專利名稱：一種自動調(diào)整亮度的節(jié)電照明器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明器材領(lǐng)域，尤其涉及一種能根據(jù)周圍環(huán)境的光線照度自動調(diào)節(jié)亮度的自動調(diào)整亮度的節(jié)電照明器。
背景技術(shù)：
在照度檢測模塊電路設(shè)計中，照度是反映周圍亮度強弱的一種單位，其物理意義是照射到單位面積上的光通量，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為E= (O / A，O是光通量，A是面積)，照度的單位是每平方米的流明數(shù)(Lm),也叫勒克斯(Lux)。
通常，房間的照度是由兩部分決定，自然光照和人工光照。按照國際標(biāo)準(zhǔn)辦公室的最佳照度為400Lux (不是越高越好)。但是目前的房間照明中，電燈都是由人工控制的，即根據(jù)人的感覺，去開啟或者關(guān)閉電燈，這樣一方面既可能該開燈的時候沒有開，而導(dǎo)致照度不夠，影響視覺，另一方面也可能在自然光照能夠達(dá)到要求時，電燈仍一直開著，從而造成電力浪費，同時也影響視覺。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠根據(jù)周圍環(huán)境照度的變化，自動調(diào)整亮度的節(jié)電照明器。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種自動調(diào)整亮度的節(jié)電照明器，包括微處理器、照度檢測模塊和執(zhí)行模塊；其中，所述照度檢測模塊，連接所述微處理器，用于對周圍環(huán)境的光線照度進(jìn)行檢測，并將照度信息發(fā)送至微處理器；所述微處理器，用于接收所述照度檢測模塊的照度信息，并根據(jù)該照度信息對執(zhí)行模塊進(jìn)行控制；所述執(zhí)行模塊，連接所述微處理器，用于在微處理器控制下對光源亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)。進(jìn)一步地，所述照度檢測模塊為光電傳感器。進(jìn)一步地，所述光電傳感器為光電二極管或光電三極管。進(jìn)一步地，所述照度檢測模塊為光頻轉(zhuǎn)換器，包括光電二極管及連接光電二極管的電流/頻率轉(zhuǎn)換器。進(jìn)一步地，所述執(zhí)行模塊包括分別連接微處理器的開關(guān)控制電路和調(diào)光控制電路。進(jìn)一步地，所述開關(guān)控制電路包括有三極管，所述三極管發(fā)射極接地，基極通過電阻與微處理器連接，集電極通過電阻與電路電源連接，所述集電極與發(fā)射極之間并接有二極管和繼電器開關(guān)，所述繼電器開關(guān)的兩端分別通過工作電源和調(diào)光控制電路連接光源。進(jìn)一步地，所述調(diào)光控制電路包括隔離強弱電的光電耦合器和雙向可控硅電路；所述光電耦合器一端通過電阻連接電路電源，另一端連接微處理器；所述雙向可控硅電路包括雙向可控硅，以及連接光電耦合器和開關(guān)控制電路的外圍電路；所述雙向可控硅的陽極和陰極之間還連接有電容和電阻組成的串聯(lián)電路。進(jìn)一步地，所述微處理器為單片機。
本發(fā)明通過光電二極管等照度檢測模塊檢測環(huán)境照度信息，并由微處理器根據(jù)環(huán)境照度的變化，自動調(diào)節(jié)光源的亮度，在實現(xiàn)最佳照明效果的前提下實現(xiàn)了節(jié)電的目地；本發(fā)明在保證照明效果的情況下，能比傳統(tǒng)節(jié)電器節(jié)省大約15%的電量。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明的照度檢測模塊一種實施方式示意圖。圖3是本發(fā)明的照度檢測模塊一種實施方式內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。圖4是本發(fā)明的開關(guān)控制電路的電路圖。圖5是本發(fā)明的調(diào)光控制電路的電路圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。如圖I所示，本發(fā)明一種自動調(diào)整亮度的節(jié)電照明器，包括微處理器20、照度檢測模塊10和執(zhí)行模塊30 ;其中，照度檢測模塊10連接微處理器20，用于對周圍環(huán)境的光線照度進(jìn)行檢測，并將照度信息發(fā)送至微處理器20 ;微處理器20用于接收照度檢測模塊10的照度信息，并根據(jù)該照度信息對執(zhí)行模塊30進(jìn)行控制；執(zhí)行模塊30連接微處理器20，用于在微處理器20控制下對光源亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)。照度信息可為強弱不同的電流信號，也可為不同的頻率信號，微處理器20預(yù)設(shè)有既定程序，可辨識電流信號和頻率信號，并根據(jù)電流的強弱和頻率的不同，控制光源產(chǎn)生不同的亮度，微處理器20可選用單片機。作為一種優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的照度檢測模塊10為光電傳感器；更優(yōu)地，該光電傳感器為光電二極管；最優(yōu)地，該光電傳感器為光電三極管。