用于柜子的背景灯控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及灯光控制技术领域，具体是用于柜子的背景灯控制电路。


背景技术：

2.目前市面上已有柜子的背景灯没有智能开启控制功能，只能依靠用户手动操作背景灯所在的控制开关，并且背景灯的亮度是固定不变的，无法根据周边环境进行亮度调节，在白天光线比较充足的情况下，容易造成能源浪费现象。


技术实现要素：

3.本实用新型提供用于柜子的背景灯控制电路，以解决现有技术中存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
4.本实用新型提供用于柜子的背景灯控制电路，所述电路包括人体红外感应模块、环境光检测模块、单片机控制模块、背景灯驱动模块和以太网通信模块，所述背景灯驱动模块内部设置有一个电源输出接口，背景灯与所述电源输出接口进行电连接；
5.所述人体红外感应模块与所述单片机控制模块连接，用于根据人体靠近状态生成第一电信号并发送至所述单片机控制模块；
6.所述以太网通信模块与所述单片机控制模块连接，用于接收用户终端设备所反馈的灯光开启指令并发送至所述单片机控制模块；
7.所述环境光检测模块与所述单片机控制模块连接，用于根据周围光照强度生成电压信号并发送至所述单片机控制模块；
8.所述单片机控制模块用于根据所述第一电信号或者所述灯光开启指令生成第一pwm信号，再根据所述电压信号对所述第一pwm信号的占空比进行调节得到第二pwm信号；
9.所述背景灯驱动模块与所述单片机控制模块连接，用于根据所述单片机控制模块传输的所述第二pwm信号对所述背景灯进行亮度调整。
10.进一步地，所述电路还包括电源模块，所述电源模块包括第一转换器和第二转换器；
11.所述第一转换器的输入端连接220v交流市电，所述第一转换器的输出端与所述电源输出接口的正极连接，所述第一转换器用于将220v交流市电转换为24v电源输出供电；
12.所述第二转换器的输入端与所述第一转换器的输出端连接，所述第二转换器的输出端与所述人体红外感应模块的供电端连接，所述第二转换器的输出端与所述环境光检测模块的供电端连接，所述第二转换器的输出端与所述单片机控制模块的供电端连接，所述第二转换器的输出端与所述背景灯驱动模块的供电端连接，所述第二转换器的输出端与所述以太网通信模块连接的供电端连接，所述第二转换器用于将24v电源转换为3.3v电源输出供电。
13.进一步地，所述人体红外感应模块包括红外传感器、第一偏置电阻、第二偏置电阻和第一滤波电容；
14.所述红外传感器的电源引脚与所述第二转换器的输出端连接，所述红外传感器的输入引脚通过所述第一偏置电阻接地，所述红外传感器的输出引脚与所述单片机控制模块的第一输入端连接，所述红外传感器的接地引脚直接接地，所述第二偏置电阻连接在所述红外传感器的输入引脚和电源引脚之间，所述红外传感器的电源引脚通过所述第一滤波电容接地。
15.进一步地，所述环境光检测模块包括光敏二极管、上拉电阻和第二滤波电容；
16.所述光敏二极管的正极直接接地，所述光敏二极管的负极通过所述上拉电阻与所述第二转换器的输出端连接，所述光敏二极管的负极与所述单片机控制模块的第二输入端连接，所述光敏二极管的负极通过所述第二滤波电容接地。
17.进一步地，所述背景灯驱动模块包括三极管、场效应管、第一限流电阻、第二限流电阻、第三偏置电阻、第四偏置电阻和第三滤波电容；
18.所述三极管的发射极与所述第二转换器的输出端连接，所述三极管的基极通过所述第一限流电阻与所述单片机控制模块的输出端连接，所述第三偏置电阻连接在所述三极管的发射极和基极之间；
19.所述场效应管的栅极通过所述第二限流电阻与所述三极管的集电极连接，所述场效应管的漏极与所述电源输出接口的负极连接，所述场效应管的源极直接接地，所述第四偏置电阻连接在所述场效应管的栅极和源极之间，所述第三滤波电容连接在所述电源输出接口的正极和负极之间。
