CN210518966U - 一种动作识别和近距离强光保护电路及移动照明设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于移动照明技术领域，涉及一种动作识别和近距离强光保护电路及移动照明设备。所述动作识别和近距离强光保护电路，包括主电路、信号转换电路、加速度检测电路和距离检测电路，所述信号转换电路分别与主电路、加速度检测电路和距离检测电路连接；所述信号转换电路包括单片机U4和单片机U6，所述单片机U4分别与单片机U6、距离检测电路和加速度检测电路连接，所述单片机U6与主电路连接。本实用新型设有距离传感器和加速度传感器，从而来实现调节移动照明设备的照明模式，减少安全隐患的发生。

Description

一种动作识别和近距离强光保护电路及移动照明设备

技术领域

本实用新型属于移动照明技术领域，涉及一种动作识别和近距离强光保护电路及移动照明设备。

背景技术

现有的移动照明设备均是采用按键来控制照明模式的输出和改变；当照明设备近距离照射时，比如发光面靠近人体或放于桌面、纸张等上面时，输出的亮度不会自动改变，长时间照射极易出现安全隐患；此外，现有的照明设备只能通过按键操作：单击、双击、三击或长按等方式来调节移动照明设备的照明模式，对于使用者来说操作较为繁琐，体验度不佳。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种动作识别和近距离强光保护电路及移动照明设备，以方便移动照明设备的照明模式切换，减少安全隐患。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种动作识别和近距离强光保护电路，包括主电路、信号转换电路和距离检测电路，所述信号转换电路分别与主电路和距离检测电路连接。

进一步的，所述动作识别和近距离强光保护电路还包括加速度检测电路，所述加速度检测电路与信号转换电路连接。

进一步的，所述信号转换电路包括单片机U4和单片机U6，所述单片机U4分别与单片机U6、距离检测电路和加速度检测电路连接，所述单片机U6与主电路连接。

进一步的，所述单片机U4选用PIC12F1822单片机，单片机U4的3号引脚RA4与单片机U6连接，单片机U4的5号引脚RA2和6号引脚RA1与距离检测电路连接，单片机U4的1号引脚VDD与加速度检测电路连接。

进一步的，所述单片机U6选用PIC12F1822单片机，单片机U6的4号引脚RA3、5号引脚RA2和7号引脚RA0分别与主电路连接，单片机U6的2号引脚RA5与单片机U4连接。

进一步的，所述单片机U4连接有按键SW1，所述按键SW1另一端接地。

进一步的，所述动作识别和近距离强光保护电路还包括稳压电路，所述稳压电路与信号转换电路连接。

进一步的，所述主电路包括DC-DC电源转换芯片U2和供电电路，所述DC-DC电源转换芯片U2与供电电路连接。

进一步的，所述主电路包括第一运放电路，所述第一运放电路与信号转换电路连接；所述供电电路包括第二运放电路。

此外，一种具有动作识别和近距离强光保护的移动照明设备，包括灯体，所述灯体内设有PCB控制板，所述PCB控制板上设有上述任意一项所述的动作识别和近距离强光保护电路。

本实用新型的有益效果：

本实用新型中采用距离传感器，以检测是否接近人体或物品，从而自动调节移动照明设备的照明亮度，避免安全隐患的出现；此外，本实用新型还采用加速度传感器，通过检测三轴方向上的加速度，从而来调节移动照明设备的照明模式，操作简单，提高使用者的使用体验。

附图说明

附图1是信号转换电路和距离测试电路的连接方式示意图；

附图2是单片机U6的连接方式示意图；

附图3是加速度检测电路的连接方式示意图；

附图4是稳压电路的连接方式示意图；

附图5是主电路的连接方式示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参考附图1至图5所示，实施例中提供了一种用于移动照明设备的动作识别和近距离强光保护电路，包括主电路、信号转换电路、加速度检测电路和距离检测电路，所述信号转换电路分别与主电路、加速度检测电路和距离检测电路连接；实施例中，所述信号装换电路连接有按键SW1，所述按键SW1用于控制动作识别和近距离强光保护电路的通断，即控制移动照明设备的开关。实施例中，所述加速度检测电路用于检测移动照明设备在X、Y和Z轴上是否产生加速度，并将采集的加速度信号发送至信号转换电路，由信号转换电路将接收到的信号进行处理后，发送给主电路，以控制主电路对照明设备的照明模式进行切换；所述距离检测电路用于检测移动照明设备的光照部分是否接近人体、桌面等事物，并将检测的信号发送至信号转换电路，由信号转换电路将接收到的信号转换成控制信号发送至主电路，由主电路实现对照明设备照明强度进行调整，避免安全问题的发生。

