CN218099960U - 一种恒流驱动led时钟 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种恒流驱动LED时钟，包括显示面板和固定在显示面板后方的电路板，电路板的前表面上设置有WIFI SOC模块、多组LED发光组、多个恒流LED驱动芯片、光敏电阻、RTC时钟芯片和语音芯片，WIFI SOC模块内置有MCU；电路板的后表面上设置有扬声器；每组LED发光组包括至少一个LED发光组件，每个LED发光组件的光亮能够穿透显示面板，用于表示时钟上的一位数字，每个恒流LED驱动芯片均与一个或两个LED发光组件对应。本申请提出了一种新的LED时钟的硬件架构，采用恒流LED驱动芯片分别驱动一位或两位时钟数字的恒流静态驱动方式，使得每一个数字亮度高且无频闪；该时钟的亮度能够自动灵活调整，用户使用感受好；另外，该恒流驱动LED时钟走时精准，并且功能更为丰富。

Description

一种恒流驱动LED时钟

技术领域

本申请涉及时钟技术领域，具体涉及一种恒流驱动LED时钟。

背景技术

在日常生活中，时钟是一种不可获取的日常用品。现代钟表的原动力有机械力和电力两种，机械钟表是一种用重锤或弹簧的释放能量为动力，推动一系列齿轮运转，借擒纵调速器调节轮系转速，以指针指示时刻和计量时间的计时器；电子钟表是一种用电能为动力，液晶显示数字式和石英指针式的计时器。在电子钟表中，LED时钟是一种应用广泛的时钟类别。

但是现有的LED时钟要么往往无法自动调节亮度，例如中国专利文献CN202815446U公开的一种全彩LED时钟，其包括三色LED点阵显示屏，输出调节LED发光亮度的PWM信号并控制三色LED点阵显示屏显示相应时间数字的处理器模块，与处理器模块相连的根据PWM信号输出相应LED驱动电流的恒流源模块，三色LED点阵显示屏的列控制端与恒流源模块相连；要么未采用恒流驱动的方式，容易存在亮度不足和频闪现象，拍照录像时会因为时钟动态刷新导致拍不清楚，例如中国专利文献CN216133316U公开的一种胶囊时钟，其包括时钟外壳(1)、显示屏(2)、光伏板(4)、控制器(5)，时钟外壳(1) 内部安装有控制器(5)、太阳能电池(6)、照明模块(7)、驱动模块(9)、时钟模块 (10)，时钟外壳(1)表面安装有显示屏(2)，时钟外壳(1)为胶囊形状，控制器(5) 位于时钟外壳(1)内部的中部，控制器(5)与驱动模块(9)、时钟模块(10)、太阳能电池(6)、照明模块(7)相连接，显示屏(2)底部设有屏幕传感器(11)，屏幕传感器(11)与控制器(5)相连接。

另外，现有的LED时钟功能单一、走时不准，调整时间和设定闹铃等操作都需要通过按键来实现，因此操作复杂；如果时钟挂在高处，调整时会更加困难。现有的LED时钟大部分只有单一看时间的功能，带闹铃功能的也只能设置几组闹铃；而现在用户的使用习惯是多样化的，普通LED时钟根本无法实现。

实用新型内容

为此，本申请提供一种恒流驱动LED时钟，以解决现有LED时钟亮度不足、无法自动调节亮度、存在频闪现象和走时不准的问题。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种恒流驱动LED时钟，包括显示面板和固定在显示面板后方的电路板，所述电路板的前表面上设置有WIFI SOC模块、多组LED发光组、多个恒流 LED驱动芯片、光敏电阻、RTC时钟芯片和语音芯片，所述WIFI SOC模块内置有MCU；所述电路板的后表面上设置有扬声器；

每组LED发光组包括至少一个LED发光组件，每个LED发光组件的光亮能够穿透显示面板，用于表示时钟上的一位数字；每个恒流LED驱动芯片均与一个或两个LED发光组件对应，用于控制相应LED发光组件；每个LED 发光组件的控制信号输入端与相应恒流LED驱动芯片的相应控制信号输出端电性连接，每个恒流LED驱动芯片的控制信号输入端与所述WIFI SOC模块的相应控制信号输出端电性连接；所述光敏电阻的数据输出端与所述WIFISOC模块的光采集输入端电性连接，所述显示面板上对应于光敏电阻的位置设置有透光孔；

