專利名稱：一種新型智能節(jié)能led臺燈控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種LED臺燈部件,具體涉及一種智能節(jié)能LED臺燈控制器。
背景技術(shù)：
隨著科技的進步和發(fā)展，政府和社會越來越注重環(huán)境保護的問題，對能耗的控制提出了越來越高的要求。LED作為一種綠色環(huán)保且發(fā)光效率極高的材料被廣泛應用于日常照明中。然而，目前市售的LED臺燈控制器，大多都由電源開關(guān)、亮度調(diào)節(jié)旋鈕和LED驅(qū)動器組成，只具有簡單的LED臺燈開啟與關(guān)閉，手動亮度調(diào)節(jié)以及LED驅(qū)動恒流恒壓控制功能，功能單一，能耗控制不精確，無法實現(xiàn)智能節(jié)能，人機交互性能差。

實用新型內(nèi)容針對目前LED臺燈的缺點和不足，本實用新型所要解決的技術(shù)問題就是提供一種個性化使用LED臺燈、能精確控制LED臺燈耗能的新型智能節(jié)能LED臺燈控制器。本實用新型所要解決的技術(shù)問題是通過這樣的技術(shù)方案實現(xiàn)的，它包括超聲波測距傳感器電路、環(huán)境光線傳感器電路、用戶設(shè)置按鍵電路和運算處理器，超聲波測距傳感器電路將用戶到臺燈的距離轉(zhuǎn)換為一個脈沖信號，環(huán)境光線傳感器電路將環(huán)境光強轉(zhuǎn)換為電壓信號，用戶設(shè)置按鍵電路將用戶的按鍵數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號，運算處理器接受用戶設(shè)置按鍵電路的數(shù)據(jù)，實時采集超聲波測距傳感器電路和環(huán)境光線傳感器電路的數(shù)據(jù)，并進行運算處理，控制LED驅(qū)動電路和輸出數(shù)據(jù)到液晶顯示器。由于采用了上述技術(shù)方案，一方面通過超聲波測距傳感器電路，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶離開時自動及時的關(guān)閉LED臺燈，避免因用戶疏忽而造成的電能浪費；另一方面通過環(huán)境光線傳感器電路，能夠根據(jù)環(huán)境光線強度自動調(diào)節(jié)LED臺燈的亮度，保持用戶視野內(nèi)的亮度恒定，從而減少白天LED臺燈的能耗,并在夜晚和陰天保證LED臺燈亮度,進一步節(jié)能的同時也保護了用戶的眼睛；另外，通過用戶設(shè)置按鍵電路，用戶能夠自行預設(shè)自己遠離LED臺燈的距離和光照的亮度，實現(xiàn)個性化配置，方便用戶使用。本實用新型具有如下的優(yōu)點:能精確控制LED臺燈耗能，能個性化使用LED臺燈。

本實用新型的附圖說明如下:圖1為本實用新型的電路框圖；圖2為本實用新型的電路圖；圖3為本實用新型的運算處理器的處理流程圖；圖4為本實用新型的運算處理器的中斷處理流程圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明:[0012]如圖1所示，本實用新型包括超聲波測距傳感器電路1、環(huán)境光線傳感器電路2、用戶設(shè)置按鍵電路3和運算處理器4，超聲波測距傳感器電路I將用戶到臺燈的距離轉(zhuǎn)換為一個脈沖信號，環(huán)境光線傳感器電路2將環(huán)境光強轉(zhuǎn)換為電壓信號，用戶設(shè)置按鍵電路3將用戶的按鍵數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號，運算處理器4接受用戶設(shè)置按鍵電路3的數(shù)據(jù)，實時采集超聲波測距傳感器電路I和環(huán)境光線傳感器電路2的數(shù)據(jù)，并進行運算處理，控制LED驅(qū)動電路5和輸出數(shù)據(jù)到液晶顯示器6。如圖2所示，運算處理器4芯片選用基于ARM Cortex MO內(nèi)核的半導體微控制器LPCl 114芯片，環(huán)境光線傳感器電路2輸出端連接LPCl 114芯片32號管腳，LPCl 114芯片32號管腳連接用戶設(shè)置按鍵電路3的轉(zhuǎn)換開關(guān)S3，轉(zhuǎn)換開關(guān)S3置為高電平設(shè)置光強，置為低電平設(shè)置距離，用戶設(shè)置按鍵電路3的兩個按鍵S1、S2的輸出端分別連接LPC1114芯片13、16號管腳，按鍵按下產(chǎn)生中斷輸入請求；LPC1114芯片2號管腳經(jīng)三極管Ql隔離后連接驅(qū)動超聲波測距傳感器電路I的發(fā)射觸發(fā)管腳TRIG，超聲波測距傳感器電路I的輸出端經(jīng)R4和R8分壓后連接到LPCl114芯片37號管腳，LPCl114芯片31號管腳輸出端連接LED驅(qū)動電路5的輸入端；液晶顯示器6的控制端與LPC1114芯片的33、34和35號管腳相連，液晶顯示器6的數(shù)據(jù)端與LPCl114芯片的40、45、46、47、9、17、30和42號管腳相連。