CN220629613U - 一种多功能台灯控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能台灯控制电路，其特征在于，包括：主控模块、人体红外传感器模块、语音识别模块、光敏电阻传感器、LED模块、OLED显示模块、报警模块、外部电源模块，所述红外传感器模块、语音识别模块、光敏电阻传感器、LED模块、OLED显示模块和报警模块的输出端与主控模块连接，所述主控模块、报警模块和LED模块电源输入端与所述外部电源模块连接，具有方便快捷、功能多样和保护视力的特点。

Description

一种多功能台灯控制电路

技术领域

本实用新型涉及一种控制电路，具体是一种多功能台灯控制电路。

背景技术

现如今青少年的视力成为家长关注的问题，青少年看书时间过长、用眼的环境不适等都将导致视力问题，现在市场上台灯琳琅满目，虽然结构简单，但是功能较为单一，一款具有方便快捷、功能多样且能保护视力的台灯较少。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有台灯控制电路不同时具备控制方便快捷、功能多样和保护视力的特点，而提供一种多功能台灯控制电路。

本实用新型所采取的技术方案如下：一种多功能台灯控制电路，包括主控模块、人体红外传感器模块、语音识别模块、光敏电阻传感器、LED模块、OLED显示模块、报警模块、外部电源模块，所述红外传感器模块、语音识别模块、光敏电阻传感器、LED模块、OLED显示模块和报警模块的输出端与主控模块连接，所述主控模块、报警模块和LED模块电源输入端与所述外部电源模块连接。

通过采用上述技术方案，将多个功能模块通过主控模块进行连接和控制，可以实现多种功能的组合和切换，提高了台灯的智能化和便利性。通过连接不同的功能模块，可以实现自动控制、语音控制、手动控制，带来更多的便捷和选择，并且增强用户使用体验；通过使用外部电源模块对LED灯和报警模块进行供电，可以有效地降低主控模块的负载和压力，提高电路的可靠性和安全性；由于采用了模块化结构，模块之间的连接可以方便地更换或扩展，以满足不同的使用需求和场景。

所述主控模块采用STM32F103C8T6型单片机及其外围电路，所述人体红外传感器模块包括VCC、GND和OUT三个接口，所述OUT接口与所述STM32F103C8T6单片机上的PB4连接。

通过采用上述技术方案，采用STM32F103C8T6型单片机及其外围电路作为主控模块，可以实现高效、稳定和智能化的电路控制功能，为多功能台灯控制电路提供有效的支持和保障，其中OUT接口与STM32F103C8T6单片机上的PB4接口相连，可以实现人体红外传感器模块向主控模块发送检测信号，并实现人体的检测与识别功能。

所述光敏电阻传感器包括VCC、GND和AO接口，所述AO接口与所述STM32F103C8T6单片机上的PA0连接。

通过采用上述技术方案，光敏电阻传感器模块的AO接口与STM32F103C8T6单片机上的PA0接口相连，用于向主控模块输出传感器检测光线亮度的模拟量电压值，通过连接光敏传感器模块，可以实现台灯的自动光线调节，根据光线的变化，自动调节灯光，保持光线稳定和舒适，并实时地反馈光线数据给主控模块，以实现更加精确的控制和调节功能。

所述语音识别模块采用LD3320语音识别芯片及其外围电路，所述语音识别模块包括VCC、GND和TXD三个接口，所述TXD接口与STM32F103C8T6单片机上的PA10连接。

通过采用上述技术方案，TXD接口与STM32F103C8T6单片机上的PA10进行连接。通过语音输入口，可以实现对语音命令的获取，通过识别输出口将语音命令转化为控制信号，进而实现与LED模块、OLED显示模块等输出模块进行联动，增强其智能化程度和交互性，提高人机交互的体验。

所述LED模块采用GL01高亮LED，所述LED模块包括与STM32F103C8T6单片机上的PA13连接的DO接口。

通过采用上述技术方案，通过将LED模块连接到单片机上的数字输出接口，可以通过控制该接口的高低电平来控制LED的开关状态，这种连接方式简单方便，需要复杂的电路和外部元件；控制单片机上的PA13接口的高低电平，可以实现对LED灯的精确控制。可以灵活地控制LED灯的亮度、频率和闪烁效果，GL01高亮LED本身具有高亮度和低功耗的特点。

