CN209748856U - 一种智能感应小夜灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能感应小夜灯，包括主控芯片、光线感应电路、红外人体感应电路、多个LED、LED驱动电路以及DC/DC电源转换电路，光线感应电路的输出端连接主控芯片的第一信号输入端；红外人体感应电路的输出端连接主控芯片的第二信号输入端；所述多个LED灯并联后均匀排布成为一个圆形，且按照每两个灯之间间隔相同角度进行固定安装；LED驱动电路，包含第一电阻以及NPN型三极管，第一电阻的一端连接主控芯片的控制信号输出端，另一端连接NPN型三极管的基极，并联的所述多个LED灯串接在正电源端和NPN型三极管的集电极之间，NPN型三极管的射极接地；其中，第一电阻为分压电阻。本实用新型功耗小、感应灵敏、照明范围广、使用方便。

Description

一种智能感应小夜灯

技术领域

本实用新型涉及照明领域，更具体地说，涉及一种智能感应小夜灯。

背景技术

常用照明灯在夜间开灯的瞬间，太强的光线会使处于黑暗中的眼睛受到很大刺激。如果选择照明灯常亮，夜间开灯睡觉除了会影响人体正常代谢功能，睡眠质量之外，还会因为照明灯不会自动熄灭，造成光污染。随着电子技术的快速发展和人们对生活质量要求的不断提高，不同的夜光照明系统应运而出，主要有声光控系统、触摸式延时系统等。但是常见的夜间照明系统都有反应不灵敏并且照明范围，覆盖范围较小，存在照明盲区的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的常见的夜间照明系统都有反应不灵敏并且照明范围，覆盖范围较小，存在照明盲区的技术缺陷，提供智能感应小夜灯。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种智能感应小夜灯，该智能感应小夜灯包括：

主控芯片；

光线感应电路，用于感应外部光线的强弱，并根据光线的强弱输出高、低电平，光线感应电路的输出端连接主控芯片的第一信号输入端；

红外人体感应电路，用于检测是否有人体经过，并根据检测结果输出高、低电平，红外人体感应电路的输出端连接主控芯片的第二信号输入端；

多个夜灯，所述多个夜灯并联后均匀排布成为一个圆形，且按照每两个灯之间间隔相同角度进行固定安装；

LED驱动电路，包含第一电阻以及NPN型三极管，第一电阻的一端连接主控芯片的控制信号输出端，另一端连接NPN型三极管的基极，并联的所述多个LED灯串接在正电源端和NPN型三极管的集电极之间，NPN型三极管的射极接地；其中，第一电阻为分压电阻；

DC/DC电源转换电路，用于将直流输入电源转换为所述智能感应小夜灯所需的工作直流电。

进一步地，在本实用新型的智能感应小夜灯中，所述主控芯片为STM32F103RET6。

进一步地，在本实用新型的智能感应小夜灯中，所述光线感应电路包含一比较器，比较器的第一比较输入端连接第四电阻的一端，第四电阻的另一端连接所述工作直流电的正电源端，通过光敏电阻接地，比较器的第二比较输入端通过第二电阻连接所述工作直流电的正电源端，通过第三电阻接地，比较器的输出端通过第五电阻连接至第四电阻的另一端，比较器的输出端为光线感应电路的所述输出端；其中，第二电阻与第三电阻、第四电阻与光敏电阻分别构成分压电路，第五电阻为分压电阻。

进一步地，在本实用新型的智能感应小夜灯中，所述光线感应电路还包含第一LED指示灯和第八电阻，第一LED指示灯和第八电阻串联后连接在所述工作直流电的正电源端与地之间，以指示DC/DC电源转换电路是否为光线感应电路正常供电。

进一步地，在本实用新型的智能感应小夜灯中，所述比较器为LM393D，所述光线感应电路还包含第二LED指示灯和第六电阻，第二LED指示灯和第六电阻串联后连接在比较器LM393D的输出端与所述工作直流电的正电源端之间，以指示比较器的输出端输出电平的高低。

进一步地，在本实用新型的智能感应小夜灯中，红外人体感应电路包含菲涅尔透镜、数字智能热释电红外传感器AM312、第六电容、低功耗高电压稳压器HT7533-1，红外传感器AM312的VDD端连接所述稳压器HT7533-1的VOUT端，红外传感器AM312的REL端为红外人体感应电路的所述输出端，稳压器HT7533-1的VIN端与所述工作直流电的正电源端连接，第六电容为滤波电容连接在稳压器HT7533-1的VIN端与地之间。

