一种智能型多功能led台灯的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种智能型多功能LED台灯，包括单片机以及与单片机连接的信号处理电路、温湿度传感器、时钟电路、LED照明电路、灯光控制电路以及显示屏，所述信号处理电路连接有热释电红外传感器、光敏电阻以及超声波测距电路；所述单片机还连接有电源电路，所述电源电路还与LED照明电路连接。本实用新型智能化程度高，以人体红外辐射(波长为10um)和光敏传感控制电路实现人体距离台灯和环境的亮度自动检测，实现自动感应开关灯，再以超声波测得台灯和桌面的距离从而达到智能控制和节能的目的；通过单片机控制，实现自动调光、手动调光。
【专利说明】—种智能型多功能LED台灯
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及LED台灯的研究领域，特别涉及一种智能型多功能LED台灯。
【背景技术】
[0002]台灯已是千家万户的必需生活电器，经常由于忘记关灯而造成巨大的能源浪费。在我国，照明耗电占年发电总量的12% (超过100亿kW*h)，现在的台灯绝大部分是采用普通的白炽灯、荧光灯、节能灯和螺旋节能灯，并且控制方式多采用手动开关，不能连续调节，更不能自动调节。当夜晚来临时，人们又摸黑去开灯，非常不方便，与现在家电的智能化、人性化、低碳设计理念相违背。LED被认为是21世纪的照明光源。中国实用新型专利ZL201320584192.6公开了一种LED多功能台灯，包括灯座，安装于灯座上的灯架，在灯架的端部设有具有LED台灯珠的LED台灯罩，在灯座内设有控制开关电路板和LED驱动电源，灯座上还安装有个电子时钟，电子时钟上设有设定闹铃时间以及调整时间的按钮，灯座内还安装有MCU控制芯片，所述电子时钟将时间信息和闹铃设定时间传输给MCU控制芯片，MCU控制芯片通过控制控制开关电路板而控制LED台灯珠的开关和亮度。这样MCU控制芯片就可以根据使用者设定的闹铃时间来调整LED多功能台灯点亮时间以及点亮亮度，若设定闹铃时间在午夜，那么闹铃响起的同时，LED多功能台灯也点亮至较暗的程度，若设定闹铃时间在清晨，那么闹铃响起的同时，LED多功能台灯也点亮至正常亮度。但是上述台灯仍然不能实现人体距离台灯和环境的亮度自动检测，不能实现自动感应开关灯，同时也不具有时钟、温度、湿度等的检测。
实用新型内容
[0003]本实用新型的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种智能型多功能LED台灯。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0005]一种智能型多功能LED台灯，包括单片机以及与单片机连接的信号处理电路、温湿度传感器、时钟电路、LED照明电路、灯光控制电路以及显示屏，所述信号处理电路连接有热释电红外传感器、光敏电阻以及超声波测距电路；所述单片机还连接有电源电路，所述电源电路还与LED照明电路连接。
[0006]优选的，所述信号处理电路包括运算放大器、电压比较器、状态控制器、延时时间定时器以及封锁时间定时器；所述运算放大器、电压比较器、状态控制器顺序连接，所述延时时间定时器和封锁时间定时器分别与状态控制器连接。
[0007]优选的，所述光敏电阻为5516光敏电阻。
[0008]优选的，所述时钟电路采用1302时钟芯片。
[0009]优选的，所述灯光控制电路包括自动调光电路和手动调光电路；所述自动调光电路为PWM调制电路。
[0010]优选的，所述超声波测距电路采用HC-SR04模块，所述HC-SR04模块包括电源端、控制端、接收端以及接地端四个接线端子。
[0011]优选的，所述显示屏为液晶显示屏。
[0012]优选的，所述温湿度传感器为DHTll传感器。
[0013]优选的，所述热释电红外传感器为D203B热释电红外传感器。
[0014]优选的，所述LED照明电路包括多路独立LED灯。
[0015]本实用新型的工作原理为:
[0016]所述的信号处理电路对于热释电红外传感器和超声波测距电路采集到的电压信号，经过运算放大器放大后送给单片机进行处理；而对于光敏电阻采集到的光信号转换为电信号后通过电压比较器进行比较，送给状态控制器，用以控制LED台灯的开与关状态；温湿度传感器采集到的温度信号和湿度信号则送到单片机处理后，将信号送到液晶显示器进行显示
[0017]本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果:
[0018]1、本实用新型智能化程度高，以人体红外辐射(波长为1um)和光敏传感控制电路实现人体距离台灯和环境的亮度自动检测，实现自动感应开关灯，再以超声波测得台灯和桌面的距离从而达到智能控制和节能的目的；通过单片机控制，实现自动调光、手动调光。
[0019]2、本实用新型功能多样，台灯除了有照明功能，还有时钟、温度、湿度等的检测，采用多路LED独立工作，提高电路的可靠性。
[0020]3、本实用新型低碳环保，台灯采用LED光源体，耗电极小，充分利用绿色能源，符合节能减排，营造低碳生活环境的发展趋势。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型的结构框图；
[0022]图2是本实用新型的电路原理图；
[0023]图3是本实用新型信号处理电路的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0025]实施例
[0026]如图1、图2所示，本实施例智能型多功能LED台灯，包括单片机以及与单片机连接的信号处理电路、温湿度传感器、时钟电路、LED照明电路、灯光控制电路以及显示屏，所述信号处理电路连接有热释电红外传感器、光敏电阻以及超声波测距电路；所述单片机还连接有电源电路，所述电源电路还与LED照明电路连接。
[0027]如图3所示，本实施例中，所述信号处理器采用BISS0001芯片，BISS0001芯片是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。BISS0001配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。当外界光强较强时，光敏电阻阻值很小，BISS0001检测到低电平，从而封锁14脚，禁止传感器PIR的信号。当外界光强较弱时，光敏电阻阻值很大，BISS0001检测到低电平，开启14脚，这样就省去了单片机的处理过程。传感器PIR检测到人体信号时，产生微弱的信号输出，经RH、R15、R2、C9、C1、Cll组成的信号放大滤波电路；R18、R19、C13和C14组成的延时电路；信号经处理后从2脚输出。