所述OLED显示模块SSD1306芯片及其外围电路，所述OLED显示模块包括VCC、GND、SCL和SDA接口，所述SCL和SDA接口分别与STM32F103C8T6单片机上的PB6和PB7连接。

通过采用上述技术方案，OLED显示模块可显示用眼时间，IIC接口通过硬件I2C模块与STM32F103C86单片机通信，可以提高通信速度和可靠性，降低对CPU的占用率。同时，该接口采用双线制、双向传输等特性，使产品线路更加简化，以达到控制和操作更加方便、高效的目的。

所述报警模块采用S8550三极管驱动，所述报警模块包括与STM32F103C8T6单片机上的PB3相连接的低电平I/O口。

通过采用上述的技术方案，S8550通过控制电路的电路设计，可以有效的提高模块稳定性，同时也可以有效的减少噪音和电气干扰等问题。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型提供的一种多功能台灯控制电路多功能灯集成了LED照明、OLED信息显示、报警提示等功能，可以实现多种场景下对灯光、声音的智能化控制，充分实现用户对灯光的控制，提高用户舒适度和效率；对于青少年的视力保护问题，多功能台灯实现了多种人性化和智能化的措施，比如多段调节亮度、红外线感应等，有益青少年的用眼健康。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本实用新型的范畴。

图1为本实用新型的控制框图；

图2为本实用新型的主控模块的原理及接线图；

图3为本实用新型的语音控制模块的原理及接线图；

图4为本实用新型的光敏电阻传感器的原理及接线图；

图5为本实用新型的LED模块的原理及接线图；

图6为本实用新型的OLED显示模块的原理及接线图；

图7为本实用新型的报警模块的原理及接线图；

图8为本实用新型的人体红外传感器模块的原理及接线图；

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

需要说明的是，本实用新型实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本实用新型实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

本实用新型所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本实用新型，而非对本实用新型保护范围的限制。

如图1所示，为本实用新型的一种多功能台灯控制电路实施例中，包括主控模块、人体红外传感器模块、语音识别模块、光敏电阻传感器、LED模块、OLED显示模块、报警模块、外部电源模块，所述红外传感器模块、语音识别模块、光敏电阻传感器、LED模块、OLED显示模块和报警模块的输出端与主控模块连接，所述主控模块、报警模块和LED模块电源输入端与所述外部电源模块连接。利用人体红外传感器智能控制开关灯，同时使用以LD3320芯片为核心的语音识别模块来智能控制台灯开关，通过采用光敏电阻传感器对LED台灯进行光强度的自动调节，利用OLED显示屏幕来显示台灯信息和使用时间提示，并采用蜂鸣器来作为多功能台灯的报警装置。将多个功能模块通过主控模块进行连接和控制，可以实现多种功能的组合和切换，提高了台灯的智能化和便利性。通过连接不同的功能模块，可以实现自动控制、语音控制、手动控制，带来更多的便捷和选择，并且增强用户使用体验；通过使用外部电源模块对LED灯和报警模块进行供电，可以有效地降低主控模块的负载和压力，提高电路的可靠性和安全性；由于采用了模块化结构，模块之间的连接可以方便地更换或扩展，以满足不同的使用需求和场景。

