CN215499653U - 一种多功能视力保护型节能台灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多功能视力保护型节能台灯，包括微控制器，所述微控制器分别连接感应模块和灯光控制电路；所述感应模块包括人体红外感应模块、红外测距传感器和光敏传感器。所述灯光控制电路包括模数转换芯片和草帽型白光LED。所述微控制器还连接屏显模块。通过红外测距传感器测量使用者与桌面的距离，主控芯片接收信号并输出控制命令，蜂鸣器报警以提醒使用者纠正不良坐姿。

Description

一种多功能视力保护型节能台灯

技术领域

本实用新型属于台灯技术领域，尤其涉及一种多功能视力保护型节能台灯。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

现阶段很多智能台灯种类繁多，有可放置在桌上使用的台灯，有放置在床头的床头灯，台灯种类繁杂，但是使用用途却比较单一。随着“智能家居”概念的普及，红外感应传感器作为智能家电系统的“眼睛”，被广泛应用于智能家电，通过人体红外感应，即利用人眼看不到的红外线来感知人的活动，但目前并没有将该技术手段应用于台灯中，没有实现人来灯亮、人走灯灭的同时还能对人体与书桌进行测距的灯光自动化控制，因此亟需一款能够基于人体感应的可纠正坐姿的全新台灯。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种多功能视力保护型节能台灯，其能够通过单片机与人体感应模块相互配合实现灯光自动控制，实现人来灯亮，人走灯灭。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种多功能视力保护型节能台灯，包括：微控制器，所述微控制器通过内部设置的单片机主控制电路分别连接数模转换电路和灯光控制电路，所述单片机主控制电路包括复位电路、上拉电阻和晶振电路。

进一步的，所述数模转换电路连接有光敏电阻，利用光敏电阻采集环境光线的模拟量信号，光敏电阻的阻值根据环境光线越强而越小。

进一步的，所述微控制器还连接人体感应模块和红外测距模块。

进一步的，所述微控制器还连接屏显模块。

进一步的，所述屏显模块包括屏幕显示电路及其连接的屏幕显示数码管。

进一步的，所述微控制器还连接有报警装置，所述报警装置内部设置报警电路。

进一步的，所述微控制器还连接有按键装置，所述按键装置包括按键电路。

进一步的，所述微控制器包括单片机，作为系统的核心。

进一步的，所述模数转换电路包括模数转换器。

进一步的，所述人体感应模块包括人体红外感应传感器。

进一步的，所述红外测距模块包括红外测距传感器。

所述数模转换电路将模拟量转化为数字量使单片机主控制电路输入高电平。

所述人体感应模块在检测到有遮挡时，输出一个高电平放大信号至微控制器。当人与台灯的距离小于或等于台灯的感知范围，便会自动开灯，免去摸黑开灯的不便，当人在离开后没有随手关灯，台灯会自动熄灯。

通过红外接近传感器测量使用者与桌面的距离，主控芯片接收信号并输出控制命令，蜂鸣器报警以提醒使用者纠正不良坐姿。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的台灯能够实时测量使用者与台灯的距离，当使用者和桌面的距离小于设置的正常距离时，台灯就会发出警告，从而告知使用者养修正当前坐姿；随着室内光线明暗的变化，台灯自动感应并实时调节光照亮度，为照明区域提供恰如其分的光照亮度；利用人体红外感应模块对运动中的人体尤其敏感的特性，可以实现人来灯亮，人走灯灭，节约能源，当人与台灯的距离小于或等于台灯的感知范围，便会自动开灯，免去摸黑开灯的不便，当人在离开后没有随手关灯，台灯会自动熄灯，节约能源。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型实施例提供的一种多功能视力保护型节能台灯结构示意图；

图2是本实用新型单片机电路原理图；

图3是本实用新型灯光控制电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本实用新型中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实施例的一种多功能视力保护型节能台灯，包括：微控制器，所述微控制器通过内部设置的单片机主控制电路分别连接数模转换电路和灯光控制电路，所述单片机主控制电路包括复位电路、上拉电阻和晶振电路。所述数模转换电路连接有光敏电阻，利用光敏电阻采集环境光线的模拟量信号，光敏电阻的阻值根据环境光线越强而越小。所述微控制器还连接人体感应模块和红外测距模块。所述微控制器还连接屏显模块。所述屏显模块包括屏幕显示电路及其连接的屏幕显示数码管。所述微控制器还连接有报警装置，所述报警装置内部设置报警电路。所述微控制器还连接有按键装置，所述按键装置包括按键电路。所述微控制器为单片机，作为系统的核心。所述模数转换电路包括模数转换器。所述人体感应模块包括人体红外感应传感器。所述红外测距模块包括红外测距传感器。

所述数模转换电路将模拟量转化为数字量使单片机主控制电路输入高电平。

所述人体感应模块在检测到有遮挡时，输出一个高电平放大信号至微控制器。当人与台灯的距离小于或等于台灯的感知范围，便会自动开灯，免去摸黑开灯的不便，当人在离开后没有随手关灯，台灯会自动熄灯。

