CN208227380U - 一种智能型多功能led灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种智能型多功能LED灯，包括控制器、与控制器输出端连接的LED灯；还包括与控制器输入端连接的人体感应模块、光照检测模块、坐姿监测模块和供电模块；所述人体感应模块包括人体红外传感器，人体红外传感器的红外信号输出端与控制器的红外信号输入端连接，控制器控制LED灯的亮灭；所述光照检测模块包括光敏电阻传感器，光敏电阻传感器将检测的光照强度传输给控制器，控制器调节LED灯的亮度；所述坐姿监测模块包括超声波传感器，通过IO口电平检测，控制器启用定时器，根据超声波传感器接收端高电平持续的时间测距；所述供电模块包括与LED灯连接的第一电源和第二电源，实现双电源供电。本实用新型功能齐全、使用方便、智能护眼、节能省电。

Description

一种智能型多功能LED灯

技术领域

本实用新型涉及一种LED灯，具体涉及一种智能型多功能LED灯。

背景技术

目前，市场上常用的台灯使用的发光体为普通荧光管或LED，存在以下弊端：灯光亮度不能随环境变化自动调节，致使光线过弱或过强；长时间使用会导致眼疲劳，伤害人眼；即使是护眼台灯，只能手动调节灯亮度，且档位有限，给使用者带来不便；普通护眼灯及一般台灯的发光效率不高，比较费电，即使使用节能灯管，还是不能掩饰其效率不理想的弊端。一般台灯发光部分为单一灯管或数颗LED集中发光，投光后如有遮挡物如手和笔，就会造成遮挡形成暗影区，影响办公写字舒适度。

发明内容

发明目的：本实用新型目的在于针对现有技术的不足，提供一种功能齐全、使用方便、智能护眼、节能省电的智能型多功能LED灯。

技术方案：本实用新型所述智能型多功能LED灯，包括控制器、与控制器输出端连接的LED灯；还包括与控制器输入端连接的人体感应模块、光照检测模块、坐姿监测模块和供电模块；

所述人体感应模块包括人体红外传感器，人体红外传感器的红外信号输出端与控制器的红外信号输入端连接，通过控制器控制LED灯的亮灭；

所述光照检测模块包括光敏电阻传感器，光敏电阻传感器将检测的光照强度传输给控制器，控制器根据接收的光照强度来调节输出的PWM波，从而改变LED灯的亮度；

所述坐姿监测模块包括超声波传感器，通过IO口电平检测，控制器启用定时器，根据超声波传感器接收端高电平持续的时间测距；

所述供电模块包括与LED灯并联连接的第一电源和第二电源，所述第一电源与市电连接为LED灯供电，所述第二电源采用蓄电池与太阳能电池板连接，通过太阳能电池板将太阳能转化成电能储存在第二电源内作为备用电源。

进一步地完善上述技术方案，所述坐姿监测模块还包括与控制器输出端连接的警示灯，测量距离在设定距离内控制器触发警示灯亮起，提醒使用者注意坐姿。

进一步地，所述人体红外传感器采用型号为HC-SR505的传感器。

进一步地，所述光敏电阻传感器采用型号为BH1750的灵敏型光敏电阻传感器。

进一步地，所述超声波传感器采用型号为HC-SR04的超声波传感器。

有益效果：（1）本实用新型利用人体红外传感器，实现“人来灯亮，人走灯灭”的功能，操作简单方便，节能省电。

（2）本实用新型运用超声波传感器测距，当人体靠近台灯一定距离时，警示灯亮，实时监测人体坐姿，达到坐姿不正及时提醒的功能。

（3）本实用新型通过光敏电阻传感器，根据传感器的采样值自动调整台灯的亮度，避免因光线强度不合适而造成用眼疲劳。

（4）本实用新型采用双电源供电模块，利用两个电源来给台灯实现供电；第一电源可以用市电来给台灯正常供电，实现台灯的正常功能；第二电源作为备用电源，利用太阳能电板来给台灯供电，利用太阳能电板将太阳能转化为电能储存在备用电源中，当停电时或者在户外等没有可供电源的情况下来给台灯实现发光的功能。

附图说明

图1为本实用新型结构图。

图2为图1中控制器示意图。

图3为图1中人体感应模块电路示意图。

图4为图1中光照检测模块电路示意图。

图5为图1中坐姿监测模块电路示意图。

图6为图1中供电模块中照明电路示意图。

具体实施方式

下面通过附图对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1：一种智能型多功能LED灯，如图1所示，包括人体感应模块、光照检测模块、坐姿监测模块和供电模块；所述人体感应模块、光照检测模块、坐姿监测模块和供电模块分别与控制器连接，控制器的输出端与LED灯连接。

如图2所示，所述控制器采用型号为MSP430F149的单片机芯片，MSP430F149是德州公司开发的一类具有 16 位总线、带 FLASH 的单片机。由于其性价比和集成度高，受到广大技术开发人员的青睐。它采用 16 位的总线，外设和内存统一编址，寻址范围可达64K，还可以外扩展存储器；具有统一的中断管理，具有丰富的片上外围模块，片内有精密硬件乘法器、两个16位定时器、一个12 位的模数转换器、一个看门狗、6 路PS2口、两路USART通信端口、一个比较器、一个 DCO 内部振荡器和两个外部时钟，支持8M的时钟。由于MSP430F149为FLASH型，可以在线对单片机进行调试和下载，且 JTAG 口直接和 FET(FLASH EMULATIONTOOL)相连，不须另外的仿真工具，方便实用；而且，可以在超低功耗模式下工作，对环境和人体的辐射小，测量结果为100mW左右的功耗(电流为14mA 左右)，可靠性能好，运行不受加强电干扰影响，适应工业级的运行环境，适合于做手柄之类的自动控制的设备。