液晶顯示器6用于實時顯示用戶設(shè)置的LED臺燈使用距離和亮度。LED驅(qū)動電路5包括VMOS管Q2放大電路，由二極管D1、電容C2、C3、電阻R12、R13組成的濾波電路和由運算放大器U4組成的跟隨器，LPCl114芯片的31號管腳輸出的PWM信號經(jīng)放大電路放大、濾波電路濾波和跟隨器隔離后輸出，驅(qū)動LED燈。圖2中還包括有LPCl 114芯片的晶振電路和電源濾波電路。如圖3所示，運算處理器4的處理流程如下:在步驟301，系統(tǒng)初始化。完成對LPC1114芯片輸入輸出控制管腳、內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、定時器的初始化，液晶顯示器(IXD1602)的初始化以及對LED臺燈使用距離XO和使用亮度YO賦系統(tǒng)默認值；在步驟302，讀取LED臺燈使用距離XO和使用亮度YO并在液晶顯示器上顯示；在步驟303，讀取超聲波測距傳感器測得的當前用戶到LED臺燈的實際距離X ；在步驟304，比較用戶設(shè)置的LED臺燈使用距離XO和當前用戶到LED臺燈的實際距離X:若X < X0，則執(zhí)行步驟306，否則執(zhí)行步驟305 ；在步驟305，關(guān)閉LED臺燈，運算處理器LPCl 114芯片進入睡眠低功耗模式，然后返回步驟302繼續(xù)循環(huán)；在步驟306，讀取環(huán)境光纖傳感器采集的當前LED臺燈視野內(nèi)的光強Y ;在步驟307，比較用戶設(shè)置的LED臺燈使用亮度YO和當前LED臺燈視野內(nèi)的光強Y，若Y=Y0，則返回步驟302 ;否則轉(zhuǎn)至步驟308執(zhí)行；在步驟308，調(diào)節(jié)運算處理器LPC1114芯片的PWM輸出占空比，然后返回步驟302繼續(xù)循環(huán)。如圖4所示，運算處理器4的中斷處理流程如下:在步驟401，若按鍵(增加/減少，即圖2中的按鍵S1/S2)被按下，則產(chǎn)生中斷，進入中斷服務程序；在步驟402，讀取功能選擇按鍵(即圖2中的轉(zhuǎn)換開關(guān)S3)的按鍵狀態(tài)值；[0027]在步驟403，根據(jù)上一步驟讀取的功能選擇按鍵狀態(tài)，修改Χ0/Υ0值:若功能選擇按鍵S3狀態(tài)為高電平，增加鍵按下XO加I，減少按鍵按下XO減I ;若功能選擇按鍵S3狀態(tài)為低電平，增加鍵按下YO加I，減少按鍵按下YO減I ;在步驟404，中斷退出，對Χ0/Υ0的溢出進行處理，結(jié)束中斷服務程序。本實用新型的工作原理是:首先打開LED臺燈電源開關(guān)，給本控制器及LED臺燈驅(qū)動器供電；接著，通過按鍵輸入設(shè)置用戶LED臺燈使用距離和LED臺燈使用亮度(也可以不設(shè)置，即采用系統(tǒng)默認設(shè)置:LED臺燈使用距離為50厘米，LED臺燈使用亮度為150流明)；然后，超聲波測距傳感器和環(huán)境光線傳感器開始工作，超聲波傳感器每個200毫秒發(fā)射一次38KHz的超聲波脈沖，同時輸出一個高電平，當測脈沖遇到用戶身體(或其他障礙物)反射回來被超聲波傳感器的接收探頭檢測到則立刻將輸出的高電平拉低，LPC1114芯片的定時器檢測此高電平此時的時間(即上升沿到下降沿的延時)，乘以超聲波在空氣中的傳播速度340m/s，然后再除以2，即可得到用戶到LED臺燈的實際使用距離，LPCl114芯片將此距離與用戶設(shè)置的LED臺燈使用距離進行比較:當用戶到LED臺燈的實際使用距離小于等于用戶設(shè)置值時，LPCl 114芯片的PWM維持正常輸出占空比不變，LED臺燈正常工作；當用戶到LED臺燈的實際使用距離大于用戶設(shè)置值時，控制LPC1114芯片的PWM輸出占空比為零，LED臺燈熄滅(關(guān)閉)，從而實現(xiàn)用戶離開時自動關(guān)閉LED臺燈，用戶返回時自動開啟LED臺燈的功能，達到節(jié)能效果。