[0028]所述热释电红外传感器为D203B热释电红外传感器，红热释电红外传感器只对波长为10 μ m (人体辐射红外线波长)左右的红外辐射敏感，所以除人体以外的其他物体不会引发探头动作。探头内包含两个互相串联或并联的热释电元，而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，于是输出检测信号。
[0029]所述光敏电阻为5516光敏电阻,米用5516光敏电阻时行光电的转换从而得到外界环境的强度，判断是否需要开灯。
[0030]本实施例中，所述时钟电路采用1302时钟芯片，通过简单的串行接口与单片机进行通信，实时时钟电路提供秒、分、时、日、日期、月、年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整功能。
[0031]所述灯光控制电路包括自动调光电路和手动调光电路；所述自动调光电路为PWM调制电路，所述PWM调制电路通过测量光敏电阻5516两端的电压值，以及台灯的高度来改变单片机的PWM的占空比，实现自动调光功能。手动调光电路的原理也是一样，通过按键来改变单片机的PWM的占空比，实现手动调光。
[0032]所述超声波测距电路包括超声波模块HC-SR04，利用超声波模块检测台灯的高度，从而达到自动调节台灯高度的目的。所述模块性能稳定，测度距离精确，模块高精度，盲区小。所述模块总共有四个接线端子:VCC(电源端)、trig(控制端)、echo (接收端)、GND (接地段)。使用时，首先向trig端发送一个至少1us的高电平脉冲(模块自动向外发送8个40K的方波)，然后等待，捕捉echo端输出上升沿，捕捉到上升沿的同时，打开定时器开始计时，再次等待捕捉echo的下降沿，当捕捉到下降沿，读出计时器的时间，这就是超声波在空气中运行的时间，按照测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2就可以算出超声波到障碍物的距离，该距离即是台灯的高度，从而可以自动调节台灯高度。
[0033]本实施例中的HC-SR04模块，(I)采用1 口 TRIG触发测距，给至少1us的高电平信号；(2)模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；(3)有信号返回，通过1 口 ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2 ;本模块使用方法简单，一个控制口发一个1US以上的高电平，就可以在接收口等待高电平输出。一有输出就可以开定时器计时，当此口变为低电平时就可以读定时器的值，此时就为此次测距的时间，方可算出距离，如此不断的周期测，即可以达到使用者移动测量的值。
[0034]为了得到更好的显示效果，所述显示屏为液晶显示屏，显示部分采用1602IXD，上电时液晶只显示年、月、日、时间、星期、当前台灯的亮度、高度，按下切换键后即可显示当前的温度和湿度。
[0035]所述温湿度传感器为DHTll传感器，DHTll数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHTll传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。
[0036]本实用新型具有的功能是为台灯使用的方便性及节能环保而设置；针对目前普通台灯存在的能耗高、操作使用不便及功能单一三个问题进行系统分析与研究，以单片机89S52为控制核心，用热释电红外传感器D203B检测是否人进入使用台灯的范围，用光敏电阻判断有人在使用台灯范围时是否需要开灯，用超声波检测台灯的高度从而自动调节台灯高度。综合运用传感技术、光检测技术及单片机技术，实现台灯根据使用环境中是否有人员和环境亮度和灯的高度等来自动控制台灯的开关及照明的亮度。当用户使用台灯时间达到预先设定值时会提示用户休息，科学安排用眼时间，保护视力。
[0037]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种智能型多功能LED台灯，其特征在于，包括单片机以及与单片机连接的信号处理电路、温湿度传感器、时钟电路、LED照明电路、灯光控制电路以及显示屏，所述信号处理电路连接有热释电红外传感器、光敏电阻以及超声波测距电路；所述单片机还连接有电源电路，所述电源电路还与LED照明电路连接；所述信号处理电路包括运算放大器、电压比较器、状态控制器、延时时间定时器以及封锁时间定时器；所述运算放大器、电压比较器、状态控制器顺序连接，所述延时时间定时器和封锁时间定时器分别与状态控制器连接。
2.根据权利要求1所述的智能型多功能LED台灯，其特征在于，所述光敏电阻为5516光敏电阻。
3.根据权利要求1所述的智能型多功能LED台灯，其特征在于，所述时钟电路采用1302时钟芯片。
4.根据权利要求1所述的智能型多功能LED台灯，其特征在于，所述灯光控制电路包括自动调光电路和手动调光电路；所述自动调光电路为PWM调制电路。
5.根据权利要求1所述的智能型多功能LED台灯，其特征在于，所述超声波测距电路采用HC-SR04模块，所述HC-SR04模块包括电源端、控制端、接收端以及接地端四个接线端子。
6.根据权利要求1所述的智能型多功能LED台灯，其特征在于，所述显示屏为液晶显示屏。
7.根据权利要求1所述的智能型多功能LED台灯，其特征在于，所述温湿度传感器为DHTll传感器。
8.根据权利要求1所述的智能型多功能LED台灯，其特征在于，所述热释电红外传感器为D203B热释电红外传感器。
9.根据权利要求1所述的智能型多功能LED台灯，其特征在于，所述LED照明电路包括多路独立LED灯。
【文档编号】H05B37/02GK204131805SQ201420634369
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】林奕水, 罗旭, 傅沈文, 余婷婷 申请人:林奕水, 罗旭, 傅沈文, 余婷婷