一種新型led教室燈的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種教學設備，特別設及一種新型L邸教室燈，屬于電子技術領域。
【背景技術】
[0002] 目前，隨著多媒體教學的推廣，教室中的電設備增多，但在功能上相互干擾的情況 時有發(fā)生。比如光線，投影儀在屏幕上投射影像會因為教室光線的影像而顯示不清楚。很多 教室通過關燈和拉窗簾的方式解決運個問題，但運樣黑板又看不清楚，教室里的照明條件 難W通過人為調節(jié)達到要求。市場上采用白識燈、面素燈、巧光燈為光源的照明燈也無法自 動調節(jié)教室光照強度，并且普遍存在著低效率、高能耗等缺點，包括壽命已結束的含隸燈， 一旦處理不當，將會對環(huán)境造成嚴重危害。如何克服上述缺點，提供一種新型Lm)教室燈可 W實現(xiàn)自動調光的功能，將黑板和幕布光線穩(wěn)定在合適的光照值內，讓黑板和幕布同時看 清，已成為目前亟待解決的技術問題。

【發(fā)明內容】

[0003] 針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種新型L抓教室燈，根據(jù)GY30感光模塊接受 環(huán)境光強信號處理生成的當前光強數(shù)值，傳給單片機進行控制和響應。該系統(tǒng)具有自動調 光、照明效果穩(wěn)定等優(yōu)點，可W使光照隨時保持在最合適的狀態(tài)。本發(fā)明主要用于優(yōu)化教學 環(huán)境。其具體技術方案如下： 一種新型L抓教室燈，由電源輸入端，變壓器，L298N電壓轉換模塊，12W L邸燈，LC的夜晶 顯示器，單片機控制系統(tǒng)，GY30感光模塊和鍵盤組成;所述變壓器接上電源輸入端，變壓器 將220V交流電轉換為12V直流電，再經(jīng)L298N電壓轉換模塊轉化得到5V直流電，給L邸燈和單 片機控制系統(tǒng)供電。
[0004] 進一步的，所述的GY30感光模塊內部自帶A/D轉換功能，包括光線強度采集模塊和 A/D轉換模塊，通過光敏電阻感受光強的模擬信號，經(jīng)過內部光線強度采集電路轉換直接生 成光強的數(shù)值信息，通過串行通信方式將數(shù)字量信息傳遞給單片機;所述光線強度采集電 路包括前級放大電路、減法器電路和后級放大電路，采集到的光線強度信號可W通過計算 電流得出；其中前級放大電路包括放大器U1A、電容(：1^2、〔3^及定值電阻1?1、1?、1?4、1?5和 光敏電阻R2;減法器電路包括放大器U1B、電容C4W及定值電阻36、1?7、1?8、1?10和滑動變阻器 R9;后級放大電路包括放大器U2A、電容巧和定值電阻311、1?12、1?13;最后，采集到的光強信 號由放大器U2A的輸出端1腳輸出；通過計算光線強度采集電路的輸出電流，電流大小將通 過GY30感光模塊內部的A/D轉換，生成當前環(huán)境光強的數(shù)值量，并將光強數(shù)值W電信號的形 式傳送至單片機控制系統(tǒng)，其中，計算公式為：
其中，為前級放大倍數(shù)，:?為輸入電壓，:巧為前級放大電路的輸出電壓，XT:為減 法器電路的輸出電壓，T-Ty為減法器的偏置電壓，^3為后級放大倍數(shù)，TJ誠為輸出電壓，曰， b為光敏傳感器的固定參數(shù)，X為光線強度，為輸出電流，Lb為系統(tǒng)設置光強，Gd為初始 L抓燈的驅動電流強度，G為實際L抓燈的驅動電流強度，a為系統(tǒng)模擬常數(shù)(a(L-L。）< 0)， k是溫度系數(shù)，T為L邸燈的溫度，t是L邸燈在調光之前所工作的時間。
[0005] 進一步的，在實現(xiàn)調光功能時使用PWM調光。
[0006] 進一步的，所述的L298N電壓轉換模塊，LC的夜晶顯示器，單片機控制系統(tǒng)和GY30感 光模塊集中安裝在一個定制的小盒子中，方便地安裝在所需調光的位置上。
[0007] 進一步的，所述的變壓器固定在L298N電壓轉換模塊的表面。
[000引進一步的，所述的12W L邸燈與L298N電壓轉換模塊之間用電線連接。
[0009] 進一步的，所述的鍵盤固定在單片機控制系統(tǒng)的表面。
[0010] 進一步的，所述的單片機控制系統(tǒng)選擇WSTC89C52系列單片機為核屯、搭建控制系 統(tǒng)。
[0011] 進一步的，所述的LO)液晶顯示器是LCD12864帶背光液晶顯示器。
[001^ 進一步的，所述的12W LED燈作為照明輸出方式，功率較大。
