CN217843585U - 一种智能感应台灯 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种智能感应台灯，其中，光敏检测模块、光电开关、蜂鸣器、LED灯组均与单片机连接；光敏检测模块用于采集LED灯组对应的光照强度，并将光照强度发送至单片机；光电开关，包括发射端、接收端，用于根据发射端发射的光束以及接收端接收到的光束，检测外界的指定位置是否存在用户，并将检测结果发送至单片机；单片机用于根据光照强度，控制LED灯组的工作状态；并用于根据检测结果，控制蜂鸣器的工作状态。通过使用智能感应台灯，可以根据LED灯组周围环境的光照强度自动调节LED灯的亮度，能通过指定位置自动检测用户坐姿是否正确，并通过蜂鸣器提醒用户坐姿是否正确，既保护了用户视力，又能提醒用户矫正坐姿，保证用户的脊椎健康。

Description

一种智能感应台灯

技术领域

本申请涉及智能家电领域，尤其涉及一种智能感应台灯。

背景技术

台灯作为一种方便照明的工具，可以用于工作、学习、阅读、野外、停电备用等照明用，极大地方便了人们的生活。

如今，人们把台灯一般放在工作台或学习桌上，并且市场上的台灯种类多样，包括触控式、亮度可调节式、声控式等，并且功能多样，有护眼、便携、节能等功能。人们在选择时，往往选用对眼睛有保护作用的台灯，所以有护眼功能的台灯为市场上的主流。

但是，现有台灯往往只通过使台灯发射柔和光线来起到保护视力的作用，这对视力的保护方式比较单一，并不能达到很好的保护视力的效果。

实用新型内容

本申请提供了一种智能感应台灯，解决了现有台灯无法达到理想的保护视力的效果的技术问题。

一种智能感应台灯，所述智能感应台灯包括单片机、光敏检测模块、光电开关、蜂鸣器、LED灯组；

所述光敏检测模块、所述光电开关、所述蜂鸣器、所述LED灯组均与所述单片机连接；

所述光敏检测模块用于采集所述LED灯组对应的光照强度，并将所述光照强度发送至所述单片机；

所述光电开关，包括发射端、接收端，用于根据所述发射端发射的光束以及所述接收端接收到的光束，检测外界的指定位置是否存在用户，并将检测结果发送至所述单片机；

所述单片机用于根据所述光照强度，控制所述LED灯组的工作状态；并用于根据所述检测结果，控制所述蜂鸣器的工作状态。

在本申请的一种实施例中，所述智能感应台灯还包括人体红外感应模块；所述人体红外感应模块与所述单片机连接，用于采集目标光谱数据，并将所述目标光谱数据发送至所述单片机；所述目标光谱数据用于表示在距离所述LED灯组的预设区域内是否存在所述用户；所述单片机用于根据所述目标光谱数据，控制所述LED灯组的开关。

在本申请的一种实施例中，所述单片机还用于根据所述光照强度，控制所述人体红外感应模块的工作状态。

在本申请的一种实施例中，所述智能感应台灯还包括按键模块；所述按键模块与所述单片机连接，用于在受到外力时，向所述单片机发送相应的信号；所述单片机用于根据所述相应的信号，切换所述LED灯组的工作控制方式和/或控制所述LED灯组的工作状态。

在本申请的一种实施例中所述按键模块包括自动手动切换键、亮度加按键、亮度减按键，用于使用户手动控制所述LED灯组的明暗变化。

在本申请的一种实施例中所述自动手动切换键连接所述单片机P1.0端口，所述亮度加按键连接所述单片机的P1.1端口，所述亮度减按键连接所述单片机的P1.2端口。

在本申请的一种实施例中所述光电开关采用的型号为E3F-DS30C4，所述光电开关的VCC端口接于电源正极，VEE端口接地，OUT端口接于所述单片机的P3.6引脚。

在本申请的一种实施例中所述光敏检测模块包括模数转换芯片、光敏电阻、滑动电位器；

所述模数转换芯片的型号为ADC0832，所述滑动电位器与所述光敏电阻连接，所述光敏电阻连接所述模数转换芯片的2号引脚；所述模数转换芯片的5号引脚和6号引脚均连接所述单片机的P2.2端口，所述模数转换芯片的7号引脚连接所述单片机的P2.1端口。

在本申请的一种实施例中所述人体红外感应模块包括包括电阻、三极管、感应芯片；

所述感应芯片的型号为DYP-ME003，所述电阻的一端连接所述感应芯片的2号引脚，另一端连接所述三极管的基极，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极连接所述单片机的P1.4端口。

