便下次重新上电时用户不需要重新设置参数。
如图9所示，所述按键设置单元9为3个普通按键，分别接至单片机IO口的P1.1、P1.2、P1.3引脚，按键设置单元用于设定时间、光强上下限及开关。
如图10所示，所述显示单元10为LCD12864液晶显示屏，LCD12864液晶显示屏通过串行接口与单片机通信，LCD12864液晶显示屏的SCLK、SID、CS三个引脚分别接至单片机IO口的P3.2、P3.3、P3.4三个引脚。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种具有减少瞳孔光线视觉冲击功能的智能灯，其特征在于：包括照明灯(1)和功率智能调节装置(2)，所述功率智能调节装置(2)包括功率调节单元(3)、单片机(4)、时钟单元(5)、传感器检测单元(6)、人机交互单元(7)和存储单元(8)，其中，时钟单元(5)、传感器检测单元(6)、人机交互单元(7)和存储单元(8)均连接单片机(4)，所述单片机与功率调节单元(3)相接，所述功率调节单元(3)的一端接电源，功率调节单元(3)的另一端接照明灯(1)。
2.根据权利要求1所述的具有减少瞳孔光线视觉冲击功能的智能灯，其特征在于：所述单片机(4)的型号为STC15F413AD，所述单片机(4)内设置有RC振荡器。
3.根据权利要求1所述的具有减少瞳孔光线视觉冲击功能的智能灯，其特征在于：所述人机交互单元(7)包括按键设置单元(9)和显示单元(10)，所述按键设置单元(9)和显示单元(10)分别通过单片机(4)与功率调节单元(3)相接。
4.根据权利要求1所述的具有减少瞳孔光线视觉冲击功能的智能灯，其特征在于：所述功率调节单元(3)中包括双向可控硅Q1、双向导通二极管D1、光耦U2及整流二极管D2、整流二极管D3、整流二极管D4和整流二极管D5形成整流桥电路；所述光耦U2的发光二极管的阳极接单片机的P1.0引脚，光耦U2的发光二极管的阴极串联一限流电阻R7后接地。
5.根据权利要求1所述的具有减少瞳孔光线视觉冲击功能的智能灯，其特征在于：所述存储单元(8)为AT24C08存储模块电路，AT24C08存储模块电路的SCL、SDA引脚分别接单片机IO口的P3.5、P3.6引脚。
6.根据权利要求1所述的具有减少瞳孔光线视觉冲击功能的智能灯，其特征在于：所述传感器检测单元(6)为光强度传感器，用于检测环境中光的强弱；所述光强度传感器为数字光强度传感器BH1750。
7.根据权利要求6所述的具有减少瞳孔光线视觉冲击功能的智能灯，其特征在于：所述数字光强度传感器BH1750的SCL、SDA、ADDR三个接线端子分别接至单片机IO口的P3.7、P5.4、P5.5三个引脚。
8.根据权利要求1所述的具有减少瞳孔光线视觉冲击功能的智能灯，其特征在于：所述时钟单元(5)为DS1302实时时钟芯片，DS1302实时时钟芯片的SCLK、I/O、三个引脚分别接至单片机IO口的P1.4、P1.5、P1.6三个引脚。
9.根据权利要求3所述的具有减少瞳孔光线视觉冲击功能的智能灯，其特征在于：所述按键设置单元(9)为3个普通按键，分别接至单片机IO口的P1.1、P1.2、P1.3引脚。
10.根据权利要求3所述的具有减少瞳孔光线视觉冲击功能的智能灯，其特征在于：所述显示单元(10)为LCD12864液晶显示屏，LCD12864液晶显示屏通过串行接口与单片机通信，LCD12864液晶显示屏的SCLK、SID、CS三个引脚分别接至单片机IO口的P3.2、P3.3、P3.4三个引脚。
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