一种模块式LED台灯的制作方法

本发明涉及一种模块式LED台灯。

背景技术：

现有的台灯，一般采用一体式设计，底座与LED发光模块部分不能分离，若需分离，也需要取下螺丝或破坏外壳才能取出灯板，因此，一旦灯板出现故障，则造成整个发光模组或台灯需要维修或更换，甚至报废；

另外，一般的LED发光模块，虽然具有调光功能，但是无法对各灯珠进行分组控制，灵活性较差。

因此，有必要设计一种模块化的组合式台灯。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种模块式LED台灯，该模块式LED台灯，采用模块化设计，且LED发光模块中的灯板与外壳通过金手指和插槽结构连接，装配和维护方便，灵活性好。

发明的技术解决方案如下：

一种模块式LED台灯，包括底座、支杆和LED发光模块；

LED发光模块包括壳体、灯板和堵头；

LED发光模块的壳体上设有电源插口；电源插口具有至少2个金属材质的端子；

底座上设有底座电源接口，支杆的两端均设有连接插孔；支杆的下端接底座电源接口；支杆的上端接LED发光模块的电源插口；

LED发光模块包括壳体、灯板和堵头；

壳体的一侧封闭，壳体上设有用于插入灯板的壳体插槽，灯板插装在壳体中；堵头设置在壳体另一侧，用于封堵灯板；

灯板上设有多个灯珠；所述的灯珠为LED灯，灯板的侧边处设有便于灯板插入的斜坡以及用于导电的静触点；壳体插槽内设有多个盲孔，盲孔中设有带弹簧的用于连接静触点的弹性触点；