20.本实用新型至少具有以下有益效果：通过人体红外感应模块、环境光检测模块、单片机控制模块和背景灯驱动模块之间的相互配合，可以实现对安装在柜子上的背景灯进行智能化感应开启，同时实现对该背景灯的实时调光功能。通过设置以太网通信模块可以实现用户对安装在柜子上的背景灯进行自主远程操控。本实用新型所提出的背景灯控制电路具有良好的实用性，且生产成本低。
附图说明
21.附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。
22.图1是本实用新型实施例中的用于柜子的背景灯控制电路的结构组成示意图；
23.图2是本实用新型实施例中的人体红外感应模块的电路结构示意图；
24.图3是本实用新型实施例中的背景灯驱动模块的电路结构示意图；
25.图4是本实用新型实施例中的单片机控制模块的电路结构示意图；
26.图5是本实用新型实施例中的环境光检测模块的电路结构示意图；
27.图6是本实用新型实施例中的封装体的结构示意图；
28.图7是本实用新型实施例中的柜子的示意图。
具体实施方式
29.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本
实用新型，并不用于限定本实用新型。
30.需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
31.请参考图1至图7，本实用新型实施例提供了用于柜子的背景灯控制电路，所述电路包括人体红外感应模块、环境光检测模块、单片机控制模块、背景灯驱动模块和以太网通信模块；其中，所述人体红外感应模块与所述单片机控制模块连接，所述以太网通信模块与所述单片机控制模块连接，所述环境光检测模块与所述单片机控制模块连接，所述单片机控制模块与所述背景灯驱动模块连接。
32.在实施过程中，所述背景灯驱动模块内部设置有一个电源输出接口cn1，安装在柜子上的背景灯与所述电源输出接口cn1进行电连接，所述人体红外感应模块用于根据人体靠近状态生成第一电信号并发送至所述单片机控制模块，其中的所述第一电信号为高电平信号，所述以太网通信模块用于接收用户终端设备反馈的灯光开启指令并发送至所述单片机控制模块，所述环境光检测模块用于根据周围光照强度生成电压信号并发送至所述单片机控制模块；所述单片机控制模块用于根据所述第一电信号或者所述灯光开启指令生成第一pwm(pulse width modulation，脉冲宽度调制)信号，再根据所述电压信号对所述第一pwm信号的占空比进行调节得到第二pwm信号；所述背景灯驱动模块用于根据所述单片机控制模块传输的所述第二pwm信号对所述背景灯进行亮度调整。
33.需要说明的是，当所述单片机控制模块生成所述第一pwm信号之后会优先将其发送至所述背景灯驱动模块，此时所述第一pwm信号的占空比是所述单片机控制模块预先确定的，所述第一pwm信号的作用是使得所述背景灯驱动模块可以控制所述背景灯开始发光。
34.此外，所述电路还包括电源模块，所述电源模块包括第一转换器和第二转换器，所述第一转换器采用ac/dc(ac的全称为alternating current，译为交流电；dc的全称为direct current，译为直流电)转换器，所述第二转换器采用dc/dc转换器；其中，所述第一转换器的输入端连接220v交流市电，所述第一转换器的输出端与所述电源输出接口cn1的正极连接，所述第一转换器用于将220v交流市电转换为24v电源输出供电；所述第二转换器的输入端与所述第一转换器的输出端连接，所述第二转换器的输出端与所述人体红外感应模块的供电端连接，所述第二转换器的输出端与所述环境光检测模块的供电端连接，所述第二转换器的输出端与所述单片机控制模块的供电端连接，所述第二转换器的输出端与所述背景灯驱动模块的供电端连接，所述第二转换器的输出端与所述以太网通信模块连接的供电端连接，所述第二转换器用于将24v电源转换为3.3v电源输出供电。