参考附图1和图2所示，实施例中，所述信号转换电路包括单片机U4和单片机U6；所述单片机U4选用PIC12F1822单片机；所述单片机U6选择PIC12F1822单片机；所述单片机U4的1号引脚VDD与单片机U6的1号引脚VDD连接；所述单片机U4的1号引脚VDD还连接加速度检测电路，用于接收加速度检测电路发送的检测信号；所述单片机U4的3号引脚与单片机U6的2号引脚RA5连接，从而将单片机U4的信号发送至单片机U6；所述单片机U4的4号引脚RA3与按键SW1连接，所述按键SW1的另一端接地，用于控制电路的通断；所述单片机U4的1号引脚VDD、5号引脚RA2和6号引脚RA1与距离检测电路连接，用于接收距离检测电路发送的检测信号；所述单片机U4的8号引脚GND接地；所述单片机U4的1号引脚VDD和8号引脚GND之间连接一电容C18，所述电容C18的大小为0.1UF。

实施例中，所述单片机U6的4号引脚RA3、5号引脚RA2和7号引脚RA0分别与主电路连接，用于将单片机U6的控制信号发送至主电路；所述单片机U6的1号引脚VDD和8号引脚GND之间连接一电容C21，所述电容C21的大小为0.1UF。

在另外一些实施例中，所述单片机U4和单片机U6还可选用其它PIC12F1822带模数转换功能型号的单片机，其引脚连接根据选择的型号进行调整；所述单片机U4和单片机U6连接的电容大小根据单片机的选择进行适配性选择。

参考附图1所示，实施例中，所述距离检测电路包括距离传感器U5，所述距离传感器选择型号为SFH7779。所述距离传感器U5的1号引脚VDD连接至单片机U4的1号引脚VDD；距离传感器U5的8号引脚SDA连接单片机U4的5号引脚RA2；所述距离传感器U5的8号引脚SDA与单片机U4的1号引脚VDD之间连接电阻R14，所述电阻R14的大小为10KΩ；所述距离传感器U5的2号引脚SCL与单片机U4的6号引脚RA1连接，所述距离传感器U5的2号引脚SCL与单片机U4的1号引脚VDD之间连接有电阻R15，所述电阻R15的大小为10KΩ；所述距离传感器U5的7号引脚INT与单片机U4的1号引脚VDD之间连接有电阻R16，所述电阻R16的大小为10KΩ；所述距离传感器U5的3号引脚GND接地；所述距离传感器U5的3号引脚GND与距离传感器U5的1号引脚VDD之间连接有电容C13，所述电容C13的大小为1UF；所述距离传感器U5的4号引脚LED-A与单片机U4 的1号引脚VDD连接；所述距离传感器U5的4号引脚与地之间并联有电容C14和C15，所述电容C14和电容C15并联；所述电容C14的大小为0.1UF，所述电容C15的大小为4.7UF；所述距离传感器U5的6号引脚LDR和5号引脚LED-C之间短接。

参考附图3所示，实施例中，所述加速度检测电路包括加速度传感器U7，所述加速度传感器U7选用BMA250E加速度传感器；所述加速度传感器U7的2号引脚SDA串联电阻R17后与单片机U4的1号引脚VDD连接，所述电阻R17的大小为10KΩ；所述加速度传感器U7的12号引脚SCL串联电阻R18后与单片机U4的1号引脚VDD连接，所述电阻R18的大小为10KΩ；所述加速度传感器U7的3号引脚VDD、7号引脚VDD和11号引脚PS之间相连接；所述加速度传感器U7的7号引脚连接至单片机U4的1号引脚VDD；所述加速度传感器U7的4号引脚NC、8号引脚GND、9号引脚GND和1号引脚SDO接地；所述加速度传感器U7的7号引脚VDD与地之间并联电容C19和电容C20，所述电容C19和电容C20并联；所述电容C19的大小为1UF；所述电容C20的大小为1UF。

