CN211649904U - 一种基于单片机系统的节能智能台灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于单片机系统的节能智能台灯，包括：底座；灯罩；低功耗LED模块；单片机调节控制模块，用于控制低功耗LED模块的光照亮度；电源模块，采用变压器将家用220V电压转换成15V交变电压，然后通过四个二极管整流桥整流输出，以及通过多个电容稳压和多次滤波输出；本实用新型通过其双模式切换体现了其智能化，尤其是另一个模式是需要另一个光强传感器模块，采集台灯周围光的强度，并给单片机一个相应信号，利于让其控制台灯的光强在一定的值内，从而达到其智能控制光强的作用，其智能效果非常好，这样不仅仅智能，还很节能环保，以及对眼睛的视力也会有一定的保护作用。

Description

一种基于单片机系统的节能智能台灯

技术领域

本实用新型涉及智能台灯技术领域，具体为一种基于单片机系统的节能智能台灯。

背景技术

台灯，是灯的一种，小巧精致，方便携带。台灯主要是装饰作用，便于阅读、学习、工作。台灯已经远远超越了台灯本身的价值，台灯已经变成了一个艺术品，可调台灯的工作原理是由电阻R2、电位器RP1、电容C组成阻容移相电路，调节RP1，即可改变双向晶闸管V的导通角，从而改变灯泡EL的亮度，电阻R1为限流电阻。C的充电速度还与并联回路有关，在R1、RP2固定的情况下，分流的大小由光敏电阻RL的阻值来决定。当电网电压上升时，灯光亮度增加，RL阻值变小，分流增大，电容C两端电压上升变慢，晶闸管V导通角减小，输出电压减小，灯光亮度下降；反之，当电网电压下降时，RL阻值增大，分流减小，晶闸管导通角增大，输出电压增加，灯光亮度增加。

但是，目前市场上多数的台灯功能性都比较单一，使用起来也非常不便，传统的台灯在使用时，不能够控制台灯的光强在一定的值内，不便于人们对台灯光强的控制，智能化程度低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于单片机系统的节能智能台灯，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于单片机系统的节能智能台灯，包括：

底座；

灯罩；

低功耗LED模块；

单片机调节控制模块，用于控制低功耗LED模块的光照亮度；

电源模块，采用变压器将家用220V电压转换成15V交变电压，然后通过四个二极管整流桥整流输出，以及通过多个电容稳压和多次滤波输出，再运用7805稳压芯片稳定地输出5V直流电压；

光强感应模块，用于采集台灯周边光强信息，在恒光源模式中，该光强感应模块对外界光强接收后将数据传输给单片机调节控制模块，通过单片机调节控制模块内部数据处理并判断外界光强与意愿恒定下的光强是否一致；

运放电路模块，采用差分放大电路将数模转换模块中输出的电流放大为4～5V的电压；

其中，所述单片机调节控制模块、电源模块和运放电路模块均固定安装于底座内部，所述光强感应模块固定安装于灯罩表面。

优选的，所述灯罩通过支撑架固定安装于底座顶端。

优选的，所述低功耗LED模块固定安装于灯罩底端表面，且低功耗LED模块设有五个。

优选的，其中五个所述低功耗LED模块呈星式分布。

优选的，所述单片机调节控制模块分别与低功耗LED模块、控制模块、电源模块、光强感应模块和运放电路模块之间电性连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过其双模式切换体现了其智能化，尤其是另一个模式是需要另一个光强传感器模块，采集台灯周围光的强度，并给单片机一个相应信号，利于让其控制台灯的光强在一定的值内，从而达到其智能控制光强的作用，其智能效果非常好，这样不仅仅智能，还很节能环保，以及对眼睛的视力也会有一定的保护作用，再加上我们的LED灯作为光源，无频闪，对视力好，适合广大群众使用。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的灯罩结构示意图；

图3为本实用新型的元器件框架结构示意图；

图4为本实用新型的运放电路模块电压参考图；

图5为本实用新型的运放电路模块管脚连接图；

图6为本实用新型的运放电路模块电路图。

图中：1、底座；2、支撑架；3、灯罩；4、低功耗LED模块；5、单片机调节控制模块；6、电源模块；7、光强感应模块；8、运放电路模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-6，本实用新型提供一种技术方案：一种基于单片机系统的节能智能台灯，包括：底座1；灯罩3；低功耗LED模块4；单片机调节控制模块5；电源模块6；光强感应模块7和运放电路模块8。

其中，低功耗LED模块4，从数模转换模块输出的小电流经过运放电路模块8放大后最终输出端能达到4～5V电压，但其输出功率比较小，不足以驱动点亮我们台灯中的低功率led灯，所以我们通过运用5个8050三极管的控制放大作用来点亮5个led灯，我们将运放电路模块8输出端各接上各个8050三极管的基极和发射极，而把低功耗LED模块4接在各个相对应三极管的集电极和发射极间，组成8050三极管的共射放大电路，从而保证了足够大的功率来驱动点亮各个低功耗LED模块4，这样的好处是避免了运用LED灯驱动芯片的复杂过程，使电路简单化，减小了低功耗LED模块4驱动过程的电能损耗，而且我们的低功耗LED模块4加起来的功率还不到5W，并且不像市面上的台灯会有频闪，我们采用LED，就是为了节能还有不令其发生频闪，起到护眼和保护视力的作用。

其中，单片机调节控制模块5的型号为IAP15F2K61S2，它是增强型8051CPU，1T，单时钟/机器周期，速度比普通8051快8-12倍，61K字节片内Flash程序存储器，擦写次数10万次以上4.片内大容量2048字节的SRAM。用此IAP15F2K61S2单片机与DAC0832数模转换芯片组成数模转换模块来控制我们的节能智能台灯。