在本申请的一种实施例中，所述LED灯组包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一三极管、第二三极管和LED端子；

所述第一电阻的一端连接所述单片机的P2.7端口，所述第一电阻的另一端连接所述三极管的基极；所述第二电阻一端连接LED端子的4号引脚，所述第二电阻的另一端连接所述第二三极管的集电极；所述第三电阻的一端分别连接所述第四电阻和所述第一三极管的集电极，所述第三电阻的另一端连接所述第二三极管的基极；所述第四电阻一端连接电源，所述第四电阻的另一端分别连接所述第三电阻和所述第一三极管的集电极；所述第一三极管的集电极分别连接所述第三电阻和所述第四电阻，所述第一三极管的基极连接所述第一电阻，所述第一三极管的发射极接地；所述第二三极管的集电极连接所述第二电阻，所述第二三极管的基极连接所述第三电阻，所述第二三极管的发射极连接电源；所述LED端子的1号引脚接地，所述LED端子的4号引脚连接所述第二电阻。

本申请提供了一种智能感应台灯，至少包括以下有益效果：通过光敏检测模块，可以根据周围环境的光照强度自动调节LED灯的亮度，从而保护视力；通过光电开关能够自动检测用户的坐姿是否正确，在检测到坐姿不正时通过蜂鸣器警报能够时刻提醒用户，既保护了用户视力，同时能够提醒用户矫正坐姿，保证用户的脊椎健康。通过人体红外感应模块能够使台灯自动亮灭，不再使用户摸黑找灯的开关，实现了智能化家居，解放了人的双手，提供给用户极大方便。通过光敏检测模块控制人体红外感应模块，能够智能的根据环境的明暗控制LED灯的开启，使台灯的使用更加符合用户心意。通过按键模块进行自动手动模式的切换，可以在使灯的亮度随着用户心意改变，而不仅局限于台灯的亮度仅随周围环境的光强进行自动控制灯的亮度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种智能感应台灯的组成框架示意图；

图2为本申请实施例提供的一种智能感应台灯的电路连接示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例对本申请进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

台灯作为人们日常工作生活中的常用家电，其质量与功能影响着人们的生活品质。尤其是带有保护视力功能的台灯，在市场上较为流行，但现在市面上的台灯有关保护视力的方式较为单一，比如只通过散发柔和光线起到保护视力的作用，并不能很好地起到保护视力的效果。针对这一问题，本申请通过跟随周围环境改变光照强度，以及通过检测坐姿提醒用户保持正确坐姿的方式，能够更好的保护用户视力，同时能够保护用户的脊椎健康。

为了达成检测用户与台灯的距离以及提示坐姿等方面的要求，本申请使用STC89C52RC单片机作为主控芯片，通过ADC0832模数转换芯片将光敏检测模块检测到的周边光照强度信号发送给单片机，而单片机则对此发出指令调节光源的光照强度以实现智能调控光照强度的预期。而在其上添加的DYP-ME003人体红外传感器可以检测到人体存在与否的信号，将该信号传递给单片机来控制台灯的开关。而光电开关则能通过检测特定位置有无光线传递来判断使用者坐姿正确与否。除以上几点，该单片机还可以搭载按键控制模块，通过操纵三个按键模块，使用者可以按照自己的意愿使台灯进入手动模式或回到自动模式，以及通过亮度增减两个开关自主调节光照强度。下面对本方案进行具体说明。

图1为本申请实施例提供的一种智能感应台灯的组成框架示意图，可以包括以下模块：

单片机、光敏检测模块、光电开关、蜂鸣器、LED灯组、人体红外感应模块、按键模块。

光敏检测模块、光电开关、蜂鸣器、LED灯组，人体红外感应模块、按键模块均与单片机连接。

光敏检测模块用于采集LED灯组对应的光照强度，并将光照强度发送至单片机；光敏检测模块包括模数转换芯片、光敏电阻和滑动电位器，光敏电阻通过接收台灯周围的光照强度，将光照强度转换成电信号，再通过ADC0832模数转换芯片进行模数转换。光敏电阻阻值受光照影响极大，在无光照时该电阻呈现高阻状态，其暗电阻值可高达1MΩ，而随着光照增强，其电阻值迅速降低，可低至1KΩ。光敏电阻的光强范围为0-99％，随着电阻变化，模数转换芯片的端口电压也会随之变化，ADC0832芯片将信号转为数字信号传入单片机。单片机用于根据光照强度，控制LED灯组的工作状态，具体地，单片机根据预设指令随着接收到的电压的改变而调节LED灯组的光强，因此该台灯可根据周围光亮调整台灯亮度。通过光敏检测模块，可以根据周围环境的光照强度自动调节LED的亮度，从而保护视力。

