CN210591606U - 一种基于光电感应的车载灯光控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于光电感应的车载灯光控制器，包括反射式光电传感器、信号处理单元、单片机以及稳压电路；所述反射式光电传感器包括红外光束发射端和红外光束接收端，红外光束发射端连接于单片机的输出端，红外光束接收端连接于信号处理单元的输入端；所述单片机的输出端连接于用于控制阅读灯启闭的顶灯控制器的受控端。本实用新型采用了以单片机、反射式光电传感器为核心的技术设计，解决了传统汽车内部阅读灯按钮开关控制不便的技术问题，达到了通过本实用新型可实现无接触式车内灯光控制的目的，使得开关阅读灯不用再需要精确地寻找按钮开关位置，只需要手经过控制器附近，即可控制阅读灯亮灭，操作更加方便、快捷。

Description

一种基于光电感应的车载灯光控制器

技术领域

本实用新型涉及汽车附属零配件技术领域，特别是一种基于光电感应的车载灯光控制器。

背景技术

随着汽车技术的发展和人们生活水平的改善，越来越多的汽车进入到人们的生活中去。在日常的汽车行驶过程中，尤其是夜间，车内顶上都设置有阅读灯，汽车阅读灯是应用在汽车内部的一种电子设备，是汽车驾驶室中不可缺少的照明装置。当车内光线不足时，能提供给乘坐人员足够亮度，便于在车内阅读之用。目前，汽车内部阅读灯的控制方式基本上都是机械式船型开关按钮控制方式，通过控制开关按钮来使得顶灯控制器控制车内阅读灯的亮灭。但是，当汽车处于黑暗环境或驾驶员正在驾驶时，无法快速地找到开关按钮的位置，导致阅读灯的打开会十分缓慢，且阅读灯的打开十分麻烦。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种基于光电感应的车载灯光控制器，以解决目前汽车内部的阅读灯基本上都是机械式开关按钮控制的方式，而导致在汽车处于黑暗环境或驾驶员正在驾驶时无法快速地打开阅读灯的问题，以使得阅读灯能够十分快速地打开，使得阅读灯的打开为无接触时的打开方式。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。

一种基于光电感应的车载灯光控制器，包括用于发射和接收红外信号的反射式光电传感器、用于接收反射式光电传感器传输的信号并对信号进行放大解码处理的信号处理单元、用于读取信号处理单元发送结果并作相应处理的单片机以及用于将供电电压进行转换并为控制器整体进行供电的稳压电路；所述反射式光电传感器包括用于发出红外光束的红外光束发射端和用于接收红外光束发射端发出的红外光束的红外光束接收端，红外光束发射端连接于单片机的输出端，红外光束接收端连接于信号处理单元的输入端；所述单片机的输出端连接于用于控制阅读灯启闭的顶灯控制器的受控端。

进一步优化技术方案，所述信号处理单元包括用于将反射式光电传感器传输的信号进行放大的运算放大电路以及用于将经运算放大电路放大处理后的脉冲波形进行解码的集成锁相环路解码器，红外光束接收端连接于运算放大电路的信号输入端，运算放大电路的信号输出端连接于集成锁相环路解码器的信号输入端，集成锁相环路解码器的信号输出端连接于单片机的输入端。

进一步优化技术方案，所述红外光束发射端发出的红外光束中心波长为940nm，红外光束发射端通过单片机的控制发射出1.5kHZ频率的红外脉冲调制信号。

进一步优化技术方案，所述单片机通过PWM波的方式控制红外光束发射端。

进一步优化技术方案，通过调节红外光束发射端的电阻阻值来调节发射红外光束的强弱，进而来调节控制器的感应距离。

进一步优化技术方案，所述红外光束接收端包括用于有效区分出红外信号及背景环境中红外辐射、从而提供良好探测效果的频率检波器。

进一步优化技术方案，所述稳压电路的输入端连接于供电电源，稳压电路的输出端分别连接于单片机的电源脚和信号处理单元的电源脚。

进一步优化技术方案，所述单片机的输出端通过数据接口连接于顶灯控制器的受控端，数据接口上设置有用于接收顶灯控制器输出的车门状态信号的数据接口“1脚”以及与顶灯控制器的受控端相连接的数据接口“2脚”，数据接口“1脚”的信号输出端通过电平转换电路连接于单片机的输入端，数据接口“2脚”通过电平转换电路连接于单片机的输出端。

进一步优化技术方案，所述单片机为STM32F030F4P6单片机。

由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。

本实用新型采用了以单片机、反射式光电传感器为核心的技术设计，解决了传统汽车内部阅读灯按钮开关控制不便的技术问题，达到了通过本实用新型可实现无接触式车内灯光控制的目的，使得开关阅读灯不用再需要精确地寻找按钮开关位置，只需要手经过控制器附近，即可控制阅读灯亮灭，操作更加方便、快捷。