所述RTC时钟芯片的时钟数据输入端与所述WIFI SOC模块的时钟数据输出端电性连接，所述RTC时钟芯片的时钟信号输出端与所述WIFI SOC模块的时钟信号输入端电性连接；所述扬声器的控制信号输入端通过语音芯片与所述WIFI SOC模块的相应控制信号输出端电性连接；所述WIFI SOC模块用于与NTP服务器或移动终端建立通信连接。

可选地，所述RTC时钟芯片的型号为RX8025T或DS3231M。

可选地，每个LED发光组件均为LED数码管，或每个LED发光组件均由LED灯珠组成。

可选地，所述电路板的后表面上还设置有温度传感器，所述温度传感器的数据输出端与所述WIFI SOC模块的温度采集输入端电性连接。

进一步可选地，所述电路板的后表面上还设置有湿度传感器，所述湿度传感器的数据输出端与所述WIFI SOC模块的湿度采集输入端电性连接。

进一步可选地，所述多组LED发光组包括用于显示年份的LED发光组、用于显示月份的LED发光组、用于显示日数的LED发光组、用于显示星期数的LED发光组、用于显示时间的LED发光组、用于显示农历信息的LED发光组、用于显示温度的LED发光组和用于显示湿度的LED发光组。

进一步可选地，所述用于显示年份的LED发光组包括4个LED发光组件，所述用于显示月份的LED发光组包括2个LED发光组件，所述用于显示日数的LED发光组包括2个LED发光组件，所述用于显示星期数的LED发光组包括1个LED发光组件，所述用于显示时间的LED发光组包括6个LED发光组件，所述用于显示农历信息的LED发光组包括4个LED发光组件，所述用于显示温度的LED发光组包括2个LED发光组件，所述用于显示湿度的 LED发光组包括2个LED发光组件。

进一步可选地，所述恒流LED驱动芯片共有12个，其中11个恒流LED 驱动芯片分别与2个LED发光组件对应，剩余1个恒流LED驱动芯片与1个 LED发光组件对应。

进一步可选地，所述LED时钟还包括后壳，所述电路板和显示面板共同封装在所述后壳上。

进一步可选地，所述后壳上对应于扬声器、温度传感器和湿度传感器的位置均设置有相应通孔。

相比现有技术，本申请至少具有以下有益效果：

1、本申请提出了一种新的LED时钟的硬件架构，采用恒流LED驱动芯片分别驱动一位或两位时钟数字的恒流静态驱动方式，使得时钟的每一个数字亮度高，并且非动态刷新无频闪，不会存在拍照录像时因为闪烁拍不清楚的情况；并且该时钟的亮度能够自动灵活调整，白天时钟不会亮度不足看不清，夜晚不会时钟亮度过高影响休息，因此用户使用感受好。

2、本申请所提出的恒流驱动LED时钟由于设置了WIFI SOC模块，具备 WIFI功能，能够自动网络授时，时钟走时精准，用户无需经常调整时间，并且WIFI SOC模块自带MCU，无需设置单独的处理器或单片机，能够减小电路体积，降低开发成本。

3、结合现有的成熟的控制技术，该恒流驱动LED时钟支持通过使用手机操作时钟、设定时钟，设定方法更直观方便，能够减少学习成本，更加易用；该恒流驱动LED时钟可扩展的功能丰富，适用的应用场景更为丰富，能满足大部分客户的使用要求，为用户节约成本。

附图说明

为了更直观地说明现有技术以及本申请，下面给出几个示例性的附图。应当理解，附图中所示的具体形状、构造，通常不应视为实现本申请时的限定条件；例如，本领域技术人员基于本申请揭示的技术构思和示例性的附图，有能力对某些单元(部件)的增/减/归属划分、具体形状、位置关系、连接方式、尺寸比例关系等容易作出常规的调整或进一步的优化。

