CN2534768Y - 红外测距视力保护台灯控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种有助于中小学生保持正确读书写字姿势的视力保护台灯控制器，它由串接在台灯供电电路中的继电器、热释电红外探测器及放大电路、逻辑与定时器延时控制电路、语音存储与处理电路、语音功放电路以及扬声器构成。台灯开亮后，由热释电红外探测器检测读写者脸部到灯的相对距离，视距过近时，语音电路将在一定间隔时间内发出两次语音提示，敦促读写者坐正姿势；如再次提示后仍不见效，台灯将自动熄灭；灯熄灭后，如读写者恢复正确视距，则灯又将自动开亮，整个检测过程重新开始。
Description
所属技术领域
本实用新型属于日常生活用品技术领域，涉及一种电子灯光控制装置，特别是一种有助于中小学生保持正确读书写字姿势的视力保护台灯控制器。
背景技术
保持并养成正确合理的读书写字姿势对青少年特别是中小学生来说是至关重要的。目前，因读书写字的视距不当而引起的中小学生视力减退、近视以及颈椎弯曲驼背等现象，已成为社会上广泛注意的问题。过去，尽管有关部门为此曾采取了多种措施予以纠正，如学校改变桌椅高度使之配套，抑或利用强制性的读写姿势矫正器(如挡胸器、当颌器等)，但都未能达到预期的效果。近年来，本领域也相继开发出一些内设传感器类型的带声响提示的视力保健台灯，由于这些灯具产品在设计上没能充分考虑到中小学生自制能力差、容易疲劳等生理特点，其各款结构都不具有强制学生养成保护眼睛良好习惯的功能，因而也难以有效地促使学生在学习中保持良好的视距和坐姿。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种结构合理、智能化程度高且使用效果好的红外测距视力保护台灯控制器，用以克服现有技术所存在的缺陷，充分保证使用者特别是中小学生使用者读写时的正确视距和坐姿，进而对其视力加以有效保护。
为实现上述发明目的而设计的技术解决方案是这样的：所提供的红外测距视力保护台灯控制器为一个设置在市售普通台灯内的电子声光提示控制装置，它具有一个串接在台灯供电电路中的由继电器、热释电红外探测器及放大电路、逻辑与定时器延时控制电路、语音存储与处理电路、语音功放电路以及扬声器构成的控制器，其中：热释电红外探测器及放大电路的输出端接至逻辑与定时器延时控制电路的输入端，逻辑与定时器延时控制电路的输出端分别与继电器控制线圈和语音存储与处理电路的输入端联通，语音存储与处理电路的输出端经语音功放电路联接至扬声器输入端，继电器选用常闭接点继电器并串接在台灯供电电路间。台灯开亮后，由热释电红外探测器测定读写者脸部到灯的相对距离，该距离用户可预先设定及调整，一般测定距离为30～80cm；当读写者脸部到灯的距离近于预先设定的距离即视距过近时，热释电红外探测器放大电路触发与之联通的逻辑与定时器延时控制电路工作，进而向其后的语音电路提供触发信号，使其发出语音提示，敦促读写者坐正姿势；若读写者闻声后很快调整到正确的视距，则控制器电路恢复原态，从而使整个检测过程重新开始；若读写者听到提示音后依然保持近距离读写状态，则间隔一段时间(通常可设定在半分钟)后，语音电路将再次作出提醒，如经再次提示仍不见效，则逻辑与定时器延时控制电路在第二次延时结束后即会驱动继电器，使台灯自动熄灭；灯熄灭后，如读写者恢复正确视距使脸部至灯的距离又大于设定距离，则灯将自动点亮，整个检测过程重新开始。
与现有技术相比，本实用新型所述视力保护台灯控制器具有电路结构通用性强、可靠性好、智能化程度高等优点，其产品能时刻提醒使用者特别是中小学生注意保护视力，有效地促使他们养成正确的读写姿势，保证他们的视力以及身心的健康成长。
附图说明
图1为本实用新型的工作原理逻辑框图。
图2和图3分别为本实用新型一个具体实施例结构的逻辑框图和电路连接结构示意图。
图4和图5分别为本实用新型另一个具体实施例结构的逻辑框图和电路连接结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型所述的红外测距视力保护台灯控制器由继电器1、热释电红外探测器及放大电路2、逻辑与定时器延时控制电路3、语音存储与处理电路4、语音功放电路6、扬声器7等部分组成，热释电红外探测器及放大电路2用于检测读写者脸部至灯体的距离，继电器1选用常闭接点并串接在台灯供电电路中，它根据系统对人到灯体距离的判断结果所产生的控制信号决定台灯电路的通断，将灯的电源切断或接通，使灯熄灭或点亮。图1中序号5为外围电路。
本实用新型的一种实施例结构如图2和图3所示，该结构为一种利用单片机实现的系统结构，其中的逻辑与定时器延时控制电路3由单片机32构成。在图3给出的电路原理结构中，单片机32(即图3之U2)采用PHILIPS公司生产的P87LPC762单片机，属PHILIPS51LPC系列单片机，其P1.1端(11脚)通过三极管N6接至继电器B3的输入触发端，语音存储与处理电路4(U1)采用ISD公司生产的型号为ISD1400语音录放器件，热释电红外探测器及放大电路2(U3)采用型号为HN911L的微功耗热释电红外探测模块，语音功放电路6采用LM386器件，继电器B3选用常闭接点。图2中序号31为时钟电路；8为麦克风耦合逻辑电路；9为麦克风。