所述人体感应模块包括人体红外传感器，所述人体红外传感器采用型号为HC-SR505的传感器，具有以下特性，（1）全自动感应：人进入其感应范围内输出高电平，人离开其感应范围内则自动延时并输出低电平；（2）超小体积；（3）可重复触发方式：感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有人在其感应范围内活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时将高电平变为低电平；（4）工作电压范围宽：（5）默认工作电压DC 4.5V-20V；（6）微功耗：静态电流<50微安，适合干电池供电的自动控制产品；（7）输出高电平信号：方便与各类电路实现对接。如图3所示，所述人体红外传感器的VCC引脚接5V电源，GND引脚接地，红外信号输出端OUT连接单片机红外信号输入端P32；当人体红外传感器检测到人体在其感应范围内，红外信号输出端OUT输出高电平触发单片机，单片机控制LED灯开启；当人体红外感应器在其感应范围内未检测到红外信号，红外信号输出端OUT输出低电平，单片机控制LED灯熄灭，从而实现人来灯灭，人走灯熄的功能。

所述光照检测模块包括光敏电阻传感器，所述光敏电阻传感器采用型号为BH1750的灵敏型光敏电阻传感器，具有以下特性：（1）比较器输出，信号干净，波形好，驱动能力强，超过 15mA；（2）配有可调电位器能够调节检测光线亮度；（3）工作电压 3.3V-5V；（4）输出形式：数字开关量输出（0或1）；（5）设有固定螺栓孔，方便安装；（6）小板 PCB 尺寸：3.2cm x1.4cm；（7）使用宽电压 LM393 比较器。如图4所示，所述光敏电阻传感器的VCC引脚接5V电源，GND引脚接地，SCL引脚接单片机的输入端P10，SDA引脚接单片机的输入端P11。本模块的工作原理为：光敏电阻传感器根据外界光强的变化，输出模拟的光强度值给单片机，单片机将根据光强度值调节PWM波的占空比来控制LED灯的亮度。

所述坐姿监测模块包括超声波传感器，型号为HC-SR04，具有以下特性：（1）使用电压：DC---5V；（2）静态电流：小于2mA；（3）电平输出：高5V，低0V；（4）感应角度：不大于15度；（5）探测距离：2cm～450cm；（6）高精度：可达0.2cm。如图5所示，所述超声波传感器的VCC引脚接5V电源，GND引脚接地，控制端TRIG连接单片机的I/O端口P15，接收端ECHO连接单片机的I/O端口P16；单片机的输出端连接有警示灯，当人体靠近台灯一定距离时，警示灯亮，实时监测人体坐姿，达到坐姿不正及时提醒的功能。所述坐姿监测模块的工作原理如下：（1）采用IO口TRIG触发测距，单片机给控制端TRIG至少10us的高电平信号；（2）超声波传感器的内部自动发送8个40KHz的方波，自动检测是否有信号返回；（3）若有信号返回，通过IO口给接收端ECHO输出一个高电平，超声波头发送完超声波后，立即启动内部计时器进行计时，启动对单片机IO脚的电平判断程序。当检测到引脚的电平由高转为低电平时，立即停止计时。其中，测量距离的公式为：高电平时间*声速/2，声速=340m/s；当测量的距离值在设定距离范围内，单片机触发警示灯亮起。

所述供电模块包括两个并联连接的电源，分别为第一电源和第二电源，所述第一电源与市电连接，为LED灯提供电源实现LED灯的正常功能；所述第二电源即可拆卸式蓄电池与太阳能电池板连接，利用太阳能电板将太阳能转化为电能储存在备用电源中，当停电时或者在户外等没有可供电源的情况下来给台灯实现发光的功能。如图6所示，照明电路的输入端与单片机的输出端P31连接，电阻R3与三极管Q2串联，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极并联4个发光二极管，发光二极管的正极依次连接电阻R2和第一电源VCC。综上，通过单片机控制LED灯的亮和灭，保证LED灯的正常使用。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (5)

1.一种智能型多功能LED灯，包括控制器、与控制器输出端连接的LED灯；其特征在于：还包括与控制器输入端连接的人体感应模块、光照检测模块、坐姿监测模块和供电模块；

所述人体感应模块包括人体红外传感器，人体红外传感器的红外信号输出端与控制器的红外信号输入端连接，通过控制器控制LED灯的亮灭；

所述光照检测模块包括光敏电阻传感器，光敏电阻传感器将检测的光照强度传输给控制器，控制器根据接收的光照强度来调节输出的PWM波，从而改变LED灯的亮度；

所述坐姿监测模块包括超声波传感器，通过IO口电平检测，控制器启用定时器，根据超声波传感器接收端高电平持续的时间测距；

所述供电模块包括与LED灯并联连接的第一电源和第二电源，所述第一电源与市电连接为LED灯供电，所述第二电源采用蓄电池与太阳能电池板连接，通过太阳能电池板将太阳能转化成电能储存在第二电源内作为备用电源。

2.根据权利要求1所述的智能型多功能LED灯，其特征在于：所述坐姿监测模块还包括与控制器输出端连接的警示灯，测量距离在设定距离内控制器触发警示灯亮起，提醒使用者注意坐姿。

3.根据权利要求1所述的智能型多功能LED灯，其特征在于：所述人体红外传感器采用型号为HC-SR505的传感器。

4.根据权利要求1所述的智能型多功能LED灯，其特征在于：所述光敏电阻传感器采用型号为BH1750的灵敏型光敏电阻传感器。

5.根据权利要求1所述的智能型多功能LED灯，其特征在于：所述超声波传感器采用型号为HC-SR04的超声波传感器。