图1为本申请实施例提供的一种恒流驱动LED时钟的俯视图；

图2为本申请实施例提供的一种恒流驱动LED时钟的电路板结构示意图；

图3为本申请实施例中LED发光组件的电路原理图；

图4为本申请实施例中恒流LED驱动芯片的电路原理图；

图5为本申请实施例中通过小程序控制时钟的流程示意图；

图6为本申请实施例中通过手机设定报时的流程示意图；

图7为本申请实施例中通过网页控制时钟的流程示意图；

图8为本申请实施例中通过手机降低时钟亮度的流程示意图。

附图标记说明：

1、显示面板；

2、电路板；201、WIFI SOC模块；202、LED发光组；2021、LED发光组件；203、恒流LED驱动芯片；204、光敏电阻；205、RTC时钟芯片；206、语音芯片；207、扬声器；208、温度传感器；209、湿度传感器；

3、后壳。

具体实施方式

以下结合附图，通过具体实施例对本申请作进一步详述。

在本申请的描述中：除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”等旨在区别指代的对象，而不具有技术内涵方面的特别意义(例如，不应理解为对重要程度或次序等的强调)。“包括”、“包含”、“具有”等表述方式，同时还意味着“不限于” (某些单元、部件、材料、步骤等)。

本申请中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，通常是为了便于对照附图直观理解，而并非对实际产品中位置关系的绝对限定。在未脱离本申请揭示的技术构思的情况下，这些相对位置关系的改变，当亦视为本申请表述的范畴。

在本申请实施例中，提供了一种恒流驱动LED时钟，其俯视图如图1所示，包括显示面板1和固定在显示面板1后方的电路板2。从整体上来说，在电路板2的前表面上设置有WIFI SOC模块201、多组LED发光组202、多个恒流LED驱动芯片203、光敏电阻204、RTC时钟芯片205和语音芯片206；其中，WIFI SOC模块201具备WIFI功能，并且WIFI SOC模块201内置有MCU，因此该恒流驱动LED时钟不需要再设置另外的处理器或单片机，能够减小电路体积，降低开发成本；另外，电路板2的后表面上设置有扬声器207。

从具体的结构上来说，如图2所示，每组LED发光组202包括至少一个 LED发光组件2021(图2以包含两个LED发光组件2021的LED发光组202 进行示意)，每个LED发光组件2021的光亮能够穿透显示面板1，用于表示时钟上的一位数字；每个恒流LED驱动芯片203均与一个或两个LED发光组件2021对应，用于控制相应LED发光组件2021；每个LED发光组件2021的控制信号输入端与相应恒流LED驱动芯片203的相应控制信号输出端电性连接，每个恒流LED驱动芯片203的控制信号输入端与WIFI SOC模块201 的相应控制信号输出端电性连接；光敏电阻204的数据输出端与WIFI SOC模块201的光采集输入端电性连接，由于光敏电阻204设置在电路板2的前表面，为了使得光敏电阻204能感应到外界光线，为自动调节亮度提供依据，显示面板1上对应于光敏电阻204的位置设置有透光孔。

RTC时钟芯片205为高精度的时钟芯片，型号具体可以但不限于为 RX8025T或DS3231M，RTC时钟芯片205的时钟数据输入端与WIFI SOC模块201的时钟数据输出端电性连接，RTC时钟芯片205的时钟信号输出端与 WIFI SOC模块201的时钟信号输入端电性连接；扬声器207的控制信号输入端通过语音芯片206与WIFI SOC模块201的相应控制信号输出端电性连接； WIFI SOC模块201用于与NTP服务器或移动终端建立通信连接，移动终端可以是手机或电脑。

另外，每个LED发光组件2021均为LED数码管；每个LED发光组件2021 也可以都由LED灯珠组成，具体的组成方式可同现有的使用LED灯珠显示数字的LED时钟一致。

进一步地，电路板2的后表面上还设置有温度传感器208和湿度传感器 209，温度传感器208的数据输出端与WIFI SOC模块201的温度采集输入端电性连接，湿度传感器209的数据输出端与WIFI SOC模块201的湿度采集输入端电性连接。