本实用新型实现的功能有当用户的手在控制器附近下方0-5cm处经过时，车内阅读灯亮，当再次经过时阅读灯灭；当车门开启或关闭时，阅读灯相应开启和关闭。

本实用新型红外光发射采用1.5kHZ频率来调制，红外光束接收端配备了对应的频率检波器，使得反射式光电传感器能够区分出有效的红外信号及背景环境中的红外辐射，从而提供了良好的探测效果。调制还可以抑制系统中各个环节的固有噪声和外部电磁场的干扰，使系统具有更高的探测能力。

本实用新型与传统的车内阅读灯船型控制开关相比，是无接触式感应开关，使得车内阅读灯的开启或关闭更加方便、快捷，能够有效地适用于黑暗环境，且能够在驾驶过程中，十分方便地实现阅读灯的打开。

本实用新型使用单片机控制反射式光电传感器发送1.5kHZ频率的调制波形，使得电路更加简单。

本实用新型通过调节红外光束发射端的电阻阻值来调节发射红外光束的强弱，进而来调节控制器的感应距离，十分方便。

本实用新型通过调节运算放大电路的增益，可以改变运算放大电路的输出端信号幅值的大小，即可以改变集成锁相环路解码器输入端信号幅值的大小，从而来调节控制器的感应距离。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型的控制流程图；

图3为本实用新型单片机控制反射式光电传感器的红外光束发射端的部分电路图，其中U6A为红外光束发射端；

图4为本实用新型信号处理单元的电路图，其中U6B为红外光束接收端；

图5为本实用新型的稳压电路的电路图；

图6为本实用新型数据接口的电路图。

其中：1、单片机，2、反射式光电传感器，3、数据接口，4、稳压电路，5、信号处理单元。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。

一种基于光电感应的车载灯光控制器，结合图1至图6所示，包括反射式光电传感器2、信号处理单元5、单片机1以及稳压电路4。

反射式光电传感器2用于发射和接收红外信号，反射式光电传感器2包括红外光束发射端和红外光束接收端，红外光束发射端用于发出红外光束，红外光束接收端用于接收红外光束发射端发出的红外光束。

红外光束发射端连接于单片机1的输出端，红外光束发射端通过单片机1来控制，进一步地单片机1通过PWM波的方式控制红外光束发射端。

红外光束发射端发出的红外光束中心波长为940nm，红外光束发射端通过单片机1的控制发射出1.5kHZ频率的红外脉冲调制信号。当没有物体对红外光束进行反射时，红外光束接收端接收不到信号。当有物体对红外光束进行反射时，红外光束接收端接收到1.5kHZ频率的脉冲信号，接收信号幅值大小由物体到该设备之间的距离决定，距离越近接收信号幅值越大。

红外光束接收端连接于信号处理单元5的输入端，红外光束接收端将信号传输至信号处理单元5。

红外光束接收端包括频率检波器，频率检波器用于有效区分出红外信号及背景环境中红外辐射，从而提供良好探测效果。调制还可以抑制系统中各个环节的固有噪声和外部电磁场的干扰，使系统具有更高的探测能力。

通过手动调节红外光束发射端的电阻阻值来调节发射红外光束的强弱，进而来调节控制器的感应距离。

信号处理单元5用于接收反射式光电传感器2传输的信号并对信号进行放大解码处理。信号处理单元5包括运算放大电路以及集成锁相环路解码器。

运算放大电路用于将反射式光电传感器2传输的信号进行放大，红外光束接收端连接于运算放大电路的信号输入端，运算放大电路的信号输出端连接于集成锁相环路解码器的信号输入端。通过调节运算放大电路的增益，可以改变运算放大电路的输出端信号幅值的大小，即可以改变集成锁相环路解码器输入端信号幅值的大小，从而来调节控制器的感应距离。

集成锁相环路解码器用于将经运算放大电路放大处理后的脉冲波形进行解码，集成锁相环路解码器的信号输出端连接于单片机1的输入端，将解码后的信号输出给单片机1。

单片机1用于读取信号处理单元5发送结果并作相应处理，单片机1的输出端连接于顶灯控制器的受控端，顶灯控制器用于控制阅读灯启闭。本实用新型中单片机1采用STM32F030F4P6单片机。

单片机1的输出端通过数据接口3连接于顶灯控制器的受控端，单片机1通过数据接口3来读取和发送数据给顶灯控制器，进而来实现对汽车阅读灯电路上的阅读灯亮灭的控制。数据接口3上设置有数据接口“1脚”以及数据接口“2脚”，数据接口“1脚”用于接收顶灯控制器输出的车门状态信号，数据接口“1脚”的信号输出端通过电平转换电路连接于单片机1的输入端。数据接口“2脚”通过电平转换电路连接于单片机1的输出端，顶灯控制器的受控端相连接的数据接口“2脚”。

稳压电路4用于将供电电压转为3.3V，并为控制器整体进行供电，稳压电路4的输入端连接于供电电源，支持过压保护、过流保护，稳压电路4的输出端分别连接于单片机1的电源脚和信号处理单元5的电源脚。