需要说明的是，本实施例中单片机根据预设指令调节LED灯组的光强通过现有程序可以实现，属于现有技术，不属于本申请的发明点。

光电开关，包括发射端、接收端，用于根据发射端发射的光束以及接收端接收到的光束，检测外界的指定位置是否存在用户，并将检测结果发送至单片机；光电开关E3F-DS30C4可以将发射端和接收端之间的光线强弱变化转变为电流变化。该光电开关为漫反射型，工作电压直流10-36V，检测距离为30cm，有三根引脚线分别为VCC、GND以及OUT口。其中VCC接于电源正极，VEE接地，OUT接于单片机P3.6引脚。OUT口输出低电平或高电平两种电平，光电开关在特定位置检测是否有遮挡物，在光线无遮挡时输出高电平，光线被遮挡时输出低电平。在光电开关输出低电平后，单片机用于根据检测结果，控制蜂鸣器的工作状态，具体地，根据预设指令判断使用者坐姿不正，引发蜂鸣器警报从而提醒使用者改变坐姿。

本实施例通过光电开关能够自动检测用户的坐姿是否正确，在检测到坐姿不正时通过蜂鸣器警报能够时刻提醒用户，既保护了用户视力，同时能够提醒用户矫正坐姿，保证用户的脊椎健康。

需要说明的是，本实施例中单片机根据预设指令判断使用者坐姿不正通过现有程序可以实现，属于现有技术，不属于本申请的发明点。

其中，单片机最小系统是指用最少的元件组成的可使单片机正常工作的系统，其由电源，时钟电路，复位电路三部分组成。时钟电路以晶振为核心为单片机提供稳定的时钟信号，单片机执行一切指令都以该信号为准。本申请的实施例选用振荡频率为11.0592Hz。本申请的电路结构还包括复位电路，复位电路由按键复位和上电复位两部分所组成，作用是将单片机初始化。复位电平在单片机的复位引脚(RST引脚)保持在两个机器周期以上即可实现复位。

在本申请的一种实施例中，智能感应台灯还包括人体红外感应模块；人体红外感应模块与单片机连接，用于采集目标光谱数据，并将目标光谱数据发送至单片机；目标光谱数据用于表示在距离LED灯组的预设区域内是否存在用户；人体红外感应模块采用DYP-ME003型号，DYP-ME003工作电压为直流4.5-20V。感应角度小于100度锥角，感应距离小于七米，通过在感应范围内感应是否有人体存在来采集目标光谱数据，在感应到人体时输出目标光谱数据，比如高电平，未能检测到则输出目标光谱数据，比如低电平。

当DYP-ME003释放高电平时，电路达成三极管导通条件，由于三极管的集电极连接单片机的P1.4引脚，便使得P1.4引脚接地从而变化为低电平。若释放低电平，则三极管不导通，单片机的P1.4引脚仍保持高电平，因此可用于检测使用者是否存在。单片机用于根据目标光谱数据，控制LED灯组的开关。单片机通过P1.4引脚电压的改变来检测使用者是否存在，以此来达到人来灯亮，人走灯灭的节能效果。通过人体红外感应模块能够使台灯自动亮灭，不再使用户摸黑找灯的开关，实现了智能化家居，解放了人的双手，提供给用户极大方便。

在本申请的一种实施例中，单片机还用于根据光照强度，控制人体红外感应模块的工作状态，比如人体红外感应模块的开启和关闭。在白天光照充足或室内比较明亮的情况下，人们一般使用不到台灯，所以在光照充足的情况下，由光敏检测模块检测到光强充足，这时单片机接收到光敏检测模块的光强较强信号，不会控制LED灯自动开启，在开启的工作状态下控制LED灯自动关闭；当光敏检测模块检测到周围光照强度较弱，或当前环境在傍晚或黑夜时，光敏检测模块向单片机发送光强较弱的信号，这时单片机接收到信号后会控制人体红外辐射感应模块开始运作，如果检测到周围有用户出现，则向单片机发送信号使单片机控制LED灯开启。通过光敏检测模块控制人体红外感应模块，能够智能的根据环境的明暗控制LED灯的开启，使台灯的使用更加符合用户心意。