进一步地，多组LED发光组202具体就包括用于显示年份的LED发光组、用于显示月份的LED发光组、用于显示日数的LED发光组、用于显示星期数的LED发光组、用于显示时间的LED发光组、用于显示农历信息的LED发光组、用于显示温度的LED发光组和用于显示湿度的LED发光组。

温度传感器208和湿度传感器209会实时采集温度信息和湿度信息，并将采集到的温度信息和湿度信息发送给WIFI SOC模块201，进一步WIFI SOC 模块201会同时向用于显示温度的LED发光组和用于显示湿度的LED发光组所相应的恒流LED驱动芯片203发送控制信号，使得相应的恒流LED驱动芯片203控制用于显示温度的LED发光组和用于显示湿度的LED发光组，显示出实时的温度和湿度数据。

具体来说，如图3所示，用于显示年份的LED发光组包括4个LED发光组件2021，分别是显示年千位、年百位、年十位和年个位的LED发光组件；用于显示月份的LED发光组包括2个LED发光组件2021，分别是显示月十位和月个位的LED发光组件；用于显示日数的LED发光组包括2个LED发光组件2021，分别是显示日十位和日个位的LED发光组件；用于显示星期数的LED发光组包括1个LED发光组件2021；用于显示时间的LED发光组包括6个LED发光组件2021，分别是显示时十位、时个位、分十位、分个位、秒十位和秒个位的LED发光组件；用于显示农历信息的LED发光组包括4个 LED发光组件2021，分别是显示农历月十位、农历月个位、农历日十位和农历日个位的LED发光组件；用于显示温度的LED发光组包括2个LED发光组件2021，分别是显示温度十位和温度个位的LED发光组件；用于显示湿度的LED发光组包括2个LED发光组件2021，分别是显示湿度十位和湿度个位的LED发光组件。

也就是说，该恒流驱动LED时钟共设置了23个LED发光组件2021，相应地，恒流LED驱动芯片203设置了12个；其中，如图4所示，11个恒流 LED驱动芯片203分别与2个LED发光组件2021对应，也就是这11个恒流 LED驱动芯片203分别与2个LED发光组件2021电性连接；剩余1个恒流 LED驱动芯片203与1个LED发光组件2021对应，这一个恒流LED驱动芯片203与1个LED发光组件2021电性连接。

另外，该恒流驱动LED时钟还包括后壳3，电路板2和显示面板1共同封装在后壳3上。并且，在后壳3上对应于扬声器207、温度传感器208和湿度传感器209的位置均设置有相应通孔，使得扬声器207的声音能够传播出去，以及使得温度传感器208和湿度传感器209能够分别采集到环境的温度信息和湿度信息。

由于该恒流驱动LED时钟采用了恒流静态驱动的方式，每个恒流LED驱动芯片203分别驱动时钟上的一位或两位数字，因此该恒流驱动LED时钟的发光更加均匀，亮度也更高，并且无频闪现象。

基于该恒流驱动LED时钟的硬件结构，恒流驱动LED时钟支持自动调整亮度，自动调整亮度的方式有两种：

(1)通过光敏电阻204自动感知外界光线，进行时钟亮度调整：由于恒流驱动LED时钟有设置光敏电阻204，光敏电阻204会实时将采集到的光信息发送给WIFI SOC模块201，进而WIFI SOC模块201能够通过相应的控制信号，控制每个恒流LED驱动芯片203调整相应LED发光组件2021的光亮，从而实现了时钟亮度的自动调整。

(2)在通过该恒流驱动LED时钟的WIFI SOC模块201，在恒流驱动LED 时钟与移动终端之间建立了通信连接之后，在移动终端上可以设置通过时间段调整时钟亮度，用户可设定在不同的时间段对应不同的时钟亮度。

同时，在亮度调整上，使用PWM调光，亮度的调整范围更大。

进一步地，该恒流驱动LED时钟采用了高精度的时钟芯片，能够提高和保证时钟自身的走时精度；同时在通过WIFI SOC模块201联网后，WIFI SOC 模块201通过NTP授时服务，可以时时获取到NTP服务器的时间，并将获取到的时间发送给RTC时钟芯片205，实现通过NTP服务器时钟更新时钟时间，以此能够进一步保证时间的精确性，解决现有的LED时钟走时不准的问题。