35.具体的，参见图2的人体红外感应模块的电路结构示意图，所述人体红外感应模块包括红外传感器ir1、第一偏置电阻r1、第二偏置电阻r2和第一滤波电容c1；其中，所述人体红外感应模块设置有第一电源节点+3.3v和第一输出节点sen_out，所述红外传感器ir1的电源引脚vdd通过所述第一电源节点+3.3v与所述第二转换器的输出端连接，所述红外传感器ir1的输入引脚ontime通过所述第一偏置电阻r1接地，所述红外传感器ir1的输出引脚rel通过所述第一输出节点sen_out与所述单片机控制模块的第一输入端连接，所述红外传感器ir1的接地引脚vss直接接地，所述第二偏置电阻r2连接在所述红外传感器ir1的输入
引脚ontime和电源引脚vdd之间，所述红外传感器ir1的电源引脚vdd通过所述第一滤波电容c1接地。
36.在实施过程中，所述红外传感器ir1采用型号为bm412的红外传感器，其感应头朝向柜子的前方，当用户进入所述红外传感器ir1所规划出来的人体红外感应区域内时，所述红外传感器ir1将从其输出引脚rel输出所述第一电信号并利用所述第一输出节点sen_out反馈给所述单片机控制模块，其中所述人体红外感应区域以所述红外传感器ir1所在位置为中心且其探测半径为4米。
37.此外，在所述第二偏置电阻r2的阻值确定的情况下，通过调整所述第一偏置电阻r1的阻值可以在所述红外传感器ir1的输入引脚ontime加入一个直流电平，此时所述红外传感器ir1根据所述直流电平设置一个延迟时间，在用户离开所述人体红外感应区域之后，所述红外传感器ir1可在所述延迟时间内继续从其输出引脚rel输出所述第一电信号，以达到延时关闭所述背景灯的目的。
38.具体的，参见图3的背景灯驱动模块的电路结构示意图，所述背景灯驱动模块包括三极管q1、场效应管q2、第一限流电阻r3、第二限流电阻r4、第三偏置电阻r5、第四偏置电阻r6和第三滤波电容c3；其中，所述背景灯驱动模块设置有第一电源节点+3.3v、第二电源节点+24v和输入节点pwm，所述三极管q1的发射极通过所述第一电源节点+3.3v与所述第二转换器的输出端连接，所述三极管q1的基极依次通过所述第一限流电阻r3和所述输入节点pwm与所述单片机控制模块的输出端连接，所述第三偏置电阻r5连接在所述三极管q1的发射极和基极之间；所述场效应管q2的栅极通过所述第二限流电阻r4与所述三极管q1的集电极连接，所述场效应管q2的漏极与所述电源输出接口cn1的负极连接，所述场效应管q2的源极直接接地，所述第四偏置电阻r6连接在所述场效应管q2的栅极和源极之间,所述电源输出接口cn1的正极通过所述第二电源节点+24v与所述第一转换器的输出端连接，所述第三滤波电容c3连接在所述电源输出接口cn1的正极和负极之间。
39.在实施过程中，以所述输入节点pwm接收到占空比不为100％的所述第一pwm信号为例进行说明如下：利用所述第一pwm信号内部所包含的低电平信号触发所述三极管q1导通，此时在所述第一电源节点+3.3v所提供的3.3v电压信号作用下使得所述场效应管q2导通，所述电源输出接口cn1的负极处于接地状态，即所述电源输出接口cn1形成供电回路，使得与所述电源输出接口cn1进行电连接的所述背景灯发光。
40.具体的，参见图5的环境光检测模块的电路结构示意图，所述环境光检测模块包括光敏二极管rg1、上拉电阻r7和第二滤波电容c2；其中，所述环境光检测模块设置有第一电源节点+3.3v和第二输出节点light_out，所述光敏二极管rg1的正极直接接地，所述光敏二极管rg1的负极依次通过所述上拉电阻r7和所述第一电源节点+3.3v与所述第二转换器的输出端连接，所述光敏二极管rg1的负极通过所述第二输出节点light_out与所述单片机控制模块的第二输入端连接，所述光敏二极管rg1的负极通过所述第二滤波电容c2接地。