图3所示电路的工作原理是这样的：当人与台灯L之间的距离大于预先设定的检测距离时，U3的1脚为低电平，单片机U2接收到这个低电平后一直处在等待状态，并不断地检测该脚；当人离台灯的距离小于预先设定的检测距离时，U3的1脚变为高电平，U2接收到此高电平后，在程序的控制下送出第一次提示音的存放地址，选通U1播放首次提示音并进入第一次30秒的延时；单片机U2再次检测U3的1脚，看是否为低；如果为低，说明人已离开；如果不为低，说明人离灯的距离仍然很近，这时，送出第二段提示音(警示音)的存放地址，选通U1播放警告音，进入第二次30秒延时程序；延时完后，U2再次检测U3的1脚，若转为低，说明人与灯的距离不是很近，则U2转入等待状态，如果该脚还是高，说明人离灯的距离仍然很近，则向P1.1端送出高电平，使三极管N6导通，继电器B3吸合，将台灯L的电源切断，使灯熄灭。台灯L熄灭后，U2继续检测U3的1脚，一直等到该脚的信号为低(即人距灯的距离大于设定的检测距离)才释放继电器B3，使灯恢复点亮。
在图3所示的结构中，电位器P3用以调节U3的增益，改变P3的值，可以改变控制器的检测距离。二极管D1是为继电器B3的线圈设计的泄放电路，B3线圈的反向电流可以通过D1泄放掉。麦克风耦合逻辑电路8是为录制或修改提示音而设计的，如果提示音预先录制好了，这部分电路可以不要。电容C22是用于防止系统加电时的“喀咯”声的。
本实用新型的第二种实施例结构如图4和图5所示，该结构为一种利用定时器电路实现的系统结构，它的逻辑与定时器延时控制电路3由地址选择逻辑电路33、第一延时电路34和第二延时电路及控制电路35组成，其中第一延时电路34的输出信号端与地址选择逻辑电路33的输入端联接，地址选择逻辑电路33的输出端接至语音存储与处理电路4的输入端，第二延时电路及控制电路35的输出端接至继电器1控制线圈。在图5给出的电路原理结构中，逻辑与定时器延时控制电路3(即U4和U5)采用型号为QA64010S定时器电路模块，U4的UP/S端(2脚)通过三极管N5接至继电器B1的输入触发端，语音存储与处理电路4(U1)采用ISD公司生产的型号为ISD1400语音录放器件，热释电红外探测器及放大电路2(图5所示之H)采用型号为HN911L的微功耗热释电红外探测模块，语音功放电路6采用LM386器件，继电器B1选用常闭接点。
图5所示电路的工作原理是这样的：当人与台灯L之间的距离大于预先设定的检测距离时，H(HN911L)的1脚为低电平，2脚为高电平，三极管N1截止，定时器(U5)不供电，U6输出为低电平，或非门U7的3脚输出高电平，ISD1400不放音；当人离台灯的距离小于预先设定的检测距离时，H的1脚变为高电平，U7的3脚输出低电平，启动ISD1400芯片开始放音，由于此时HN911L的1脚为低电平，于是三极管N1导通，使U5加电并复位，此时U5的2脚(UP/S)输出为低电平，比较器U6的输出为低电平，所以本次放音的地址为00H，同时开始进行第一次30秒延时；等到延时结束后，U5的2脚变成高电平，使比较器U6的输出为高电平，这个高电平一方面选择ISD1400的地址80H，另一方面使U7的输出变成低电平，启动ISD1400芯片放音；与此同时，它也启动三极管N3导通，启动并复位定时器U4，开始第二个30秒延时；延时结束后，U4的2脚输出高电平，通过三极管N5驱动继电器B1使台灯L断电熄灭；在此过程中，只要人与灯间的距离一旦大于设定的检测距离，HN911L的1脚就会输出低电平，2脚输出高电平，使两个定时电路断电，继而使整个检测过程重新开始。
该结构复位电路(以U5的复位电路为例)的原理：当三极管N1导通时，由于电容C7两端的电压不能突变，所以在加电的瞬间三极管N2导通，使U5的7脚变低，达到复位U5的目的。随着电容C7两端的电压升高，三极管N2基极的电位降低，最后使N2截止，电源通过三极管N1和电阻R9加到U5的7脚，结束复位过程。定时器U4的复位电路原理与此相同。
在图5所示的结构中，电位器P2用以调节HN911L的增益，改变P2的值，可以改变控制器的检测距离。二极管D2是为继电器B1的线圈设计的泄放电路，B1线圈的反向电流可以通过D2泄放掉。电容C23是用于防止系统加电时的“喀咯”声的。
Claims (3)
1、一种红外测距视力保护台灯控制器，其特征在于具有一个串接在台灯供电电路中的由继电器(1)、热释电红外探测器及放大电路(2)、逻辑与定时器延时控制电路(3)、语音存储与处理电路(4)、语音功放电路(6)以及扬声器(7)构成的控制器，其中：热释电红外探测器及放大电路(2)的输出端接至逻辑与定时器延时控制电路(3)的输入端，逻辑与定时器延时控制电路(3)的输出端分别与继电器(1)控制线圈和语音存储与处理电路(4)的输入端联通，语音存储与处理电路(4)的输出端经语音功放电路(6)联接至扬声器(7)输入端，继电器(1)选用常闭接点继电器并串接在台灯供电电路间。
2、如权利要求1所述的红外测距视力保护台灯控制器，其特征在于所说的逻辑与定时器延时控制电路(3)由单片机(32)构成。
3、如权利要求1所述的红外测距视力保护台灯控制器，其特征在于所说的逻辑与定时器延时控制电路(3)由地址选择逻辑电路(33)、第一延时电路(34)和第二延时电路及控制电路(35)组成，其中第一延时电路(34)的输出信号端与地址选择逻辑电路(33)的输入端联接，地址选择逻辑电路(33)的输出端接至语音存储与处理电路(4)的输入端，第二延时电路及控制电路(35)的输出端接至继电器(1)控制线圈。
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