参考附图4所示，实施例中，所述单片机U4的1号引脚VDD号单片机U6的1号引脚VDD端还连接有稳压电路，用于对VDD端的电压进行稳压作用；所述稳压电路包括稳压器U3，所述稳压器U3选用BL8503-30稳压器；所述稳压器U3的1号引脚GND接地；所述稳压器U3的2号引脚VOUT连接单片机U4的1号引脚VDD；所述稳压器U3的2号引脚VOUT还连接电容C17，所述电容C17另一端接地，所述电容C17的规格为10UF/6.3V；所述稳压器U3的3号引脚VIN连接电池正极接入端口BAT+；所述稳压器U3的3号引脚VIN还连接有电容C16，所述电容C16的另一端接地，所述电容C16的规格为10UF/16V。

在另外一些实施例中，所述稳压器U3还可选用XC6206、SGM2200等型号的稳压器；所述电容C16和/或电容C17的规格可根据稳压器U3的选择进行适配性选择。

参考附图5所示，实施例中，所述主电路包括DC-DC电源转换芯片U2，所述DC-DC电源转换芯片U2连接有供电电路；所述主电路还包括第一运放电路，所述第一运放电路与单片机U4的1号引脚VDD连接。

实施例中，所述第一运放电路包括运算放大器U1A，所述运算放大器U1A选用TLV333；所述运算放大器U1A的引脚GND接地；所述运算放大器U1A的引脚VCC连接至单片机U4的1号引脚VDD；所述运算放大器U1A的引脚VCC和其引脚GND之间串联电容C2，所述电容C2的规格为0.1UF。

实施例中，所述DC-DC电源转换芯片U2选用SCT12A0芯片，所述DC-DC电源转换芯片U2的1号引脚VCC连接电容C8，所述电容C8另一端接地，所述电容C8的大小选用2.2UF；所述DC-DC电源转换芯片U2的2号引脚EN连接单片机U6的7号引脚RA0；所述DC-DC电源转换芯片U2的3号引脚FSW依次串联电阻R1和电感L1后连接至电池正极接入端口BAT+，所述电阻R1的大小为150KΩ，所述电感L1的规格为1UH_5*5*3；所述DC-DC电源转换芯片U2的4、5、6、7号引脚SW与其8号引脚BOOT之间串联有电容C1，所述电容C1的规格为0.1UF/25V；所述所述DC-DC电源转换芯片U2的4、5、6、7号引脚SW还连接至电阻R1和电感L1之间的连接点；所述DC-DC电源转换芯片U2的9号引脚VIN串联一电容C7后接地，所述电容C7的大小为100NF；所述DC-DC电源转换芯片U2的9号引脚VIN还连接至电感L1与电池正极接入端口BAT+的连接点；所述DC-DC电源转换芯片U2的10号引脚SS串联一电容C12后接地，所述电容C12的规格选用33NF/25V；所述DC-DC电源转换芯片U2的14、15和16号引脚VOUT并联电容C3、电容C4和电容C5后接地，所述电容C3的规格选用1UF/16V，所述电容C4的规格选用22UF/25V，所述电容C5的规格选用22UF/25V；所述DC-DC电源转换芯片U2的14、15和16号引脚VOUT连接至灯板正极接入端口LED+；所述DC-DC电源转换芯片U2的14、15和16号引脚VOUT和其17号引脚FB之间串联一电阻R2，所述电阻R2的大小为1MΩ；所述DC-DC电源转换芯片U2的17号引脚FB串联电阻R4后与第二运放电路连接，所述电阻R4的大小为470KΩ；所述第二运放电路与灯板负极接入端口LED-连接；所述DC-DC电源转换芯片U2的17号引脚FB还连接有电阻R9，所述电阻R9另一端接地，所述电阻R9的大小为120KΩ；所述DC-DC电源转换芯片U2的18号引脚COMP依次串联电阻R5和电容C9后接地，所述电阻R5的大小为20KΩ，所述电容C9的大小为47NF；所述DC-DC电源转换芯片U2的19号引脚串联电阻R8后接地，所述电阻R8 的大小为150KΩ；所述DC-DC电源转换芯片U2的20号引脚AGND接地；所述DC-DC电源转换芯片U2的20号引脚PGND接地；所述DC-DC电源转换芯片U2的20号引脚AGND和其21号引脚PGND之间短接。