41.在实施过程中，所述光敏二极管rg1相当于一个可变电阻器，且该可变电阻器的阻值与光照强度成反比例关系，在所述第一电源节点+3.3v所提供的3.3v电压信号作用下，根据电阻串联分压原理，当所述光敏二极管rg1接收到的光照强度最大时，所述第二输出节点light_out所输出的所述光敏二极管rg1两端的电压值为v1，当所述光敏二极管rg1接收到的光照强度最小时，所述第二输出节点light_out所输出的所述光敏二极管rg1两端的电压
值为v2，也就是说，所述单片机控制模块的第二输入端可接收到的电压范围为[v1,v2]，其中v1＞0，v2＜3.3v。
[0042]
在此基础上，所述单片机控制模块将所述电压范围[v1,v2]依次等分为10个电压区间，再为其中的每一个电压区间对应分配一个占空比，以电压值v1为起始点的第一个电压区间所对应的占空比为100％，以电压值v2为终点的最后一个电压区间所对应的占空比为10％，并且相邻两个电压区间所对应的两个占空比的差值为10％。
[0043]
在实施过程中，当所述单片机控制模块的第二输入端接收到所述第二输出节点light_out所反馈的电压信号时，所述单片机控制模块将从所述10个电压区间中筛选出包含有该电压信号的幅值的一个电压区间，此时所述第二pwm信号的占空比即为该电压区间所对应的占空比。
[0044]
具体的，参见图4示出的所述单片机控制模块的电路结构示意图，所述单片机控制模块包括型号为stm32f103rct6的单片机芯片u1，所述单片机芯片u1至少提供有电源接口+3.3v、采样接口ad1、第一i/o接口io1、第二i/o接口pwm1和spi通信接口spi1(所述单片机芯片u1所提供的其他应用接口在图4中并未标注出来)，其中所述采样接口ad1指代所述单片机控制模块的第二输入端，所述第一i/o接口io1指代所述单片机控制模块的第一输入端，所述第二i/o接口pwm1指代所述单片机控制模块的输出端，所述电源接口+3.3v与所述第二转换器的输出端连接。
[0045]
具体的，所述以太网通信模块包括型号为w5500的以太网控制芯片以及与其连接的以太网接口，所述以太网控制芯片通过其自带的spi通信接口与所述单片机芯片u1的spi通信接口spi1进行连接，所述以太网接口与室内的路由器连接，使得装载有特定的智能网联应用app的用户终端设备在连接到所述路由器时，通过用户在所述智能网联应用app的操作界面上触发相关按键生成灯光开启指令，此时所述单片机控制模块即可接收到所述灯光开启指令，且在识别到其第一输入端并未接收到所述第一电信号时，可生成所述第一pwm信号以进而控制所述背景灯在无人靠近时开始发光，从而实现对所述背景灯的远程控制功能。
[0046]
根据所述人体红外感应模块中的红外传感器ir1和所述环境光检测模块中的光敏二极管rg1的应用需求，本实用新型实施例提供有一个封装体，如图6所示，所述封装体包括外壳100、电路板200和菲涅尔透镜300，所述外壳100和所述电路板200通过螺钉锁紧连接，所述人体红外感应模块和所述环境光检测模块均集成在所述电路板200上，所述外壳100上设置有第一通孔110和第二通孔120，焊接在所述电路板200上的所述光敏二极管rg1通过所述第一通孔110伸出，而焊接在所述电路板200上的所述红外传感器ir1的感应头通过所述第二通孔120伸出，所述菲涅尔透镜300套设在所述红外传感器ir1的感应头上以有效聚集其探测范围内的红外线。
[0047]
根据图7所示出的柜子的示意图可知，所述封装体安装在所述柜子的底部，且在所述柜子的顶部和底部安装有三个背景灯，在实际使用过程中，所述三个背景灯之间通过依次串联之后再与所述电源输出接口cn1进行电连接以达到所述三个背景灯同时开启的目的。
[0048]
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同
变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本实用新型权利要求所限定的范围内。