在本申请的一种实施例中，智能感应台灯还包括按键模块；按键模块与单片机连接，用于在受到外力时，向单片机发送相应的信号；单片机用于根据相应的信号，切换LED灯组的工作控制方式和/或控制LED灯组的工作状态。该按键模块存在三个按键，分别为自动手动切换按键、亮度加按键，亮度减按键，用于使用户手动控制LED灯组模块的明暗变化。当自动手动切换按键断开时，单片机除了发出模式切换信号之外还会将P3.5引脚改为低电平使得代表自动模式的灯，比如黄灯亮起，当自动手动切换按键闭合时，引脚P3.4将会变为低电平使得代表手动模式的灯，比如红灯亮起，以此来辨别台灯所在的模式为手动模式还是自动模式。

当用户白天在衣柜找东西时，由于光线的遮挡衣柜内部一般比外面的环境暗，这时便可以使用台灯在衣柜内部照明，通过手动控制台灯亮度，调节亮度达到最大，方便用户使用。通过按键模块进行自动手动模式的切换，可以使灯的亮度随着用户心意改变，而不仅局限于台灯的亮度仅随周围环境的光强自动控制灯的亮度。

基于图1中的智能感应台灯，还提供了如图2的一种智能感应台灯的电路连接图。

如图2所示，光敏检测模块、人体红外感应模块、LED灯组、按键模块、光电开关、蜂鸣器均按照一定的电路格式与单片机连接。

在本申请提供的一种实施例中，光电开关为E3F-DS30C4型号的芯片，光电开关的V_CC端口连接电源正极，V_EE端口接地，OUT端口连接单片机的P3.6引脚端口。

在本申请提供的一种实施例中，光敏检测模块包括模数转换芯片、光敏电阻D3、滑动电位器；模数转换芯片为ADC0832型号的芯片，模数转换芯片的2号引脚与光敏电阻D3的一端连接，模数转换芯片的4号引脚接地，模数转换芯片的5号引脚和6号引脚连接单片机的P2.2端口，模数转换芯片的7号引脚连接单片机的P2.1端口，模数转换芯片的8号引脚连接电源；需要说明的是，模数转换芯片的2号引脚和3号引脚都可以作为与光敏电阻D3连接接口。

光敏电阻D3的一端连接电源，另一端连接滑动电位器和模数转换芯片的2号引脚；滑动电位器RT3的一端连接光敏电阻D3，另一端接地。

在本申请提供的一种实施例中，人体红外感应模块包括1k电阻R₅、三极管Q3、感应芯片，感应芯片采用型号为DYP-ME003的感应芯片，感应芯片的1号引脚接地，感应芯片的2号引脚接电阻R₅，感应芯片的3号引脚接电源；电阻R₅一端连接感应芯片的2号引脚，电阻R₅另一端连接三极管Q3的基极；三极管的发射极接地，三极管Q3的集电极连接单片机的P1.4端口，三极管Q3的基极连接电阻R₅。

在本申请提供的一种实施例中，LED灯组包括第一电阻R₄、第二电阻R9、第三电阻R₁₃、第四电阻R₁₄、第一三极管Q1、第二三极管Q2和、LED端子；第一电阻R₄的一端连接单片机的P2.7端口，第一电阻R₄的另一端连接三极管的基极；第二电阻R₉一端连接LED端子的4号引脚，第二电阻R₉的另一端连接第二三极管的集电极；第三电阻R₁₃的一端分别连接第四电阻R₁₄和第一三极管Q1的集电极，第三电阻R₁₃的另一端连接第二三极管Q2的基极；第四电阻R₁₄一端连接电源，第四电阻R₁₄的另一端分别连接第三电阻R₁₃和第一三极管Q1的集电极；第一三极管的集电极分别连接第三电阻R₁₃和第四电阻R₁₄，第一三极管Q1的基极连接第一电阻R₄，第一三极管的发射极接地；第二三极管Q2的集电极连接第二电阻R₉，第二三极管Q2的基极连接第三电阻R₁₃，第二三极管Q2的发射极连接电源；LED端子的1号引脚接第一三极管Q1的发射极，LED端子的4号引脚连接第二电阻R₉。

在本申请的一种实施例中，人体红外感应模块包括1K电阻R₅、三极管8050、感应芯片DYP-ME003，电阻R₅一端连接感应芯片，一端连接三极管8050，三极管8050的集电极连接单片机的P1.4端口。