进一步地，在本实用新型的智能感应小夜灯中，所述DC/DC电源转换电路包含芯片AMS1117，芯片AMS1117的输入端连接所述直流输入电源端，芯片AMS1117的输出端与接地端之间依次连接有保险丝、3.3V输出端子、第七电阻、第三LED，第七电阻为限流电阻。

进一步地，在本实用新型的智能感应小夜灯中，芯片AMS1117的输入端与接地端之间、输出端与接地端之间分别连接有滤波电容。

进一步地，在本实用新型的智能感应小夜灯中，所述多个夜灯为5730贴片式LED灯。

本实用新型具有的有益效果：

本实用新型的智能小夜灯，将光线感应和红外人体感应结合起来，从而可以设置两个模块具有不同的优先级，光线感应模块的优先级高于红外人体感应模块。在环境光强度足够高的情况下，红外人体感应电路检测到人，也不会点亮夜灯，一旦环境的照度小于预设值时，主控芯片才会对人红外人体感应电路的输出信号做出响应。在卧室中使用，夜间正常休息时夜灯处于熄灭状态，不影响睡眠质量；在夜间有人活动时，夜灯点亮，延时一段时间自动熄灭，也不会造成光污染。

采用的夜灯为5730贴片式LED灯，可使用的时间长，无紫外线、红外线辐射，可以提供2200K～12000K的白光，是高显色性产品。作为夜灯使用，将电压控制在一定范围内，发出黄光，降低功耗的同时可以减轻夜间开灯瞬间对眼睛造成的刺激。将多颗LED灯均匀排布成一个圆形，可以确保在夜灯点亮时，无照明盲区。

采用的主控芯片为STM32F103RET6，该芯片较51内核系列芯片、PIC芯片、MSP430芯片来说，在处理速度和实用性上都略胜一筹，使得智能感应小夜灯在使用时，反应更加灵敏。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型的智能感应小夜灯的总体原理图；

图2是本实用新型的智能感应小夜灯一实施例的DC/DC电源转换电路图；

图3是本实用新型的智能感应小夜灯一实施例的光线感应电路图；

图4是本实用新型的智能感应小夜灯一实施例的红外人体感应电路图；

图5是本实用新型的智能感应小夜灯一实施例的主控芯片的连接原理图；

图6是本实用新型的智能感应小夜灯一实施例的多个LED与LED驱动电路的原理图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

参考图1图6，本实施例的智能感应小夜灯包括：主控芯片1、光线感应电路2、红外人体感应电路3、多个LED5(具体为12个)、LED驱动电路4以及DC/DC电源转换电路6。

主控芯片1为STM32F103RET6，STM32F103RET6时钟频率可达为72MHZ，供电电压在2.0V～3.6V之间，片内Flash的容量为512K，芯片同时集成了很多其他的功能，相对于51内核系列芯片、PIC芯片、MSP430芯片来说，有较高的实用性。采用该芯片的最小操作系统，包含外部晶振电路、复位电路、烧写程序(SWD或JTAG)，调试通信。

光线感应电路2用于感应外部光线的强弱，并根据光线的强弱输出高、低电平，光线感应电路2的输出端连接主控芯片1的第一信号输入端。

具体地，光线感应电路2包含一比较器LM393D，比较器LM393D的第一比较输入端连接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端连接所述工作直流电的正电源端3.3V，通过光敏电阻5506接地，比较器LM393D的第二比较输入端第二电阻R2连接所述工作直流电的正电源端3.3V，通过第三电阻R3接地，比较器LM393D的输出端通过第五电阻R5连接至第四电阻R4的另一端(也就是所述工作直流电的正电源端)，比较器LM393D的输出端为光线感应电路2的所述输出端；其中，第二电阻R2与第三电阻R3、第四电阻R4与光敏电阻5506分别构成分压电路，第五电阻R5为分压电阻。

光线感应电路2还包含第一LED指示灯D1和第八电阻R8，第一LED指示灯D1和第八电阻R8串联后连接在所述工作直流电的正电源端3.3V与地之间，以指示DC/DC电源转换电路是否为所述光线感应电路正常供电。

光线感应电路2还包含第二LED指示灯D2和第六电阻R6，第二LED指示灯D2和第六电阻R6串联后连接在比较器LM393D的输出端与所述工作直流电的正电源端3.3V之间，以指示比较器LM393D的输出端输出电平的高低。

