CN202813006U - Led智能台灯的控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种LED智能台灯的控制装置，基于C51单片机和PWM调光，以STC89C2051作为主控芯片，设置了手动控制和自动控制；在手动控制时，分为三档，输出不同的PWM占空比实现了对光度的手动调节；在自动控制时，首先通过热释电红外传感器对周围环境热源的变化来控制LED台灯的亮与灭。在灯点亮时通过ADC0808模拟-数字转换芯片不断检验光敏电阻的电压来间接测量感应光度，将电压和预设的阈值进行对比，调整PWM的占空比实现了对光度的自动调节本实用新型电路简单，很大程度上节省电能，延长LED灯寿命，适宜阅读。
Description
技术领域
本实用新型主要涉及台灯领域，尤其涉及一种LED智能台灯的控制装置。
背景技术
LED台灯就是以LED（Light Emitting Diode）即发光二极管，为光源的台灯，LED是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。
LED照明是固态照明，作为继白炽灯、荧光灯后的第三代照明技术，具有节能、环保、安全可靠的特点，固态光源是被业界看好的未来十年替换传统照明器具极具潜力的新型光源，代表照明技术的未来。LED台灯是典型的绿色照明光源产品，作为国家绿色照明推广使用的产品，具有广阔的应用前景。
在实际的应用中，发现LED灯在周边亮度大时依然以同一功率发光，存在电能浪费。其次因为LED的发热量和电流存在正相关的关系，发热影响了LED的寿命，所以在不必要的亮度下也减少了LED的寿命。然而，当LED在周边亮度小时，LED灯不能提供足够和恰当的光度，这样又影响了阅读，造成视觉疲劳。
实用新型内容
本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种具有节能和自动调光功能的LED智能台灯的控制装置。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
LED智能台灯的控制装置，包括有LED阵列电路，其特征在于：还包括有单片机控制系统、热释电红外传感器、光敏电阻、手动控制模块，所述的单片机控制系统的控制核心为单片机，所述的热释电红外传感器的信号输出端通过仪表放大器接入单片机，所述的光敏电阻通过AD转换器接入单片机，所述的手动控制模块包括有多个并联的开关，各个开关的一端共地，另一端分别接入单片机的各控制端口，单片机内输入有PWM调光程序，单片机的PWM输出端口外接LED阵列电路。
所述的LED阵列电路采用5并8串的直插式正白光草帽式LED的电路组合。
所述的单片机控制系统采用AT89C2051单片机。
所述的仪表放大器为四运放（LP2902M）的仪表放大器。
所述的AD转换器的芯片为ADC0808模拟-数字转换芯片。
所述的手动控制模块包括有四个并联的按键开关。
本实用新型的原理是：
本实用新型包括有手动控制和自动控制两种模式，手动控制时自动控制功能不能使用，手动控制分为不同的档位，来调节台灯的亮度；自动控制包括有热释电红外传感器和光敏电阻，热释电红外传感器感受人体红外线信号，信号经仪表放大器放大、比较后输入至单片机，判断台灯旁是否有人，有人则开，无人则关；光敏电阻感受台灯旁的光亮度，光敏电阻的电压信号经AD转换器转换为数字信号输入至单片机，根据单片机内的PWM调光程序及手动与自动切换程序，在不改变PWM方波周期的前提下，通过软件的方法调整单片机的PWM控制寄存器来调整PWM的占空比，从而控制给LED阵列电路的供电电流。
本实用新型的优点是：
（1）环保：无污染、紫外线、红外线和热辐射； （2）低能耗设计：150小时耗电才一度，台灯在提供足够照明的情况下，功率越小越好，采用半导体技术制作的光源具有极高的光电转化效率，让电能能最大限度的变成光亮；
（3）长寿命光源：10年不用换灯泡，是普通灯泡的100倍； （4）发光源不含钨、汞等有毒重金属：半导体发光源没有白炽灯里的钨丝也没有荧光灯、节能灯里面的汞；
（5）安全：12V低压直流供电；无容易破碎的玻璃部件，保证使用者的安全； （6）无频闪，不炫目，无紫外线半导体光源采用直流供电，没有交流供电产生的频闪，高级导光板将光线柔化处理，直视不炫目，半导体光源光谱可控，完全杜绝伴随产生的紫外线，长时间使用眼不痛； （7） 偏高色温，清凉光感。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图。