壳体的正面设有窗口；灯板插入到壳体中后，灯板上灯珠的发光能从该窗口向外透射；

电源插口与触点相连，电源插口用于通过触点为灯板供电。

开窗处设有透光玻璃。

底座内设有交流电源接口和AC-DC电源转换模块(包括变压器和桥式整流器，变压器和桥式整流器相连)；交流电源接口用于接市电电源。

灯板的一侧具有插接部，插接部的宽度小于灯板中部的宽度；堵头内设有用于容纳所述插接部的堵头插槽。

堵头具有一个凹陷部；壳体的端部设有与所述凹陷部适配的凸出部，壳体通过该凹陷部和凸出部实现连接。

壳体内设有微处理器、第一A/D转换器和调光驱动电路，在壳体上设有调光旋钮；

调光旋钮与第一电位器连接，第一电位器通过第一A/D转换器与微处理器相连，调光驱动电路受控于微处理器，调光驱动电路的输出端为由多个灯珠连接成的LED灯串供电。

壳体上还设有灯串选通旋钮、第二A/D转换器以及n个电子开关，n≥3；n为整数；灯串选通旋钮与第二电位器连接，第二电位器通过第二A/D转换器与微处理器相连；

灯珠为2^n-1；其中“^”表示乘方；

2^n-1个灯珠分为n组形成n个灯串；第i个灯串由2^(i-1)个灯珠串联而成；i＝1，2，...,n；

调光驱动电路的输出端通过n个电子开关分别与n个灯串对应连接；n个电子开关均受控于微处理器。

所述的电子开关为MOS管或三极管。

微处理器为单片机、DSP或ARM处理器。

微处理器连接有无线通讯模块和显示屏。

无线通讯模块为WiFi模块，蓝牙模块，或3G，4G通讯模块等。底座上设有至少一个用于为外部电子设备(如手机和平板电脑等)充电的USB接口。

底座上设有显示屏，显示屏通过支杆与LED发光模块中的微处理器通信，用于显示状态数据等。

另外，底座上设有温度传感器，湿度传感器等，用于检测室内环境的温湿度。

底座中还设有锂电池以及用于为锂离子电池充电的充电电路。

支杆由一段直管和一段弯管组成；或者支杆采用柔性支杆，调节LED发光模块的高度和角度方便。

调光驱动电路为恒流驱动电路或恒压驱动电路；

特别的，触点的外侧具有斜坡，便于灯板插入，触点优选为弹性触点，这样接触更为可靠。触点为4个，呈一列等间距设置，一列弹性触点的布置方向与灯板的插入方向垂直。

一种组合式台灯的组装及调光方法

组装步骤：

步骤1：组装LED发光模块；

将灯板的斜坡朝前插装在壳体内的壳体插槽中，使得灯板上的静触点与壳体插槽内的弹性触点接触；再将堵头插接在壳体的端部以封住灯板的外端；从而完成LED发光模块的组装；

步骤2：通过支杆连接底座与LED发光模块。

调光以及灯串控制步骤：

有益效果：

本发明的模块式LED台灯，具有以下特点：

(1)采用模块化设计，结构新颖，运输方便；

整个台灯通过分立式的底座、支杆和LED发光模块组合而成，而整个模组包括外壳，堵头和灯板，整个台灯无需螺钉灯部件，组装和拆卸方便，易于更换，易于维护。且堵头与插槽从两端固定灯板，结合紧密而牢靠。

相比一体式的台灯，这种组合式的台灯运输方便，而且，各模块可以分开运输，且由于采用模块式设计，其中一个部件故障后可以随时更换，避免整个台灯报废，因而总体上能节约社会资源，具有显著的经济效益和社会效益。

(2)灯板采用金手指与外壳内的插槽实现电连接，连接简易。

连接时，这种连接方式为弹性触点连接方式；插接方便，连接更为紧密和可靠。

(3)具有调光旋钮和灯串切换旋钮，调光方便，且能分组控制，实现无级调光与分级调光的相结合。

(4)LED灯可以采用多行多列矩阵式布置，也可以采用同心圆式的多圈布置，采用后者时，具有出光均匀的效果。

总之，本发明的模块式LED台灯采用模块化设计，易于实施，易于组装和维护，灵活性好，且调光方便，电路简洁，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为具有LED发光模块的总体结构示意图；

图2为灯板的结构示意图；

图3为堵头的剖视图；

图4为堵头的开口侧端面示意图；

图5为壳体的一侧示意图；

图6为壳体的一侧端面示意图；

图7为电源插口的结构示意图；

图8为灯板的金手指与外壳内的触点的配合示意图；

图9为LED灯的多圈布置方式示意图；

图10为控制电路的电原理框图；

图11为电位器通过AD转换器与控制器连接的原理图；

图12为模块式LED台灯的总体结构示意图；

图13为支杆的结构示意图。

标号说明：1-壳体，2-堵头，3-灯板，4-调光旋钮，5-灯串选通旋钮，6-底座，7-电源插口；8-支杆；

11-凸出部，12-弹性触点，13-壳体插槽，14-弹簧；

21-堵头插槽，22-外壳；

31-灯珠，32-静触点，33-插接部；34-斜坡；61-底座电源接口，62-USB接口；

71-边缘，72-端子。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例1：如图1-13，一种模块式LED台灯，包括底座6)支杆8和LED发光模块；

LED发光模块包括壳体1、灯板3和堵头2；

LED发光模块的壳体上设有电源插口7；电源插口具有至少2个金属材质的端子；

底座上设有底座电源接口61，支杆的两端均设有连接插孔；支杆的下端接底座电源接口；支杆的上端接LED发光模块的电源插口；

LED发光模块包括壳体1、灯板3和堵头2；

壳体的一侧封闭，壳体上设有用于插入灯板的壳体插槽13，灯板插装在壳体中；堵头设置在壳体另一侧，用于封堵灯板；

灯板上设有多个灯珠31；所述的灯珠为LED灯，灯板的侧边处设有便于灯板插入的斜坡34以及用于导电的静触点32；壳体插槽内设有多个盲孔，盲孔中设有带弹簧14的用于连接静触点的弹性触点12；