此外，本实用新型采用卡扣结构安装在顶灯上，安装十分方便，十分稳固。

本实用新型的工作原理如下。

通过稳压电路4给控制器的各部位供电后，用户的手在本实用新型附近下方0-5cm处经过时，单片机1通过PWM波的方式控制反射式光电传感器2的红外光束发射端输出红外光束。红外光束接收端接收到物体反射的红外光束后，将信号输入到信号处理单元5，经过运算放大电路将接收到的信号进行放大，再经过集成锁相环路解码器对接收到的脉冲波形进行解码，解码后的信号输出给单片机1。信号处理单元5输出的信号不同代表是否接收到反射式光电传感器2发出的红外光束。单片机1根据接收到的信号作相应处理。

单片机1接收信号处理单元5的信号的同时，单片机1采集数据接口“1脚”信号。数据接口“1脚”不同信号代表车门是否打开，若采集到的数据接口“1脚”输出了高电平，则证明车门打开，若采集到的数据接口“1脚”输出了低电平，则证明车门没有被打开。单片机1并根据上面接收到的信号发送相应信号给数据端口“2脚”。因数据接口3电性连接顶灯控制器，顶灯控制器根据数据接口“2脚”输出的信号来对阅读灯进行相应的开启或关闭。

即当用户的手在本实用新型附近下方0-5cm处经过时，单片机1接收信号处理单元5的信号后，控制顶灯控制器将阅读灯开启。当用户的手再次经过时，单片机1控制顶灯控制器将阅读灯关闭。

当车门打开时，数据接口“1脚”输出高电平，顶灯控制器根据数据接口“2脚”输出的信号来控制阅读灯开启。当车门关闭时，数据接口“1脚”输出低电平，顶灯控制器根据数据接口“2脚”输出的信号来控制阅读灯关闭。

Claims (9)

1.一种基于光电感应的车载灯光控制器，其特征在于：包括用于发射和接收红外信号的反射式光电传感器(2)、用于接收反射式光电传感器(2)传输的信号并对信号进行放大解码处理的信号处理单元(5)、用于读取信号处理单元(5)发送结果并作相应处理的单片机(1)以及用于将供电电压进行转换并为控制器整体进行供电的稳压电路(4)；所述反射式光电传感器(2)包括用于发出红外光束的红外光束发射端和用于接收红外光束发射端发出的红外光束的红外光束接收端，红外光束发射端连接于单片机(1)的输出端，红外光束接收端连接于信号处理单元(5)的输入端；所述单片机(1)的输出端连接于用于控制阅读灯启闭的顶灯控制器的受控端。

2.根据权利要求1所述的一种基于光电感应的车载灯光控制器，其特征在于：所述信号处理单元(5)包括用于将反射式光电传感器(2)传输的信号进行放大的运算放大电路以及用于将经运算放大电路放大处理后的脉冲波形进行解码的集成锁相环路解码器，红外光束接收端连接于运算放大电路的信号输入端，运算放大电路的信号输出端连接于集成锁相环路解码器的信号输入端，集成锁相环路解码器的信号输出端连接于单片机(1)的输入端。

3.根据权利要求1所述的一种基于光电感应的车载灯光控制器，其特征在于：所述红外光束发射端发出的红外光束中心波长为940nm，红外光束发射端通过单片机(1)的控制发射出1.5kHZ频率的红外脉冲调制信号。

4.根据权利要求1或3所述的一种基于光电感应的车载灯光控制器，其特征在于：所述单片机(1)通过PWM波的方式控制红外光束发射端。

5.根据权利要求1所述的一种基于光电感应的车载灯光控制器，其特征在于：通过调节红外光束发射端的电阻阻值来调节发射红外光束的强弱，进而来调节控制器的感应距离。

6.根据权利要求1所述的一种基于光电感应的车载灯光控制器，其特征在于：所述红外光束接收端包括用于有效区分出红外信号及背景环境中红外辐射、从而提供良好探测效果的频率检波器。

7.根据权利要求1所述的一种基于光电感应的车载灯光控制器，其特征在于：所述稳压电路(4)的输入端连接于供电电源，稳压电路(4)的输出端分别连接于单片机(1)的电源脚和信号处理单元(5)的电源脚。

8.根据权利要求1所述的一种基于光电感应的车载灯光控制器，其特征在于：所述单片机(1)的输出端通过数据接口(3)连接于顶灯控制器的受控端，数据接口(3)上设置有用于接收顶灯控制器输出的车门状态信号的数据接口“1脚”以及与顶灯控制器的受控端相连接的数据接口“2脚”，数据接口“1脚”的信号输出端通过电平转换电路连接于单片机(1)的输入端，数据接口“2脚”通过电平转换电路连接于单片机(1)的输出端。

9.根据权利要求1所述的一种基于光电感应的车载灯光控制器，其特征在于：所述单片机(1)为STM32F030F4P6单片机。

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