CN212719522U - 一种一体式的智能充电台灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体式的智能充电台灯，包括壳体，位于壳体内侧的感应模块以及主控模块，所述主控模块包括微控制器相互电性连接的NODE MCU，所述NODE MCU通过热点信号可与手机连接，所述感应模块包括光照传感器和人体红外传感器，所述微控制器与光照传感器和人体红外传感器电性连接，且所述壳体的侧壁上安装有与微控制器电性连接的显示屏，所述微控制器通过LED驱动电路与LED电性连接，所述微控制器、NODE MCU均通过光伏锂电池模块供电；对比传统的日光灯和白炽灯增加了效率，减少了能耗，控制方法也多了手机控制和显示屏控制，调光更加方便。合理使用了太阳光能，节能减排。

Description

一种一体式的智能充电台灯

技术领域

本实用新型属于台灯技术领域，具体涉及一种一体式的智能充电台灯。

背景技术

传统灯单独使用太阳能供电输出极其不稳定且电压等级与供电不兼容，自动模式下，LED需要实现自适应调整亮度的功能，自适应的算法则是最为关键的一步，为此我们提出一种一体式的智能充电台灯。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种一体式的智能充电台灯，以解决上述背景技术中提出效率低、能耗高、控制方式单一、不易调光的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种一体式的智能充电台灯，包括壳体，位于壳体内侧的感应模块以及主控模块，所述主控模块包括微控制器相互电性连接的NODE MCU，所述NODE MCU通过热点信号可与手机连接，所述感应模块包括光照传感器和人体红外传感器，所述微控制器与光照传感器和人体红外传感器电性连接，且所述壳体的侧壁上安装有与微控制器电性连接的显示屏，所述微控制器通过LED驱动电路与LED电性连接，所述微控制器、NODE MCU 均通过光伏锂电池模块供电。

进一步地，所述光伏锂电池模块包括蓄电池、太阳能板、PCB板，蓄电池、太阳能板安装在PCB板上，且PCB板上预留有microUSB与直流电源充电头。

进一步地，所述壳体由第一壳体和第二壳体组成，且第一壳体和第二壳体呈c形。

进一步地，所述光伏锂电池模块位于第一壳体、第二壳体的顶部，所述主控模块位于第一壳体、第二壳体的底部，所述显示屏位于主控模块的上方，所述光照传感器位于第一壳体、第二壳体的底部，且所述人体红外传感器位于第一壳体、第二壳体的顶部。

进一步地，所述微控制器的型号为STC89C52RC。

进一步地，所述显示屏为USART HMI智能串口屏。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于：

1.对比传统的日光灯和白炽灯增加了效率，减少了能耗，控制方法也多了手机控制和显示屏控制，调光更加方便。合理使用了太阳光能，节能减排。

2.采用成熟的物联网App调光和人体红外传感器等辅助工具帮助系统多控，提高用户使用性。

3.自主设计自动模式下、学习模式下的光补偿算法，使自动模式更加智能化。

4.自主设计灯光调节系统，主要由整流与串级MOS驱动组成，构成多路多控结构。

5.外壳创新化设计，设置定位销孔，方便组装维护。外形设计形状优雅美观。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型微控制器与NODEMCU的电路接线图；

图4为本实用新型的PWM控制电路图；

图5为本实用新型光照传感器的驱动流程图；

图6为本实用新型光照传感器的电路图；

图7为本实用新型人体红外传感器的驱动流程图；

图8为本实用新型人体红外传感器的电路图；

图中：1、第一壳体；2、第二壳体；3、光伏锂电池模块；4、显示屏；5、主控模块；51、微控制器；52、NODE MCU；6、光照传感器器；7、LED；8、人体红外传感器。

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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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。