在另外一些实施例中，所述DC-DC电源转换芯片U2还可选用MP3429、MP3428、XC9221等电源转换芯片；相应的，所述电阻和/或电容的大小根据DC-DC电源转换芯片U2的选择进行适配性选择。

实施例中，所述电池正极接入端口BAT+和电池负极接入端口BAT-之间串联一个电容C6，所述电容C6的规格为22UF/16V；所述电池负极接入端口BAT-与电容C6的连接端接地。

实施例中，所述第二运放电路包括运算放大器U1B，所述运算放大器U1B选用TLV333；所述运算放大器U1B的1号引脚串联电阻R3后与灯板负极接入端口LED-连接，所述运算放大器U1B的4号引脚与电阻R4连接；所述运算放大器U1B的3号引脚串联电阻R11后接地，所述电阻R11的大小为27KΩ；所述运算放大器U1B的3号引脚还连接有电容C11和电阻R7，所述电容C11的大小为0.1UF，所述电阻R7的大小为200KΩ；所述电阻R11、电阻R7和电容C11并联；所述电阻R7另一端分别连接电容C10和电阻R6，所述电容C10和电阻R6之间并联，所述电阻R6另一端连接至单片机U6的5号引脚RA2，所述电容C10另一端接地；所述电阻R6的大小为300KΩ，所述电容C10的大小为0.1UF。

在另外一些实施例中，所述运算放大器U1B还可选用如TLV333轨到轨输入/输出，低失调电压等型号的；相应的，所述电阻和/或电容的大小根据运算放大器U1B的选择进行适配性选择。

实施例中，所述灯板负极接入端口LED-还连接有电阻R10，所述电阻R10另一端接地，所述电阻R10的大小为2Ω小阻值的电流检测电阻；在另外一些实施例中，所述R10还可选用1Ω-10Ω等其它阻值的电阻。实施例中，所述灯板负极接入端口LED-还连接有场效应管Q1，所述场效应管Q1选用AON2408场效应管；所述场效应管Q1的1号引脚栅极与灯板负极接入端口LED-连接，所述场效应管Q1的2号引脚漏极连接至单片机U6的4号引脚RA3，所述场效应管Q1的2号引脚漏极还连接有电阻R12，所述电阻R12的另一端接地，所述电阻R12的大小为10KΩ；所述场效应管的3号引脚源极串联电阻R13后接地，所述电阻R13的大小为50mΩ。

在另外一些实施例中，所述场效应管Q1还可选用如AO3400、AO3416等型号的N沟道场效应；相应的，与场效应管Q1连的电阻和/或电容的大小根据场效应管的选择进行适配性选择。

实施例中，所述用于移动照明设备的防误触发按键电路中的接地端均可选用同一种接地方式或选用不同的接地方式；所述接地方式包括数字接地、模拟接地、弱电电路接地等接地方式。

实施例中，所述电池正极接入端口BAT+作为第一检测点TP1，所述电池负极接入端口BAT-作为第四检测点TP4，所述灯板正极接入端口LED+作为第二检测点TP2，所述灯板负极接入端口LED-作为第三检测点TP3；使用者可通过检测设备接入检测点对电路进行性能检测。