光线感应电路采用光敏电阻5506配合比较器LM393D将模拟量转化为数字量，通过两个分压电阻R2、R3调节第二比较输入端的电压可以控制门限值适应不同的光照强度。电路中，电容C1和C2起到滤波的作用，可以分别为电路提供稳定的直流3.3V电压。第二电阻R2和第三电阻R3串联之后可以确定比较器第2脚电压(也就是R3两端的电压2.178V)。同理，光敏电阻5506和第四电阻R4串联之后可以确定比较器第3脚电压(也就是光敏电阻两端的电压)。又因为光敏电阻5506会根据环境光线的强弱改变阻值，光敏电阻5506的阻值一般随光线强度减弱，阻值变大。所以在环境光照强度不足时，比较器LM393D的第3脚电压大于第2脚电压，1脚输出高电平；反之，则输出低电平。第一LED指示灯D1和第八电阻R8串联是用来检测该电路供电是否正常，电路正常供电时，第一LED指示灯D1会点亮。第二LED指示灯D2和第六电阻R6串联是用来检测比较器LM393D输出端输出的电压高低，当环境光线充足时，比较器LM393D输出低电平，D2点亮。第八电阻R8和第六电阻R6都起到了分流的作用，防止第一LED指示灯D1和第二LED指示灯D2因电流过高发热，而影响使用寿命。第五电阻R5串联在比较器LM393D的输出端和工作直流电的正电源端3.3V之间，通过分压之后，LM393D的输出端的电压小于3.3V。在光线充足的环境中，主控芯片读取输出端对应的引脚的电压为低，就不会发生在白天点亮夜灯的情况。

红外人体感应电路3，用于检测是否有人体经过，并根据检测结果输出高、低电平，红外人体感应电路3的输出端连接主控芯片1的第二信号输入端。

红外人体感应电路3包含菲涅尔透镜、数字智能热释电红外传感器AM312、第六电容、低功耗高电压稳压器HT7533-1。红外传感器AM312的VDD端连接所述稳压器HT7533-1的VOUT端，红外传感器AM312的REL端为红外人体感应电路的所述输出端。稳压器HT7533-1的VIN端与所述工作直流电的正电源端3.3V连接，第六电容为滤波电容连接在稳压器HT7533-1的VIN端与地之间。

在本实施例中，红外人体感应电路3采用低电压低功耗的数字智能热释电红外传感器AM312，该传感器是将数字智能控制电路与PIR热电释元件都集成在电磁屏蔽罩内的热释电红外传感器。PIR热电释元件将感应到的人体移动信号通过甚高阻抗差分输入电路耦合到数字智能集成电路芯片上，数字智能集成电路将信号转化成15位ADC数字信号，当PIR信号超过选定的数字阈值时就会有延时的REL电平输出。菲涅尔透镜是专门针对人体红外专门设计的，仅对10um左右的红外非常敏感，而对环境的其他波长红外成份有明显的抑制作用。因为PIR热电释元件输出的电脉冲信号幅度很小，其频率约在0.3Hz～10Hz左右(该频率视人体的移动速度而定)，是超低频信号，所以给主控芯片设置的是间隔一秒检测一次人体感应模块的输出端电压，以提高精准度。HT7533-1为红外人体感应模块提供稳定的工作电压。

12个LED并联后均匀排布成为一个圆形，且按照每两个灯之间间隔30度角进行固定安装；可以确保在夜灯点亮时，照明盲区较小甚至无照明盲区。该12个LED为5730贴片式LED灯。

LED驱动电路4包含第一电阻R1以及NPN型三极管BCP68，第一电阻R1的一端连接主控芯片1的控制信号输出端，另一端连接NPN型三极管BCP68的基极，并联的12个LED灯串接在正电源端+5V和NPN型三极管BCP68的集电极之间，NPN型三极管BCP68的射极接地；其中，第一电阻R1为分压电阻。当PC2脚电压为高时，基极和发射极之间的电压大于0.7V，三极管导通，夜灯点亮。将电压控制在1.9V～2.4V之间，LED灯发出黄光，光线柔和。

DC/DC电源转换电路6用于将直流5V输入电源转换为所述智能感应小夜灯所需的3.3V工作直流电。DC/DC电源转换电路包含芯片AMS1117，芯片AMS1117的输入端连接所述直流输入电源的正电源端，芯片AMS1117的输出端与接地端之间依次连接有保险丝、3.3V输出端子、第七电阻R7、第三LED D3，第七电阻R7为限流电阻。芯片AMS1117的输入端与接地端之间、输出端与接地端之间分别连接有滤波电容。图中，F1是保险丝，保险丝的型号为6V/500mA，也就限定了DC/DC电源转换电路的额定电压为6V，额定电流为500mA。第七电阻R7和第三LED D3串联是用来检测电压转换是否正常，因为DC/DC电源转换电路6工作电流远大于LED灯的导通电流，经过电阻R7分流之后，D3点亮，表示电源转换电路工作正常。