参照图1-图8，本实用新型提出的一种技术方案：一种一体式的智能充电台灯，包括壳体，位于壳体内侧的感应模块以及主控模块5，主控模块5包括微控制器51相互电性连接的NODE MCU52，微控制器 51的型号为STC89C52RC，NODE MCU52通过热点信号可与手机连接，感应模块包括光照传感器6和人体红外传感器8，微控制器51与光照传感器6和人体红外传感器8电性连接，且壳体的侧壁上安装有与微控制器51电性连接的显示屏4，微控制器51通过LED驱动电路与 LED7电性连接，微控制器51、NODE MCU52均通过光伏锂电池模块3 供电，光伏锂电池模块3包括蓄电池、太阳能板、PCB板，蓄电池、太阳能板安装在PCB板上，且PCB板上预留有microUSB与直流电源充电头。

本实施例中，进一步地，壳体由第一壳体1和第二壳体2组成，且第一壳体1和第二壳体2呈c形，光伏锂电池模块3位于第一壳体 1、第二壳体2的顶部，主控模块5位于第一壳体1、第二壳体2的底部，显示屏4位于主控模块5的上方，显示屏4为USART HMI智能串口屏，光照传感器6位于第一壳体1、第二壳体2的底部，且人体红外传感器8位于第一壳体1、第二壳体2的顶部，LED7固定在第一壳体1、第二壳体2内侧壁上孔位中。

本实用新型的工作原理及使用流程：

当设备正常通上电时，微控制器51与NODE MCU52开始正常工作，上位机NODEMCU52通过编入的程序，设备会自动接入周围环境产生的热点信号，通过访问物联网平台与互联网终端接入，使用者可以通过打开物联网平台点灯Blinker访问该设备操作界面，控制MCU的工作状态，在NODE MCU52与STC89C52RC中，设备可以产生100HZ，占空比由0—100％的PWM信号分别驱动LED驱动子模块两对MOSFET导通关断，达到控制LED调光的要求；

NODE MCU通过信号引脚SIGNAL_1、SIGNAL_2和PHONE的高低电平控制下位机STC89C52RC的工作状态。当使用者点击物联网平台控件开关按键“关”时，NODEMCU会拉高引脚PHONE为高电平，此时 STC89C52RC下位机收到回收下位机控制优先级，引脚如图4所示51_LIGHT产生的PWM信号占空比为100％，用户可以通过手机控制界面滑块大小改变如图4所示PHONE_LIGHT LED驱动信号的占空比，可调范围为0～100％，由于下位机控制权丧失，使用者无法控制显示屏改变系统状态与调整信号51_LIGHT的PWM信号占空比。当使用者点击物联网平台控件开关按键“开”时，NODEMCU会拉低PHONE为低电平，此时STC89C52RC下位机收到释放下位机的控制优先级，使用者可以通过点击显示屏通过串口信号线RXD\TXD控制下位机，可以通过显示屏滑块控件手动控制信号51_LIGHT产生PWM信号的占空比，也可以针对系统进行设置；

SIGNAL_1、SIGNAL_2是下位机提供给上位机当前状态的信号线，可以将两位信号线看作为两位二进制组合，下位机一共可以为上位机提供四种系统状态供读取：学习模式、自动模式、手动模式、睡眠模式。液晶显示屏通过驱动51单片机改变的系统状态改变引脚SIGNAL_1、SIGNAL_2的信号电平，NODE MCU在一个程序周期内读取刷新与之相连的SIGNAL_1、SIGNAL_2信号电平并将状态通过状态机的形式以心跳包数据发送上传给互联网，使用者就可以在手机中实时查看系统当前状态；

在手动模式下，手机通过物联网平台对补光系统进行控制。手机连接上LED照明系统的NODEMCU之后，通过自行滑动光度条的形式对在光照强度增加或者减少的控制，从而观察LED照明系统的变化情况；

PWM控制电路由四个两对AOD4184AMOSFET与PWM指示信号灯组成。51_Light与PHONE_Light作为PWM信号控制下级Q1、Q2MOSFET 与Q3、Q4MOSFET开通关断