壳体的正面设有窗口；灯板插入到壳体中后，灯板上灯珠的发光能从该窗口向外透射；

电源插口与触点相连，电源插口用于通过触点为灯板供电。

底座内设有交流电源接口和AC-DC电源转换模块(包括变压器和桥式整流器，变压器和桥式整流器相连)；交流电源接口用于接市电电源。

开窗处设有透光玻璃。

灯板的一侧具有插接部33，插接部的宽度小于灯板中部的宽度；堵头内设有用于容纳所述插接部的堵头插槽21。堵头包括外壳22和堵头插槽21；

堵头具有一个凹陷部；壳体的端部设有与所述凹陷部适配的凸出部11，壳体通过该凹陷部和凸出部实现连接。

壳体内设有微处理器、第一A/D转换器和调光驱动电路，在壳体上设有调光旋钮4；

调光旋钮与第一电位器连接，第一电位器通过第一A/D转换器与微处理器相连，调光驱动电路受控于微处理器，调光驱动电路的输出端为由多个灯珠连接成的LED灯串供电。

壳体上还设有灯串选通旋钮5、第二A/D转换器以及n个电子开关，n≥3；n为整数；灯串选通旋钮与第二电位器连接，第二电位器通过第二A/D转换器与微处理器相连；

灯珠为2^n-1；其中“^”表示乘方；n＝4，则灯珠为15个；

2^n-1个灯珠分为n组形成n个灯串；第i个灯串由2^(i-1)个灯珠串联而成；i＝1，2，...,n；具体为4个灯串，4个灯串分别包括1,2,4,8个灯珠。灯珠优选采用图9所示的同心圆环形设置。

调光驱动电路的输出端通过4个电子开关分别与4个灯串对应连接；4个电子开关均受控于微处理器。

所述的电子开关为MOS管或三极管。

微处理器为单片机、DSP或ARM处理器。

微处理器连接有无线通讯模块和显示屏。无线通讯模块为WiFi模块，蓝牙模块，或3G，4G通讯模块等。

调光驱动电路为恒流驱动电路或恒压驱动电路；

特别的，触点的外侧具有斜坡，便于灯板插入，触点优选为弹性触点，这样接触更为可靠。触点为4个。

旋钮工作原理说明：参见图11，由于电位器与普通电阻R1形成分压支路，旋钮旋转时，电位器改变电阻，从而电位器(RX)上的电压值改变，微处理器通过A/D转换器检测到电位器上的电压(电阻)变化。

调光说明：若调光旋钮旋转，则微处理器对应的驱动调光驱动电路调光，一般上通过PWM脉冲的占空比控制进行调光，为现有成熟技术。

灯串选通(切换)原理说明：

将灯串选通旋钮对应的电位器(第二电位器)输出电压按2^n进行量化，即量化值为0～2^n-1；若为0，则所有的灯串均关闭，若为2^n-1，则所有的灯串均接通，形成2^n级控制；如n＝4，则，若量化值为0110，则表示第2,3个灯串接通，第1,4灯串断开；若量化值为1101，则表示1,3,4个灯串接通，第2灯串断开。

调光以及灯串控制步骤：

步骤a：初始化步骤；

设定LED亮度为最大亮度的50％，设置2^(n-1)灯点亮；微处理器安装初始设定值驱动LED灯；

步骤b：判断步骤；

微处理器检测到亮度调节旋钮或灯串选通旋钮对应的电压变化值超过预设值(如0.2V)，或定时T时间后；进入步骤c；T为2-10秒中的任一值；

步骤c：实时控制步骤

微处理器通过亮度调节旋钮的实际位置控制灯珠的发光亮度，且微处理器通过灯串选通旋钮的实际位置控制点亮的灯珠数；即微处理器按照亮度调节旋钮和灯串选通旋钮的实际位置控制LED灯；

若无初始化步骤，则接通电源时，可能无任一个LED灯点亮，使得使用者以为LED灯存在故障。

LED发光模块的组装过程：

将灯板的斜坡朝前插装在壳体内的壳体插槽中，使得灯板上的静触点与壳体插槽内的弹性触点接触；再将堵头插接在壳体的端部以封住灯板的外端；从而完成LED发光模块的组装。