光電二極管和光電三極管具有低功耗、響應(yīng)速度快、抗干擾性能強等特點。光電二極管上不加電壓，利用PN結(jié)受光照射時產(chǎn)生正向電壓的原理，可看作微型光電池，當(dāng)光電二極管受光線照射時，管子的反向電流將隨光照強度的變化而變化，如同一個光敏電阻，光照強度越大電阻越小，反向電流越大。微處理器20接收到光電二極管傳送的電流信號時，根據(jù)電流強度的大小和預(yù)定程序設(shè)置控制光源產(chǎn)生不同的亮度，從而實現(xiàn)對光源亮度調(diào)節(jié)。光電三極管可以等效為一個光電二極管與一只晶體三極管的組合，它具有電流放大作用，使得電流信號變化更為明顯，也使得微處理器20的調(diào)節(jié)靈敏度更高。作為一種優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的照度檢測模塊10為光頻轉(zhuǎn)換器，包括光電二極管及連接光電二極管的電流/頻率轉(zhuǎn)換器。電流/頻率轉(zhuǎn)換器將光電二極管產(chǎn)生的電流轉(zhuǎn)換為不同的頻率信號發(fā)送給微處理器20，微處理器20根據(jù)不同的頻率信號，按預(yù)置程序?qū)庠吹牧炼冗M(jìn)行調(diào)節(jié)。特別優(yōu)選地，所述光頻轉(zhuǎn)換器為TSL230可編程光頻轉(zhuǎn)換器。TSL230采用標(biāo)準(zhǔn)的8腳F1DIP (Plastic Dual In-Line Package,塑料雙列直插式封裝)進(jìn)行封裝，其頂部開有感光窗口，在靈敏度設(shè)為最高時，其內(nèi)部的光電二極管感光面積典型值為136平方毫米。其引腳排列見圖2所示，標(biāo)記廣8分別對應(yīng)不同的端子，其中SO端和SI端為靈敏度控制端，改變靈敏度實際上就是改變二極管上方的感光面積，S2端和S3端為滿量程選擇端，OE端和GND端接地，VCC端上接有電源，OUT為頻率信號輸出端。TSL230的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖見圖3，它的內(nèi)部集成了一個可配置的硅光電二極管和一個電流/頻率轉(zhuǎn)換器，其輸出頻率正比例于光照度的脈沖串或方波(占空比為5 0% ) 轉(zhuǎn)換器使用電子虹膜技術(shù)控制其有效的通光口徑，以達(dá)到控制靈敏度的目的。轉(zhuǎn)換器的靈敏度有3種級別1\、10\和100父，靠兩個邏輯輸入端SO和SI來控制，當(dāng)SO和SI均為低電平時，轉(zhuǎn)換器進(jìn)入掉電狀態(tài)；SO和SI均為高電平時靈敏度最高。TSL230的靈敏度可編程調(diào)整使得在滿量程輸出頻率范圍內(nèi)(滿量程輸出頻率是轉(zhuǎn)換器在沒有飽和時的最大輸出頻率)，對于任意給定的光照度級別，轉(zhuǎn)換器的響應(yīng)都能達(dá)到最優(yōu)化。改變靈敏度實際上是按照同樣的比例改變光電二極管的有效感光面積，例如靈敏度為100X時的感光面積是為IX時的100倍。滿量程輸出頻率為I / 4量程時最穩(wěn)定，輸入、輸出電平與TTL電平兼容。OUT端的輸出信號進(jìn)入微處理器時被捕獲，程序中可選擇上升沿捕獲有效，通過計算兩次捕獲時間內(nèi)計數(shù)器的數(shù)值差，便可以計算出輸出頻率值。微處理器正是根據(jù)不同的頻率對光源的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)。作為一種優(yōu)選實施方式，執(zhí)行模塊30包括分別連接微處理器20的開關(guān)控制電路31和調(diào)光控制電路32。開關(guān)控制電路31的一種實施方式如圖4所示，包括有三極管Q1， 三極管Ql發(fā)射極接地，基極通過電阻Rl與微處理器20連接，集電極通過電阻R2與電路電源VCC連接，集電極與發(fā)射極之間并接有二極管Dl和繼電器開關(guān)K1，繼電器開關(guān)Kl的兩端分別通過調(diào)光控制電路32和220V工作電源連接光源DS1。其中，繼電器開關(guān)Kl是由固態(tài)元件組成的無觸點電子開關(guān)，四端有源器件，其中二個端子為輸入控制端，另外二個端子為受控端。為實現(xiàn)輸入與輸出之間的電氣隔離，器件采用了耐高壓的專用光電耦合器。當(dāng)施加輸入信號后，其輸出回路呈現(xiàn)導(dǎo)通狀態(tài)，無信號時呈現(xiàn)阻斷狀態(tài)。由于繼電器開關(guān)Kl是由固態(tài)元件組成的無觸點開關(guān)元件，所以它較電磁繼電器有工作可靠，壽命長，對外界干擾小，能與邏輯電路兼容，抗干擾能力強，開關(guān)速度快，使用方便等一系列優(yōu)點。假設(shè)開關(guān)控制電路31的控制對象，即光源DSl為一盞燈，CONl為控制端，與微處理器20相連，當(dāng)CONl輸出為“I”時，三極管Ql導(dǎo)通，輸出低電平，繼電器處于阻斷狀態(tài)，燈不亮。當(dāng)CONl輸出為“0”時，三極管Ql截止，輸出為高電平，繼電器處于導(dǎo)通狀態(tài)，燈點亮，從而實現(xiàn)對光源的開關(guān)控制。