在使用时，将所述用于移动照明设备的动作识别和近距离强光保护电路与移动照明设备的电子器件相连接。按下所述按键SW1，单片机U4的4号引脚RA3检测到电平的变化信号，经过单片机U4的内部处理，将处理信号通过单片机U4的3号引脚RA4发送至单片机U6；所述单片机U6接收到信号后，经过单片机U6内部的处理，再通过单片机U6的7号引脚RA0、5号引脚RA2和4号引脚RA3输出相应的控制信号，去控制主电路，实现相应的照明输出模式。当通过按键SW1操作，输出在某一照明模式，即移动照明设备工作于某一照明模式；当在X、Y、Z三轴任意一轴上有加速度的变化，则加速度传感器U7将自身采集到加速度信号转换为电信号，再通过其2号引脚SDA和12号引脚SCL将电信号传输给单片机U4 ；所述单片机U4会对接收到的电信号进行处理，将相应的电信号通过单片机U4的3号引脚RA4传输给单片机U6；所述单片机U6接收到信号，经过单片机U6内部的处理，将相应的控制信号通过其7号引脚RA0、5号引脚RA2和4号引脚RA3输出给主电路，以控制主电路自动改变移动照明照明的输出模式。所述距离传感器U5固定放于移动照明设备发光面的位置，当移动照明设备处于高亮输出模式，发光面近距离靠近物体时，所述距离传感器U5检测到物体靠近，所述距离传感器U5会将接收到的反射信号转换为电信号，再通过其8号引脚SDA、2号引脚SCL传输电信号给到单片机U4 ，经过单片机U4内部的处理，所述单片机U4将处理后的电信号通过其3号引脚RA4发送到单片机U6中；所述单片机U6接收到信号，经过单片机U6内部的处理，将相应的控制信号通过其7号引脚RA0、5号引脚RA2和4号引脚RA3输出给主电路，去控制主电路降低移动照明设备的亮度输出，从而起到近距离强光照射时，防止人体灼伤，发生火灾等危险。

此外，本实用新型还提供了一种具有动作识别和近距离强光保护的移动照明设备，包括灯体，所述灯体内设有PCB控制板，所述PCB控制板上设有上述任意一项所述的动作识别和近距离强光保护电路；所述灯板正极接入端口LED+与灯体内灯板的正极电连接，所述灯板负极接入端口LED-与灯体内灯板的负极电连接；所述电池正极接入端口BAT+与灯体内的电池正极电连接，所述电池负极接入端口BAT-与灯体内的电池负极电连接。

以上所述的实施例，只是本实用新型的较优选的具体方式之一，本领域的技术员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种动作识别和近距离强光保护电路，其特征在于，包括主电路、信号转换电路和距离检测电路，所述信号转换电路与主电路连接；所述距离检测电路包括距离传感器U5，所述距离传感器U5与所述信号转换电路连接。

2.根据权利要求1所述的动作识别和近距离强光保护电路，其特征在于，所述动作识别和近距离强光保护电路还包括加速度检测电路，所述加速度检测电路与信号转换电路连接。

3.根据权利要求1或2所述的动作识别和近距离强光保护电路，其特征在于，所述信号转换电路包括单片机U4和单片机U6，所述单片机U4分别与单片机U6、距离检测电路和加速度检测电路连接，所述单片机U6与主电路连接。

4.根据权利要求3所述的动作识别和近距离强光保护电路，其特征在于，所述单片机U4选用PIC12F1822单片机，单片机U4的3号引脚RA4与单片机U6连接，单片机U4的5号引脚RA2和6号引脚RA1与距离检测电路连接，单片机U4的1号引脚VDD与加速度检测电路连接。

5.根据权利要求3所述的动作识别和近距离强光保护电路，其特征在于，所述单片机U6选用PIC12F1822单片机，单片机U6的4号引脚RA3、5号引脚RA2和7号引脚RA0分别与主电路连接，单片机U6的2号引脚RA5与单片机U4连接。

6.根据权利要求3所述的动作识别和近距离强光保护电路，其特征在于，所述单片机U4连接有按键SW1，所述按键SW1另一端接地。

7.根据权利要求1所述的动作识别和近距离强光保护电路，其特征在于，所述动作识别和近距离强光保护电路还包括稳压电路，所述稳压电路与信号转换电路连接。

8.根据权利要求1所述的动作识别和近距离强光保护电路，其特征在于，所述主电路包括DC-DC电源转换芯片U2和供电电路，所述DC-DC电源转换芯片U2与供电电路连接。

9.根据权利要求8所述的动作识别和近距离强光保护电路，其特征在于，所述主电路包括第一运放电路，所述第一运放电路与信号转换电路连接；所述供电电路包括第二运放电路。

10.一种具有动作识别和近距离强光保护的移动照明设备，包括灯体，所述灯体内设有PCB控制板，其特征在于，所述PCB控制板上设有权利要求1至9任意一项所述的动作识别和近距离强光保护电路。

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