表1 51_Light与PHONE_Light信号逻辑表

依据上图可以得出，信号逻辑：OUT＝51_Light&&PHONE_Light&& IN，因此在上位机与下位机控制的时候通过软件控制逻辑输出时可以使用手机，也可以用显示屏控制输出LED的亮度强弱。

LED1与LED2则是信号占空比的直接指示灯，当PWM信号占空比越高，小灯亮度越亮，当PWM信号占空比越低，小灯亮度越暗。

SW2是控制小灯的驱动电路的电源来源，选择锂电池5V/1A稳定供电或选择外接驱动电源。若拨码开关1导通而2关断，则LED驱动电源来自于锂电池，若拨码开关2导通而1关断，则LED驱动电源来自外接电源；

人体红外传感器8电路的工作原理是将外界不同的光照强度转化为对应的电压，通过调理电路再转化为相对应的电流进行处理；本实施例中设计采用的是GY-30传感器，当接上电源后光照传感模块自动检测并显示对应的外界光照强度，光照传感模块电路如图5所示，当检测到外界光照强度时，GY-30传感器通过SCL和SDA两个引脚进行光照度数据的传输，利用拉高和拉低两个连接线电位，SDA作为应答信号的接收和发送端，其引脚产生的上升沿和下降控制起始信号和停止信号，最后数据沿通过IIC总线将数据传送出去，在STC89C52 单片机接收到相应的数据后，通过设定的处理，在显示屏上显示对应的光照强度值；

光照传感器6是通过检测外部的人体感应红外感应信号，在睡眠模式下对接近设备的人体信号进行识别，若检测到红外信号的移动，则系统判定在红外传感器探测的范围内有人经过，则系统会驱动LED 发出微弱亮光，达到在夜晚睡眠场景下干扰夜晚睡眠环境并辅助使用者活动的效果，该模块上电后输出高电平2S，然后变为低电平进入点击状态，若检测到传感器触发后，信号口OUT输出高电平25S，单片机检测到信号改变后进入硬件中断程序，中断程序中51单片机将产生占空比为5％的低亮度PWM驱动信号驱动LED，达到夜晚模式的功能。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种一体式的智能充电台灯，其特征在于，包括壳体，位于壳体内侧的感应模块以及主控模块(5)，所述主控模块(5)包括微控制器(51)相互电性连接的NODE MCU(52)，所述NODE MCU(52)通过热点信号可与手机连接，所述感应模块包括光照传感器(6)和人体红外传感器(8)，所述微控制器(51)与光照传感器(6)和人体红外传感器(8)电性连接，且所述壳体的侧壁上安装有与微控制器(51)电性连接的显示屏(4)，所述微控制器(51)通过LED驱动电路与LED(7)电性连接，所述微控制器(51)、NODE MCU(52)均通过光伏锂电池模块(3)供电。

2.根据权利要求1所述的一种一体式的智能充电台灯，其特征在于：所述光伏锂电池模块(3)包括蓄电池、太阳能板、PCB板，蓄电池、太阳能板安装在PCB板上，且PCB板上预留有microUSB与直流电源充电头。

3.根据权利要求1所述的一种一体式的智能充电台灯，其特征在于：所述壳体由第一壳体(1)和第二壳体(2)组成，且第一壳体(1)和第二壳体(2)呈c形。

4.根据权利要求3所述的一种一体式的智能充电台灯，其特征在于：所述光伏锂电池模块(3)位于第一壳体(1)、第二壳体(2)的顶部，所述主控模块(5)位于第一壳体(1)、第二壳体(2)的底部，所述显示屏(4)位于主控模块(5)的上方，所述光照传感器(6)位于第一壳体(1)、第二壳体(2)的底部，且所述人体红外传感器(8)位于第一壳体(1)、第二壳体(2)的顶部。

5.根据权利要求1所述的一种一体式的智能充电台灯，其特征在于：所述微控制器(51)的型号为STC89C52RC。

6.根据权利要求1所述的一种一体式的智能充电台灯，其特征在于：所述显示屏(4)为USART HMI智能串口屏。

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