进一步地，该恒流驱动LED时钟抛弃了传统的通过按键操作的方式，基于该恒流驱动LED时钟的硬件结构，结合现有的成熟的控制技术，该恒流驱动LED时钟支持通过手机来控制时钟，控制方式有两种：

(1)如图5所示，通过微信小程序控制，手机连上时钟的WiFi热点后，打开微信小程序建立手机与时钟的连接，通过UDP通信，能够控制操作时钟；例如，如图6所示，可以通过小程序来控制时钟在设定的时间通过扬声器207 来进行报时，WIFI SOC模块201在通过WIFISOC模块201接收到来自小程序的调整报时时间的指令后，在设定的报时时间，会向通过相应的控制信号，控制语音芯片206驱动扬声器207输出相应的语音，进行时间的播报。

(2)如图7所示，通过网页的方式配置操作时钟，时钟使用Portal认证技术，手机连上时钟发射出的WIFI热点，可以自动弹出时钟的配置网页，在配置网页里，用户可以直观地操作每一项时钟的功能。例如，如图8所示，可以通过网页控制时钟降低亮度，WIFI SOC模块201在接收到来自手机的降低亮度指令，WIFI SOC模块201会通过相应的控制信号，使每个恒流LED驱动芯片203降低相应LED发光组件2021的光亮。

WIFI热点覆盖距离在20米以上，用户操作时钟也不用爬上爬下，可以更方便的设定时钟的功能。

基于该恒流驱动LED时钟的硬件结构，结合现有的成熟的控制技术，时钟在普通时钟功能的基础上，能够扩展和增加许多的功能，包括：

1.多次多组报时，用户可以设定任何一个整点和任何一个半点报时，可以设定报时的次数为1次、3次或5次。

2.用户可设定十组闹铃，每组闹铃都可以单独设定闹铃音乐、闹铃的响铃时间和闹铃的重复。

3.时钟可设定开关机时钟，在设定的时间时钟会自动开关机。

4.时钟设置时间的方式有三种：

1)可以通过网页中，点击手机时间按键，一键设置时间；

2)通过网页中自定义时间选项，自己设定时间；

3)通过WIFI联网，完成自动校时。

5.用户可自由设定时钟秒点是否跳动、12小时制/24小时制显示、时钟静音、报时音量大小调节、时钟显示温度修正、时钟显示湿度修正和星期的显示方式。

6.时钟还具有计时器功能，可以正计时或倒计时，可以选择时、分、秒计时或分、秒、毫秒计时，可以手动开始、停止计时，在计时结束扬声器会播放提示音。

本申请提出了一种新的恒流驱动LED时钟的硬件架构，采用恒流LED驱动芯片分别驱动一位或两位时钟数字的恒流静态驱动方式，使得时钟的每一个数字亮度高，并且非动态刷新无频闪，不会存在拍照录像时因为闪烁拍不清楚的情况；并且该时钟的亮度能够自动灵活调整，白天时钟不会亮度不足看不清，夜晚不会时钟亮度过高影响休息，因此用户使用感受好。

另外，本申请所提出的恒流驱动LED时钟由于设置了WIFI SOC模块，具备WIFI功能，能够自动网络授时，时钟走时精准，用户无需经常调整时间，并且WIFI SOC模块自带MCU，无需设置单独的处理器或单片机，能够减小电路体积，降低开发成本。

并且结合现有的成熟的控制技术，该恒流驱动LED时钟支持通过使用手机操作时钟、设定时钟，设定方法更直观方便，能够减少学习成本，更加易用；该恒流驱动LED时钟可扩展的功能丰富，适用的应用场景更为丰富，能满足大部分客户的使用要求，为用户节约成本。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合(只要这些技术特征的组合不存在矛盾)，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述；这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。