本实施例的整体工作原理如下：

光线感应电路2经比较器LM393D比较将得到的信号输入到主控芯片U1的PB13脚；红外人体感应电路3通过对人体的检测将得到的信号输入到U1的PB8脚；LED驱动电路NPN的基极串联第一电阻后与U1的PC2脚相连。U1可以直接对IO口进行读写操作，通过配置IO口的输出模式，可以输出强高低电平，操作简单。整个操作步骤，红外人体感应电路3可在人体靠近2m～5m范围内感应人体，与U1和光线感应电路2配合实现通过人体感应的方式调节夜灯的亮灭。具体地，在光照强度较强时，不管人体是否位于预定范围内，夜灯都不亮，只有当光照强度较弱、人体又处于预定范围内时，也就是U1检测到PB13脚是高电平之后，又检测到PB8脚为高电平，U1会将PC2脚置高，NPN的基极就为高，三极管导通，夜灯亮起，并持续提供光照。在点亮一段时间后，人体离开感应范围之内，U1检测到PB8脚为低电平，U1将PC2脚置低，三极管截止，夜灯关闭。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (9)

1.一种智能感应小夜灯，其特征在于，包括：

主控芯片；

光线感应电路，用于感应外部光线的强弱，并根据光线的强弱输出高、低电平，光线感应电路的输出端连接主控芯片的第一信号输入端；

红外人体感应电路，用于检测是否有人体经过，并根据检测结果输出高、低电平，红外人体感应电路的输出端连接主控芯片的第二信号输入端；

多个LED，所述多个LED灯并联后均匀排布成为一个圆形，且按照每两个灯之间间隔相同角度进行固定安装；

LED驱动电路，包含第一电阻以及NPN型三极管，第一电阻的一端连接主控芯片的控制信号输出端，另一端连接NPN型三极管的基极，并联的所述多个LED灯串接在正电源端和NPN型三极管的集电极之间，NPN型三极管的射极接地；其中，第一电阻为分压电阻；

DC/DC电源转换电路，用于将直流输入电源转换为所述智能感应小夜灯所需的工作直流电。

2.根据权利要求1所述的智能感应小夜灯，其特征在于，所述主控芯片为STM32F103RET6。

3.根据权利要求1所述的智能感应小夜灯，其特征在于，所述光线感应电路包含一比较器，比较器的第一比较输入端连接第四电阻的一端，第四电阻的另一端连接所述工作直流电的正电源端，通过光敏电阻接地，比较器的第二比较输入端通过第二电阻连接所述工作直流电的正电源端，通过第三电阻接地，比较器的输出端通过第五电阻连接至第四电阻的另一端，比较器的输出端为光线感应电路的所述输出端；其中，第二电阻与第三电阻、第四电阻与光敏电阻分别构成分压电路，第五电阻为分压电阻。

4.根据权利要求3所述的智能感应小夜灯，其特征在于，所述光线感应电路还包含第一LED指示灯和第八电阻，第一LED指示灯和第八电阻串联后连接在所述工作直流电的正电源端与地之间，以指示DC/DC电源转换电路是否为光线感应电路正常供电。

5.根据权利要求3所述的智能感应小夜灯，其特征在于，所述比较器为LM393D，所述光线感应电路还包含第二LED指示灯和第六电阻，第二LED指示灯和第六电阻串联后连接在比较器LM393D的输出端与所述工作直流电的正电源端之间，以指示比较器的输出端输出电平的高低。

6.根据权利要求1所述的智能感应小夜灯，其特征在于，红外人体感应电路包含菲涅尔透镜、数字智能热释电红外传感器AM312、第六电容、低功耗高电压稳压器HT7533-1，红外传感器AM312的VDD端连接所述稳压器HT7533-1的VOUT端，红外传感器AM312的REL端为红外人体感应电路的所述输出端，稳压器HT7533-1的VIN端与所述工作直流电的正电源端连接，第六电容为滤波电容连接在稳压器HT7533-1的VIN端与地之间。

7.根据权利要求1所述的智能感应小夜灯，其特征在于，所述DC/DC电源转换电路包含芯片AMS1117，芯片AMS1117的输入端连接所述直流输入电源端，芯片AMS1117的输出端与接地端之间依次连接有保险丝、3.3V输出端子、第七电阻、第三LED，第七电阻为限流电阻。

8.根据权利要求7所述的智能感应小夜灯，其特征在于，芯片AMS1117的输入端与接地端之间、输出端与接地端之间分别连接有滤波电容。

9.根据权利要求1所述的智能感应小夜灯，其特征在于，所述多个LED为5730贴片式LED灯。