如图2和图8所示，所述主控模块采用STM32F103C8T6型单片机及其外围电路，所述人体红外传感器模块包括VCC、GND和OUT三个接口，所述OUT接口与所述STM32F103C8T6单片机上的PB4连接。此模块红外感应源采用热释电元器件，这种元器件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，经后续电路处理后就能产生报警信号。HC-SR501是基于红外线技术的自动控制模块，采用LH1778探头设计，灵敏度高，可靠性强，低电压工作模式，可广泛应用于各类自动感应电气设备。HC-SR501人体红外感应模块的接口比较简单，有感应时输出高电平，其余时间为低电平。HC-SR501人体红外感应模块功能强大：能全自动感应，当人体进入模块的感应范围时则会输出高电平，人体离开感应范围时则会自动延时关闭，输出低电平；可进行光敏控制，模块可以设置光敏控制，当白天或光线强时，模块不感应；能温度补偿，比如在夏天时，当环境温度升高至30℃～32℃，模块探测距离会稍变短，其温度补偿可以作为一定的性能补偿；有两种触发方式：为不可重复触发方式和可重复触发方式，不可重复触发方式即感应输出高电平后，模块延时时间段一结束，其输出将自动从高电平变成低电平；可重复触发方式即感应输出高电平后，模块在延时时间段内，如果人体在感应范围内活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时将高电平变为低电平；5、具有感应封锁时间，感应模块在每次感应输出后，可以紧跟着一个封锁时间段，在此时间段内感应器不接受任何感应信号，此功能可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰；工作电压范围宽，一般为4.5V-20V，可以广泛以用于各种设计和场所中；微功耗，模块的静态电流50毫安，所消耗的电能低；模块输出高电平信号，可方便与各类电路实现对接，可以广泛以用于各种设计中。采用STM32F103C8T6型单片机及其外围电路作为主控模块，可以实现高效、稳定和智能化的电路控制功能，为多功能台灯控制电路提供有效的支持和保障，其中OUT接口与STM32F103C8T6单片机上的PB4接口相连，可以实现人体红外传感器模块向主控模块发送检测信号，并实现人体的检测与识别功能。

如图2和图4所示，所述光敏电阻传感器包括VCC、GND和AO接口，所述AO接口与所述STM32F103C8T6单片机上的PA0连接。光敏电阻时用硫化镉或硒化镉灯半导体材料制成的电阻器，表面还涂有防潮树脂，具有光电导效应，光敏电阻对光线十分敏感，光照愈强，阻值愈低，随着光照强度的升高，其电阻值迅速降低，可降低至1千欧以下。模块的工作原理基于内光电效应，即在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻，并且为了增加其灵敏度，两电极常做成梳妆，随着光照强度的升高，电阻值迅速降低，由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降，其在无光照时，几乎呈现高阻状态，暗电阻很大。光敏电阻传感器模块工作电压为3.3V-5V，其模块为比较器输出，信号干净，波形好，驱动能力强，超过了15mA，配备可调节电位器，可调节检测光亮强度，模块输出形式有DO数字开关量输出(0和1)和AO模拟电压输出，本设计采用AO模拟电压输出。内设有固定螺栓孔，方便安装，并且模块内采用宽电压LM393比较器，工作稳定，光敏电阻传感器模块板上配有电源指示灯和数字开关量输出指示灯，指示清晰，光敏电阻传感器模块模拟量输出AO可以和AD模块相连，通过AD转换，可以获得环境光强更精准的数值；光敏电阻传感器模块的AO接口与STM32F103C8T6单片机上的PA0接口相连，用于向主控模块输出传感器检测光线亮度的模拟量电压值，通过连接光敏传感器模块，可以实现台灯的自动光线调节，根据光线的变化，自动调节灯光，保持光线稳定和舒适，并实时地反馈光线数据给主控模块，以实现更加精确的控制和调节功能。

如图2和图3所示，所述语音识别模块采用LD3320语音识别芯片及其外围电路，所述语音识别模块包括VCC、GND和TXD三个接口，所述TXD接口与STM32F103C8T6单片机上的PA10连接。TXD接口与STM32F103C8T6单片机上的PA10进行连接。LD3320语音识别芯片集成语音信号采集、识别算法等，包括AD、DA转换器、麦克风接口、声音处理接口等，直接使用在现有的产品中即可实现语音识别功能。在LD3320芯片内部，固化有效的非特定人语音识别搜索引擎模块和完整的非特定人语音识别特征库，以及专为语音识别而作的硬件优化和加速设计。语音识别芯片的工作流程是对经过MIC输入的声音实施频谱分析、语音特征提取、匹配关键词语列表中的关键词语，从此关键字列表中得分最高的关键词语作为最终语音识别的结果输出。该模块工作电压为3.3V或5V，采用了高灵敏的麦克风，其设计小巧实用，采用有源晶振，稳定可靠，语音识别非常灵敏。该模块可以识别所有普通话的中文，但是不具备语音播报功能，模块上有一个单片机(STC11L08XE)，单片机和LD3320语音识别模块通过进行SPI通信，实现识别语音的功能。通过语音输入口，可以实现对语音命令的获取，通过识别输出口将语音命令转化为控制信号，进而实现与LED模块、OLED显示模块等输出模块进行联动，增强其智能化程度和交互性，提高人机交互的体验。