上文中通过一般性说明及具体实施例对本申请作了较为具体和详细的描述。应当理解，基于本申请的技术构思，还可以对这些具体实施例作出若干常规的调整或进一步的创新；但只要未脱离本申请的技术构思，这些常规的调整或进一步的创新得到的技术方案也同样落入本申请的权利要求保护范围。

Claims (10)

1.一种恒流驱动LED时钟，包括显示面板和固定在显示面板后方的电路板，其特征在于，所述电路板的前表面上设置有WIFI SOC模块、多组LED发光组、多个恒流LED驱动芯片、光敏电阻、RTC时钟芯片和语音芯片，所述WIFISOC模块内置有MCU；所述电路板的后表面上设置有扬声器；

每组LED发光组包括至少一个LED发光组件，每个LED发光组件的光亮能够穿透显示面板，用于表示时钟上的一位数字；每个恒流LED驱动芯片均与一个或两个LED发光组件对应，用于控制相应LED发光组件；每个LED发光组件的控制信号输入端与相应恒流LED驱动芯片的相应控制信号输出端电性连接，每个恒流LED驱动芯片的控制信号输入端与所述WIFISOC模块的相应控制信号输出端电性连接；所述光敏电阻的数据输出端与所述WIFI SOC模块的光采集输入端电性连接，所述显示面板上对应于光敏电阻的位置设置有透光孔；

所述RTC时钟芯片的时钟数据输入端与所述WIFI SOC模块的时钟数据输出端电性连接，所述RTC时钟芯片的时钟信号输出端与所述WIFI SOC模块的时钟信号输入端电性连接；所述扬声器的控制信号输入端通过语音芯片与所述WIFI SOC模块的相应控制信号输出端电性连接；所述WIFI SOC模块用于与NTP服务器或移动终端建立通信连接。

2.根据权利要求1所述的恒流驱动LED时钟，其特征在于，所述RTC时钟芯片的型号为RX8025T或DS3231M。

3.根据权利要求1所述的恒流驱动LED时钟，其特征在于，每个LED发光组件均为LED数码管，或每个LED发光组件均由LED灯珠组成。

4.根据权利要求1所述的恒流驱动LED时钟，其特征在于，所述电路板的后表面上还设置有温度传感器，所述温度传感器的数据输出端与所述WIFI SOC模块的温度采集输入端电性连接。

5.根据权利要求4所述的恒流驱动LED时钟，其特征在于，所述电路板的后表面上还设置有湿度传感器，所述湿度传感器的数据输出端与所述WIFI SOC模块的湿度采集输入端电性连接。

6.根据权利要求5所述的恒流驱动LED时钟，其特征在于，所述多组LED发光组包括用于显示年份的LED发光组、用于显示月份的LED发光组、用于显示日数的LED发光组、用于显示星期数的LED发光组、用于显示时间的LED发光组、用于显示农历信息的LED发光组、用于显示温度的LED发光组和用于显示湿度的LED发光组。

7.根据权利要求6所述的恒流驱动LED时钟，其特征在于，所述用于显示年份的LED发光组包括4个LED发光组件，所述用于显示月份的LED发光组包括2个LED发光组件，所述用于显示日数的LED发光组包括2个LED发光组件，所述用于显示星期数的LED发光组包括1个LED发光组件，所述用于显示时间的LED发光组包括6个LED发光组件，所述用于显示农历信息的LED发光组包括4个LED发光组件，所述用于显示温度的LED发光组包括2个LED发光组件，所述用于显示湿度的LED发光组包括2个LED发光组件。

8.根据权利要求7所述的恒流驱动LED时钟，其特征在于，所述恒流LED驱动芯片共有12个，其中11个恒流LED驱动芯片分别与2个LED发光组件对应，剩余1个恒流LED驱动芯片与1个LED发光组件对应。

9.根据权利要求5所述的恒流驱动LED时钟，其特征在于，所述LED时钟还包括后壳，所述电路板和显示面板共同封装在所述后壳上。

10.根据权利要求9所述的恒流驱动LED时钟，其特征在于，所述后壳上对应于扬声器、温度传感器和湿度传感器的位置均设置有相应通孔。

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