在本申请的一种实施例中，按键模块包括自动手动切换键K₁、亮度加按键K₂、亮度减按键K₃；自动手动切换键K₁连接单片机P1.0端口，亮度加按键K₂连接单片机的P1.1端口，亮度减按键K₃连接单片机的P1.2端口。

在本申请的一种实施例中，开关U4的1号引脚连接电源，U4的3号管脚连接电源输入端的1号引脚。电源输入端U5的2号引脚接地。开关U4为整个电路提供电源。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种智能感应台灯，其特征在于，所述智能感应台灯包括单片机、光敏检测模块、光电开关、蜂鸣器、LED灯组；

所述光敏检测模块、所述光电开关、所述蜂鸣器、所述LED灯组均与所述单片机连接；

所述光电开关，包括发射端、接收端，所述光电开关的VCC端口接于电源正极，VEE端口接地，OUT端口接于所述单片机的P3.6引脚；所述发射端用于发射光束，所述光电开关用于根据所述接收端接收的所述光束生成检测结果，并将所述检测结果发送至所述单片机，以使所述单片机根据所述检测结果，控制所述蜂鸣器的工作状态；

所述光敏检测模块包括模数转换芯片、光敏电阻、滑动电位器；所述光敏电阻连接所述模数转换芯片的2号引脚；所述模数转换芯片的5号引脚和6号引脚均连接所述单片机的P2.2端口，所述模数转换芯片的7号引脚连接所述单片机的P2.1端口；所述光敏电阻用于接收所述LED灯组对应的光照强度，并将所述光照强度转换为电信号，所述模数转换芯片用于将所述电信号进行模数转换，并将模数转换后的所述电信号发送至所述单片机，以使所述单片机根据所述光照强度，控制所述LED灯组的工作状态。

2.根据权利要求1所述的智能感应台灯，其特征在于，所述智能感应台灯还包括人体红外感应模块；

所述人体红外感应模块与所述单片机连接。

3.根据权利要求1所述的智能感应台灯，其特征在于，所述智能感应台灯还包括按键模块；

所述按键模块与所述单片机连接，用于在受到外力时，向所述单片机发送相应的信号；

所述单片机用于根据所述相应的信号，切换所述LED灯组的工作控制方式和/或控制所述LED灯组的工作状态。

4.根据权利要求3所述的智能感应台灯，其特征在于，所述按键模块包括自动手动切换键、亮度加按键、亮度减按键，用于使用户手动控制所述LED灯组的明暗变化。

5.根据权利要求4所述的智能感应台灯，其特征在于，所述自动手动切换键连接所述单片机P1.0端口，所述亮度加按键连接所述单片机的P1.1端口，所述亮度减按键连接所述单片机的P1.2端口。

6.根据权利要求1所述的智能感应台灯，其特征在于，所述光电开关采用的型号为E3F-DS30C4。

7.根据权利要求1所述的智能感应台灯，其特征在于，所述光敏检测模块包括滑动电位器；所述模数转换芯片的型号为ADC0832，所述滑动电位器与所述光敏电阻连接。

8.根据权利要求2所述的智能感应台灯，其特征在于，所述人体红外感应模块包括电阻、三极管、感应芯片；

所述感应芯片的型号为DYP-ME003，所述电阻的一端连接所述感应芯片的2号引脚，另一端连接所述三极管的基极，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极连接所述单片机的P1.4端口。

9.根据权利要求1所述的智能感应台灯，其特征在于，

所述LED灯组包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一三极管、第二三极管和LED端子；

所述第一电阻的一端连接所述单片机的P2.7端口，所述第一电阻的另一端连接所述三极管的基极；所述第二电阻一端连接LED端子的4号引脚，所述第二电阻的另一端连接所述第二三极管的集电极；所述第三电阻的一端分别连接所述第四电阻和所述第一三极管的集电极，所述第三电阻的另一端连接所述第二三极管的基极；所述第四电阻一端连接电源，所述第四电阻的另一端分别连接所述第三电阻和所述第一三极管的集电极；所述第一三极管的集电极分别连接所述第三电阻和所述第四电阻，所述第一三极管的基极连接所述第一电阻，所述第一三极管的发射极接地；所述第二三极管的集电极连接所述第二电阻，所述第二三极管的基极连接所述第三电阻，所述第二三极管的发射极连接电源；所述LED端子的1号引脚连接所述第一三极管发射极，所述LED端子的4号引脚连接所述第二电阻。

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