圖5所示為本發(fā)明執(zhí)行模塊30的調(diào)光控制電路32的一種優(yōu)選實施方式，執(zhí)行模塊30的調(diào)光控制電路32可包括隔離強弱電的光電稱合器D2和雙向可控娃電路；光電I禹合器D2 —端通過電阻R3連接電路電源VCC，另一端C0N2連接微處理器20 ;雙向可控硅電路包括雙向可控硅Q2，以及連接光電耦合器D2和開關(guān)控制電路的外圍電路；雙向可控硅Q2的陽極和陰極之間還連接有電容Cl和電阻R4組成的串聯(lián)電路。雙向可控硅Q2的導(dǎo)通受微處理器20控制，當(dāng)微處理器20的輸出信號為低電平時,雙向可控娃Q2導(dǎo)通,光源點亮；當(dāng)微處理器20的輸出信號為高電平時，雙向可控硅Q2截止，光源熄滅；由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，光源看起來一直是亮的，但導(dǎo)通間隔時間越短，光源越亮。故微處理器20通過改變輸出低電平與高電平信號的時間長短比例，來改變雙向可控硅Q2的導(dǎo)通與截止時間比，從而實現(xiàn)光源亮度的自動調(diào)節(jié)。以上所述實施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實施例，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種自動調(diào)整亮度的節(jié)電照明器，其特征在于，包括微處理器、照度檢測模塊和執(zhí)行模塊；其中， 所述照度檢測模塊，連接所述微處理器，用于對周圍環(huán)境的光線照度進(jìn)行檢測，并將照度信息發(fā)送至微處理器； 所述微處理器，用于接收所述照度檢測模塊的照度信息，并根據(jù)該照度信息對執(zhí)行模塊進(jìn)行控制； 所述執(zhí)行模塊，連接所述微處理器，用于在微處理器控制下對光源亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動調(diào)整亮度的節(jié)電照明器，其特征在于，所述照度檢測模塊為光電傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動調(diào)整亮度的節(jié)電照明器，其特征在于，所述光電傳感器為光電二極管或光電三極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動調(diào)整亮度的節(jié)電照明器，其特征在于，所述照度檢測模塊為光頻轉(zhuǎn)換器，包括光電二極管及連接光電二極管的電流/頻率轉(zhuǎn)換器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動調(diào)整亮度的節(jié)電照明器，其特征在于，所述執(zhí)行模塊包括分別連接微處理器的開關(guān)控制電路和調(diào)光控制電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動調(diào)整亮度的節(jié)電照明器，其特征在于，所述開關(guān)控制電路包括有三極管，所述三極管發(fā)射極接地，基極通過電阻與微處理器連接，集電極通過電阻與電路電源連接，所述集電極與發(fā)射極之間并接有二極管和繼電器開關(guān)，所述繼電器開關(guān)的兩端分別通過工作電源和調(diào)光控制電路連接光源。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動調(diào)整亮度的節(jié)電照明器，其特征在于，所述調(diào)光控制電路包括隔離強弱電的光電耦合器和雙向可控硅電路；所述光電耦合器一端通過電阻連接電路電源，另一端連接微處理器；所述雙向可控硅電路包括雙向可控硅，以及連接光電耦合器和開關(guān)控制電路的外圍電路；所述雙向可控硅的陽極和陰極之間還連接有電容和電阻組成的串聯(lián)電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動調(diào)整亮度的節(jié)電照明器，其特征在于，所述微處理器為單片機。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動調(diào)整亮度的節(jié)電照明器，包括微處理器、照度檢測模塊和執(zhí)行模塊；其中，所述照度檢測模塊，連接所述微處理器，用于對周圍環(huán)境的光線照度進(jìn)行檢測，并將照度信息發(fā)送至微處理器；所述微處理器，用于接收所述照度檢測模塊的照度信息，并根據(jù)該照度信息對執(zhí)行模塊進(jìn)行控制；所述執(zhí)行模塊，連接所述微處理器，用于在微處理器控制下對光源亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)。本發(fā)明通過光電二極管等照度檢測模塊檢測環(huán)境照度信息，并由微處理器根據(jù)環(huán)境照度的變化，自動調(diào)節(jié)光源的亮度，在實現(xiàn)最佳照明效果的前提下實現(xiàn)了節(jié)電的目地；本發(fā)明在保證照明效果的情況下，能比傳統(tǒng)節(jié)電器節(jié)省大約15%的電量。
文檔編號H05B37/02GK102802305SQ20121027076
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月1日
發(fā)明者范傳偉, 黃大濤 申請人:珠海市創(chuàng)想節(jié)能科技有限公司