图2为本实用新型的电路示意图。
图3为本实用新型的手动控制模块的示意图。
图4为本实用新型的流程图。
具体实施方式
如图1-4所示，LED智能台灯的控制装置，包括有LED阵列电路1、单片机控制系统2、热释电红外传感器3、光敏电阻4、手动控制模块5，单片机控制系统2的控制核心为单片机，热释电红外传感器3的信号输出端通过仪表放大器6接入单片机，光敏电阻4通过AD转换器7接入单片机，手动控制模块5包括有多个并联的开关，各个开关的一端共地，另一端分别接入单片机的各控制端口，单片机内输入有PWM调光程序及手动与自动切换程序，单片机的PWM输出端口8外接LED阵列电路1。
LED阵列电路1采用5并8串的直插式正白光草帽式LED的电路组合。
单片机控制系统2采用AT89C2051单片机。
仪表放大器6为四运放（LP2902M）的仪表放大器。
AD转换器7的芯片为ADC0808模拟-数字转换芯片。
手动控制模块5包括有四个并联的按键开关。
本实用新型以STC89C2051为控制核心，通过光敏电阻感应光度，并利用PWM调光技术对LED进行光度的自动调节，并且加上红外线传感器作为自动控制，实现无人时灯具自动关闭，有人时灯具自动照亮，人走后灯具自动熄灭，可以真正做到照明的节能省电，同时设置手动控制。
热释电红外传感器是用具有热电性能材料做成的热探测器，可能是产业界用得比较多的红外传感器之一。红外传感器输出的信号很小，必须加以放大才能使用，因此须将红外传感器的微弱信号通过一个四运放（LP2902M）的仪表放大器放大和比较， 检出有效的触发信号，送给单片机进行处理。
光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换。因此，不断采集光敏电阻对地的电压便可以获知台灯周边光强的变化。再进过AD转换器件AD0808将其转换成数字信号，送给单片机，以便于单片机更好的处理。
通过按键进行自动控制与手动控制之间的切换，当处于手动控制时，停止自动控制系统的工作。手动控制分为三档，输出不同的PWM占空比对LED的电流进行控制，从而实现了对光度的手动调节。
LED的亮度受电流控制，通过控制电流调节LED灯的亮度。PWM调光就是利用单片机具有的PWM端口，在不改变PWM方波周期的前提下，通过软件的方法调整单片机的PWM控制寄存器来调整PWM的占空比，从而控制供电电流。本实用新型所要求的单片机必须具有ADC端口和PWM端口这两个必须条件，另外ADC的位数尽量高，单片机的工作速度尽量快。在调整充电电流前，单片机先快速读取充电电流的大小，然后把设定的充电电流与实际读取到的充电电流进行比较，若实际电流偏小则向增加充电电流的方向调整PWM的占空比；若实际电流偏大则向减小充电电流的方向调整PWM的占空比，从而实现LED的调光。
Claims (6)
1.一种LED智能台灯的控制装置，包括有LED阵列电路，其特征在于：还包括有单片机控制系统、热释电红外传感器、光敏电阻、手动控制模块，所述的单片机控制系统的控制核心为单片机，所述的热释电红外传感器的信号输出端通过仪表放大器接入单片机，所述的光敏电阻通过AD转换器接入单片机，所述的手动控制模块包括有多个并联的开关，各个开关的一端共地，另一端分别接入单片机的各控制端口，单片机内输入有PWM调光程序及手动与自动切换程序，单片机的PWM输出端口外接LED阵列电路。
2.根据权利要求1所述的LED智能台灯的控制装置，其特征在于：所述的LED阵列电路采用5并8串的直插式正白光草帽式LED的电路组合。
3.根据权利要求1所述的LED智能台灯的控制装置，其特征在于：所述的单片机控制系统采用AT89C2051单片机。
4.根据权利要求1所述的LED智能台灯的控制装置，其特征在于：所述的仪表放大器为四运放LP2902M的仪表放大器。
5.根据权利要求1所述的LED智能台灯的控制装置，其特征在于：所述的AD转换器的芯片为ADC0808模拟-数字转换芯片。
6.根据权利要求1所述的LED智能台灯的控制装置，其特征在于：所述的手动控制模块包括有四个并联的按键开关。
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