如图1、2和图5所示，所述LED模块采用GL01高亮LED，LED模块发光的原理为当电流通过导线作用于这个晶片的时候，就会以光子的形式发出能量。其工作电压为3V-5V，高电平开，低电平关，所述LED模块包括与STM32F103C8T6单片机上的PA13连接的DO接口，当LED亮起来时，单片机的时钟电路开始计时。将LED模块连接到单片机上的数字输出接口，可以通过控制该接口的高低电平来控制LED的开关状态，这种连接方式简单方便，需要复杂的电路和外部元件；控制单片机上的PA13接口的高低电平，可以实现对LED灯的精确控制。可以灵活地控制LED灯的亮度、频率和闪烁效果，GL01高亮LED本身具有高亮度和低功耗的特点。

如图1、2和图6所示，所述OLED显示模块为SSD1306芯片及其外围电路，其分辨率为128*64，接口类型为IIC接口，其工作电压为3.3V，OLED显示屏工作温度为-40℃～70℃，模块的工作原理为当有电流通过时，有机材料就会发光，所述OLED显示模块包括VCC、GND、SCL和SDA接口，所述SCL和SDA接口分别与STM32F103C8T6单片机上的PB6和PB7连接。当LED亮起来钟电路开始计时，计时时间显示在OLED上，IIC接口通过硬件I2C模块与STM32F103C86单片机通信，可以提高通信速度和可靠性，降低对CPU的占用率。同时，该接口采用双线制、双向传输等特性，使产品线路更加简化，以达到控制和操作更加方便、高效的目的。

如图2和图7所示，所述报警模块采用S8550三极管驱动，模块的工作电压为3.3V-5V，且其设有固定螺栓孔，方便安装，当I/O口输入低电平时，蜂鸣器发声，所述报警模块包括与STM32F103C8T6单片机上的PB3相连接的低电平I/O口。S8550通过控制电路的电路设计，可以有效的提高模块稳定性，同时也可以有效的减少噪音和电气干扰等问题。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种多功能台灯控制电路，其特征在于，包括：主控模块、人体红外传感器模块、语音识别模块、光敏电阻传感器、LED模块、OLED显示模块、报警模块、外部电源模块，所述红外传感器模块、语音识别模块、光敏电阻传感器、LED模块、OLED显示模块和报警模块的输出端与主控模块连接，所述主控模块、报警模块和LED模块电源输入端与所述外部电源模块连接。

2.如权利要求1所述的一种多功能台灯控制电路，其特征在于：所述主控模块采用STM32F103C8T6型单片机及其外围电路，所述人体红外传感器模块包括VCC、GND和OUT三个接口，所述OUT接口与所述STM32F103C8T6单片机上的PB4连接。

3.如权利要求2所述的一种多功能台灯控制电路，其特征在于：所述光敏电阻传感器包括VCC、GND和AO接口，所述AO接口与所述STM32F103C8T6单片机上的PA0连接。

4.如权利要求2所述的一种多功能台灯控制电路，其特征在于：所述语音识别模块采用LD3320语音识别芯片及其外围电路，所述语音识别模块包括VCC、GND和TXD三个接口，所述TXD接口与STM32F103C8T6单片机上的PA10连接。

5.如权利要求2所述的一种多功能台灯控制电路，其特征在于：所述LED模块采用GL01高亮LED，所述LED模块包括与STM32F103C8T6单片机上的PA13连接的DO接口。

6.如权利要求2所述的一种多功能台灯控制电路，其特征在于：所述OLED显示模块SSD1306芯片及其外围电路，所述OLED显示模块包括VCC、GND、SCL和SDA接口，所述SCL和SDA接口分别与STM32F103C8T6单片机上的PB6和PB7连接。

7.如权利要求2所述的一种多功能台灯控制电路，其特征在于：所述报警模块采用S8550三极管驱动，所述报警模块包括与STM32F103C8T6单片机上的PB3相连接的低电平I/O口。