環(huán)境光線傳感器則一直工作，將環(huán)境光線強度轉(zhuǎn)換為輸出電壓，LPC1114芯片每隔10毫秒啟動內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)采集一次該輸出電壓，并查表轉(zhuǎn)換，得到當前LED臺燈的實時亮度，據(jù)此與用戶設(shè)置得LED臺燈使用亮度進行比較，當環(huán)境光線強度小于用戶設(shè)置值時，增大LPC1114芯片的PWM輸出占空比，調(diào)亮LED臺燈；反正當環(huán)境光線強度大于用戶設(shè)置值時，減小LPC1114芯片的PWM輸出占空比，調(diào)暗LED臺燈，直至環(huán)境光線強度等于用戶設(shè)置值。最后，在整個LED臺燈使用過程中，用戶隨時都可以通過按鍵輸入對LED臺燈的使用距離和使用亮度進行設(shè)置，并且這兩個參數(shù)將始終實時地顯示在控制器的LCD1602液晶顯示屏上。
權(quán)利要求1.一種新型智能節(jié)能LED臺燈控制器，其特征是:包括超聲波測距傳感器電路(I)、環(huán)境光線傳感器電路(2)、用戶設(shè)置按鍵電路(3)和運算處理器(4)，超聲波測距傳感器電路(I)將用戶到臺燈的距離轉(zhuǎn)換為一個脈沖信號，環(huán)境光線傳感器電路(2)將環(huán)境光強轉(zhuǎn)換為電壓信號，用戶設(shè)置按鍵電路(3)將用戶的按鍵數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號，運算處理器(4)接受用戶設(shè)置按鍵電路(3)的數(shù)據(jù)，實時采集超聲波測距傳感器電路(I)和環(huán)境光線傳感器電路⑵的數(shù)據(jù)，并進行運算處理，控制LED驅(qū)動電路(5)和輸出數(shù)據(jù)到液晶顯示器(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型智能節(jié)能LED臺燈控制器，其特征是:所述運算處理器(4)為LPCl 114芯片，環(huán)境光線傳感器電路(2)輸出端連接LPCl 114芯片32號管腳，LPCl 114芯片32號管腳連接用戶設(shè)置按鍵電路(3 )的轉(zhuǎn)換開關(guān)S3，用戶設(shè)置按鍵電路(3 )的兩個按鍵S1、S2的輸出端分別連接LPCl114芯片13、16號管腳；LPC1114芯片2號管腳經(jīng)三極管Ql隔離后連接驅(qū)動超聲波測距傳感器電路(I)的發(fā)射觸發(fā)管腳TRIG，超聲波測距傳感器電路(I)的輸出端經(jīng)R4和R8分壓后連接到LPCl114芯片37號管腳，LPCl114芯片31號管腳輸出端連接LED驅(qū)動電路(5)的輸入端；液晶顯示器(6)的控制端與LPC1114芯片的33、34和35號管腳相連，液晶顯示器(6)的數(shù)據(jù)端與LPC1114芯片的40、45、46、47、9、17、30和42號管腳相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型智能節(jié)能LED臺燈控制器，其特征是:所述LED驅(qū)動電路(5)包括VMOS管Q2放大電路，由二極管D1、電容C2、C3、電阻R12、R13組成的濾波電路和由運算放大器U4組成的跟隨器，LPCl 114芯片的31號管腳輸出的PWM信號經(jīng)放大電路放大、濾波電路濾波和跟隨器隔離后輸出。
專利摘要本實用新型涉及一種智能節(jié)能LED臺燈控制器。它包括超聲波測距傳感器電路(1)、環(huán)境光線傳感器電路(2)、用戶設(shè)置按鍵電路(3)和運算處理器(4)，超聲波測距傳感器電路(1)將用戶到臺燈的距離轉(zhuǎn)換為一個脈沖信號，環(huán)境光線傳感器電路(2)將環(huán)境光強轉(zhuǎn)換為電壓信號,用戶設(shè)置按鍵電路(3)將用戶的按鍵數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號，運算處理器(4)接受用戶設(shè)置按鍵電路(3)的數(shù)據(jù)，實時采集超聲波測距傳感器電路(1)和環(huán)境光線傳感器電路(2)的數(shù)據(jù)，并進行運算處理，控制LED驅(qū)動電路(5)和輸出數(shù)據(jù)到液晶顯示器(6)。本實用新型具有如下的優(yōu)點能精確控制LED臺燈耗能，能個性化使用LED臺燈。
文檔編號H05B37/02GK202958031SQ20122065851
公開日2013年5月29日 申請日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者胡恩偉, 周建林 申請人:重慶大學