进一步地，单片机调节控制模块5，用于控制低功耗LED模块4的光照亮度。

其中，电源模块6采用变压器将家用220V电压转换成15V交变电压，然后通过四个二极管整流桥整流输出，以及通过多个电容稳压和多次滤波输出，再运用7805稳压芯片稳定地输出5V直流电压。

其中，光强感应模块7中采用的是GY-30数字光模块.它的特点是应用I2C总线接口(f/s模式支持)，而且它的光谱的范围跟人眼相近。运用到了照度数字转换器，具有宽范围和高分解(1-65535勒克斯)、低电流关机功能，具有50Hz/60Hz光噪声reject-function和1.8V逻辑输入接口，无需任何外部零件，它光源的依赖性不大(例如白炽灯、荧光灯、卤素灯、白LED灯等)，小测变异在正负百分之20之间，对红外线的影响很小。

进一步地，光强感应模块7采集台灯周边光强信息，在恒光源模式中，该光强感应模块7对外界光强接收后将数据传输给单片机调节控制模块5，通过单片机调节控制模块5内部数据处理并判断外界光强与意愿恒定下的光强是否一致，若光强感应模块7采集到的光强度比个人意愿下的恒定光照强度强，则单片机调节控制模块5会自动降低数模转换模块中的数值来减小其的输出电流，从而减低台灯的亮度；相反，如果光强感应模块7采集到的光强比个人意愿下的恒定光强弱，则单片机调节控制模块5会自动增大数模转换模块中的数值来增大其输出电流，从而增大台灯的亮度，使台灯的周围环境处于个人意愿的恒光照强度下。

其中，运放电路模块8的型号为LM324。

进一步地，从单片机调节控制模块5的数模转换模块输出的电流非常小，得不到我们想要的那种效果，所以在此我们通过运用运放电路模块8，因为LM324系列运算放大器是价格便宜的带差动输入功能的四运算放大器，可工作在单电源下，电压范围是3.0V-32V，而且还具有低偏置电流：最大100nA(LM324A)，每封装含四个运算放大器，具有内部补偿的功能，以及共模范围扩展到负电源和输入端具有静电保护功能，于是我们就采用差分放大电路将数模转换模块中输出的电流放大为4～5V的电压采用差分放大电路将数模转换模块中输出的电流放大为4～5V的电压。

其中，所述单片机调节控制模块5、电源模块6和运放电路模块8均固定安装于底座1内部，所述光强感应模块7固定安装于灯罩3表面。

其中，所述灯罩3通过支撑架2固定安装于底座1顶端。

其中，所述低功耗LED模块4固定安装于灯罩3底端表面，且低功耗LED模块4设有五个。

其中，其中五个所述低功耗LED模块4呈星式分布。

进一步地，这样分布的效果会让台灯下我们工作学习时的影子变淡，对视力会比较好，而起到护眼效果，手术室的手术灯正是利用其特点的。

其中，所述单片机调节控制模块5分别与低功耗LED模块4、控制模块5、电源模块6、光强感应模块7和运放电路模块8之间电性连接。

工作原理：在使用时，单片机调节控制模块5做为控制核心，采用双模式切换，第一个模式是通过单片机调节控制模块5结合数模和模数转换芯片，制作出输出电压控制模块，利用电位器调节输入的参考电压，从而控制其输出电压的大小继而控制台灯的亮度，另一个模式是需要另一个光强感应模块7，采集台灯周围光的强度，并给单片机调节控制模块5一个相应信号，利于让其控制台灯的光强在一定的值内，从而达到其智能控制光强的作用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种基于单片机系统的节能智能台灯，其特征在于，包括：

底座(1)；

灯罩(3)；

低功耗LED模块(4)；

单片机调节控制模块(5)，用于控制低功耗LED模块(4)的光照亮度；

电源模块(6)，采用变压器将家用220V电压转换成15V交变电压，然后通过四个二极管整流桥整流输出，以及通过多个电容稳压和多次滤波输出，再运用7805稳压芯片稳定地输出5V直流电压；

光强感应模块(7)，用于采集台灯周边光强信息，在恒光源模式中，该光强感应模块(7)对外界光强接收后将数据传输给单片机调节控制模块(5)，通过单片机调节控制模块(5)内部数据处理并判断外界光强与意愿恒定下的光强是否一致；

运放电路模块(8)，采用差分放大电路将数模转换模块中输出的电流放大为4～5V的电压；

其中，所述单片机调节控制模块(5)、电源模块(6)和运放电路模块(8)均固定安装于底座(1)内部，所述光强感应模块(7)固定安装于灯罩(3)表面。

2.根据权利要求1所述的一种基于单片机系统的节能智能台灯，其特征在于：所述灯罩(3)通过支撑架(2)固定安装于底座(1)顶端。

3.根据权利要求1所述的一种基于单片机系统的节能智能台灯，其特征在于：所述低功耗LED模块(4)固定安装于灯罩(3)底端表面，且低功耗LED模块(4)设有五个。

4.根据权利要求1所述的一种基于单片机系统的节能智能台灯，其特征在于：其中五个所述低功耗LED模块(4)呈星式分布。

5.根据权利要求1所述的一种基于单片机系统的节能智能台灯，其特征在于：所述单片机调节控制模块(5)分别与低功耗LED模块(4)、控制模块(5)、电源模块(6)、光强感应模块(7)和运放电路模块(8)之间电性连接。

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