[0013] 本發(fā)明設計的一種新型Lm)教室燈具有自動調光、照明效果穩(wěn)定等優(yōu)點，可W使光 照隨時保持在最合適的狀態(tài)，不僅可W用于教室內燈光的調節(jié)，而且可W用于日常生活中， 家庭中有很多時候都需要使用穩(wěn)定而節(jié)能的照明設備，本款設計就是比較好的選擇。在生 產中遇到需要動態(tài)光照的情況時，為了避免人工調節(jié)光照強度的不便，也可W使用本設計。 因此，本發(fā)明的應用范圍是比較廣的。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發(fā)明的新型L邸教室燈系統(tǒng)結構圖； 圖2是該新型L邸教室燈系統(tǒng)流程圖； 圖3是視覺評價指標與驅動器之間的關系示意圖； 圖4是光線強度采集電路。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0016] 本發(fā)明的新型LED教室燈，如圖1所示，它包括電源輸入端1，變壓器2 ,L298N電壓轉 換模塊3，12W L抓燈4，LC的夜晶顯示器5，單片機控制系統(tǒng)6，GY30感光模塊7和鍵盤8。首先將 變壓器2接上電源輸入端1，變壓器2將220V交流電轉換為12V直流電，再經(jīng)L298N電壓轉換模 塊轉化得到5V直流電，此時即可給L邸燈和單片機控制系統(tǒng)。
[0017] 所述L298N電壓轉換模塊3、LCD液晶顯示器5、單片機控制系統(tǒng)6和GY30感光模塊7 集中安裝在一個定制的小盒子中，外觀簡約緊湊，可W方便地安裝在所需調光的位置上。
[0018] 所述電源輸入端1與220V交流電相連。
[0019] 所述變壓器2固定在L298N電壓轉換模塊3的表面。
[0020] 所述12W L邸燈4與L298N電壓轉換模塊3之間用電線連接。
[0021] 所述鍵盤8固定在單片機控制系統(tǒng)6的表面。
[0022] 所述的單片機控制系統(tǒng)6是選擇WSTC89C52系列單片機為核屯、搭建控制系統(tǒng)，具 備基礎運算、比較和輸入輸出功能的最小單片機系統(tǒng)，完成全部的控制、處理任務。
[0023] 所述的LCD液晶顯示器5是LCD12864帶背光液晶顯示器，具有4位/8位并行、2線 或3線串行多種接口方式，可顯示16X16點陣漢字，也可完成圖形顯示，低電壓、低功耗。
[0024] 所述的GY30感光模塊內部自帶A/D轉換功能，包括光線強度采集模塊和A/D轉換模 塊，通過光敏電阻感受光強的模擬信號，經(jīng)過內部光線強度采集電路轉換直接生成光強的 數(shù)值信息，通過串行通信方式將數(shù)字量信息傳遞給單片機。
[0025] 所述的L298N電壓轉換模塊3-方面可W放大電流，將單片機的控制信號轉化為可 W驅動L邸的大功率電信號，另一方面是將工頻交流電轉化為低壓直流電； 所述的12W L邸燈作為照明輸出方式，功率較大。
[0026] 如圖2所示，整個系統(tǒng)供電后開始工作，單片機控制系統(tǒng)先初始化加載特定參數(shù)并 對LCD液晶顯示器5與GY30感光模塊7進行初始化。LCD液晶顯示器5顯示信息"WELCOME r系 統(tǒng)待命。此時使用者可通過鍵盤8的五個按鍵中的MODE鍵選擇所需工作模式，模式1呼吸燈、 模式2手動調光、模式3自動調光。在手動調光時，通過UP鍵與DOWN鍵可改變選擇光強的等 級，按下OK鍵確認，單片機開始執(zhí)行，輸出控制信號給功放電路W驅動LED燈。在自動調光 時，所述的GY30感光模塊完成初始化，并檢測出當前光照強度，經(jīng)過內部的A/D轉換，生成當 前環(huán)境光強的數(shù)值量，并將光強數(shù)值W電信號的形式傳送至單片機控制系統(tǒng)，單片機控制 系統(tǒng)對信號進行處理后一方面?zhèn)髦罫CD液晶顯示器，由LCD液晶顯示器顯示光強數(shù)值；另一 方面，單片機控制系統(tǒng)將處理后生成的控制信號發(fā)送給驅動板進行功率放大，變?yōu)?2V的 L邸燈驅動信號，最后輸出到L邸燈，驅動L邸照明和亮度變化。
[0027] 在實現(xiàn)調光功能時，所使用的主要技術是PWM調光。因為Lm)燈在交流狀態(tài)下工作 會損壞，更適合直流恒壓工作，在調節(jié)亮度時，實際上是在向燈頻繁的發(fā)送周期性、等電壓 的點亮信號，使Lm)燈點亮極短時間，通過高頻地點亮，借助人的視覺暫留效應，反映到肉眼 中即為特定亮度的穩(wěn)定照明。通過改變每周期內，點亮信號的個數(shù)，即占空比，來改變頻閃 燈所發(fā)出的光強度。
[00%]在燈工作時，隨時可W通過長按MODE鍵來切換成其他的模式，也可W通過按RESET 鍵焰滅L邸燈，讓其重新待命。在斷開電源后，系統(tǒng)徹底停止工作。
[00巧]在選擇時（用按鍵改變模式和亮度級別），LCD顯示MO