通过红外接近传感器测量使用者与桌面的距离，主控芯片接收信号并输出控制命令，蜂鸣器报警以提醒使用者纠正不良坐姿。

作为一种实施方式，

灯光控制电路是利用了微控制器的PWM调光功能。如图2所示，LED灯并联，LED一端接地，一端接在Q8的集电极。三极管Q7为NPN型三极管，高电平有效；三极管Q8为PNP型三极管，低电平有效。当微控制器的I/O端口输出高电平时，Q7放大信号，此时SS8550的基极电压变小，LED一端接VCC，另一端电压变小，两端电压变大。因此，LED两端电压越大，电流越大，LED灯就越亮。当微控制器的IO口变化很快时，就可以通过PWM的占空比调节灯光亮度。R11为限流电阻，R12为上拉电阻。C4为滤波电容。

作为一种实施方式，

所述微控制器的控制电路如图3所示，主要包括以下三部分：

(1)复位电路

复位电路可使电路恢复到起始状态。主控制器的RESET(9)脚即为单片机复位端，RST脚常态为低电平，通电后，C3充电，充电电流使得R1形成高电平，RST脚引入高电平，进行上电复位。几毫秒后，电容完成充电，充电电流为0，电阻上的电压恢复为低电平，单片机开始正常工作。一般电容取10μf,下拉电阻本设计取值为10K，取值原则是电容与下拉电阻的组合可以产生不少于2个机周期的高电平使电路复位。

(2)晶振电路

C1和C2的作用是稳定频率、消除谐波。电容的取值在5～30pF，本设计取值为典型值30pF。晶振的振荡频率范围在1.2～12MHz，典型值为12MHz和6MHz。

(3)上拉电阻

P0口接了一个上拉电阻，作为数据传输接口，常态为低电平、高阻态。引脚接电源VCC，输出为高电平时读取内部数据，输出为低电平时读取外部数据。取值方面，电阻的阻值越小，系统的抗干扰能力越强，但是减小电阻的阻值会增大整个系统的功耗，电阻过小系统工作电流加大。本系统所需的取值范围是5V电压下工作的常用阻值4.7K-47K之间。

端口P10～P17与数模转换模块相连。ADC0809数模转换器，将模拟量转换为数字量以便单片机读取，单片机做出反应并继续发出控制命令。

端口T1与红外接近传感器相连。用于测量人体与台灯传感器间的距离，小于设置的距离则通过单片机发出命令控制蜂鸣器发出警告，以提醒纠正坐姿。

端口T0与发光二极管相连。自动模式下，单片机接收了光线信号后，利用自身的PWM调光功能对LED进行光度调节。

端口P3.7与蜂鸣器相连。本设计中蜂鸣器的实现有很多。一是按下按键K1和K2时蜂鸣器会鸣响，体现按键的声音。二是设置的定时器时间到了蜂鸣器会报警。三是红外测距传感器测量的距离小于20cm蜂鸣器会报警，以提醒纠正坐姿。

端口P20～P23与按键相连。K1与单片机P2.3脚相连，是模式转换按键；K2与单片机P2.2脚相连，是设置键；K3、K4分别连接P2.1、P2.2脚，控制闹钟时间的加减或灯光的亮暗。

作为一种实施方式，

人体红外感应模块OUT脚输出信号。当有遮挡时，人体感应模块输出一个高电平，Q5放大信号，微控制器的P3.6口接收一个高电平。该模块的供电电压为4.5～20V，而输出的电压却是3.3V，所以如果需要把输出高电平的电压和供电电源一致，则需要加三极管转换电压。

红外测距传感器：人体经过时有遮挡，人体红外接近传感器输出一个低电平，常态时输出为高电平。微控制器接收到低电平后会做出相应控制指令。

工作原理：

光敏电阻阻值随环境光线增强而减小，当环境光线较暗时，光敏电阻阻值较大，数模转换模块将模拟量转换为数字量使微控制器的单片机输入高电平。人体红外传感模块开始检测，人体红外感应模块中的热释电探头探测到探测距离内有人时，单片机接收到信号中断，利用PWM功能调节灯光变亮。同理，环境光线较亮时，有人进入范围，灯光自动变暗。当人体靠近桌面时，红外测距传感器输出一个低电平，单片机接收并控制启动蜂鸣器。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多功能视力保护型节能台灯，其特征在于，包括：微控制器，所述微控制器通过内部设置的单片机主控制电路分别连接数模转换电路和灯光控制电路，所述单片机主控制电路包括复位电路、上拉电阻和晶振电路。

2.如权利要求1所述的一种多功能视力保护型节能台灯，其特征在于，所述数模转换电路连接有光敏电阻。

3.如权利要求1所述的一种多功能视力保护型节能台灯，其特征在于，所述微控制器还连接人体感应模块和红外测距模块。

4.如权利要求1所述的一种多功能视力保护型节能台灯，其特征在于，所述微控制器还连接屏显模块。

5.如权利要求4所述的一种多功能视力保护型节能台灯，其特征在于，所述屏显模块包括屏幕显示电路及其连接的屏幕显示数码管。

6.如权利要求1所述的一种多功能视力保护型节能台灯，其特征在于，所述微控制器还连接有报警装置，所述报警装置内部设置报警电路。

7.如权利要求1所述的一种多功能视力保护型节能台灯，其特征在于，所述微控制器还连接有按键装置，所述按键装置包括按键电路。

8.如权利要求1所述的一种多功能视力保护型节能台灯，其特征在于，所述微控制器包括单片机。

9.如权利要求1所述的一种多功能视力保护型节能台灯，其特征在于，所述数模转换电路包括数模转换器。

10.如权利要求3所述的一种多功能视力保护型节能台灯，其特征在于，所述人体感应模块包括人体红外感应传感器。

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