一種新型led教室燈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種教學(xué)設(shè)備，特別設(shè)及一種新型L邸教室燈，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，隨著多媒體教學(xué)的推廣，教室中的電設(shè)備增多，但在功能上相互干擾的情況 時(shí)有發(fā)生。比如光線，投影儀在屏幕上投射影像會(huì)因?yàn)榻淌夜饩€的影像而顯示不清楚。很多 教室通過(guò)關(guān)燈和拉窗簾的方式解決運(yùn)個(gè)問(wèn)題，但運(yùn)樣黑板又看不清楚，教室里的照明條件 難W通過(guò)人為調(diào)節(jié)達(dá)到要求。市場(chǎng)上采用白識(shí)燈、面素?zé)?、巧光燈為光源的照明燈也無(wú)法自 動(dòng)調(diào)節(jié)教室光照強(qiáng)度，并且普遍存在著低效率、高能耗等缺點(diǎn)，包括壽命已結(jié)束的含隸燈， 一旦處理不當(dāng)，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害。如何克服上述缺點(diǎn)，提供一種新型Lm)教室燈可 W實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)光的功能，將黑板和幕布光線穩(wěn)定在合適的光照值內(nèi)，讓黑板和幕布同時(shí)看 清，已成為目前亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)上述問(wèn)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(qiáng)信號(hào)處理生成的當(dāng)前光強(qiáng)數(shù)值，傳給單片機(jī)進(jìn)行控制和響應(yīng)。該系統(tǒng)具有自動(dòng)調(diào) 光、照明效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，可W使光照隨時(shí)保持在最合適的狀態(tài)。本發(fā)明主要用于優(yōu)化教學(xué) 環(huán)境。其具體技術(shù)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(zhuǎn)換模塊，12W L邸燈，LC的夜晶 顯示器，單片機(jī)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(zhuǎn)換為12V直流電，再經(jīng)L298N電壓轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)化得到5V直流電，給L邸燈和單 片機(jī)控制系統(tǒng)供電。
[0004] 進(jìn)一步的，所述的GY30感光模塊內(nèi)部自帶A/D轉(zhuǎn)換功能，包括光線強(qiáng)度采集模塊和 A/D轉(zhuǎn)換模塊，通過(guò)光敏電阻感受光強(qiáng)的模擬信號(hào)，經(jīng)過(guò)內(nèi)部光線強(qiáng)度采集電路轉(zhuǎn)換直接生 成光強(qiáng)的數(shù)值信息，通過(guò)串行通信方式將數(shù)字量信息傳遞給單片機(jī);所述光線強(qiáng)度采集電 路包括前級(jí)放大電路、減法器電路和后級(jí)放大電路，采集到的光線強(qiáng)度信號(hào)可W通過(guò)計(jì)算 電流得出；其中前級(jí)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(dòng)變阻器 R9;后級(jí)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(qiáng)信 號(hào)由放大器U2A的輸出端1腳輸出；通過(guò)計(jì)算光線強(qiáng)度采集電路的輸出電流，電流大小將通 過(guò)GY30感光模塊內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換，生成當(dāng)前環(huán)境光強(qiáng)的數(shù)值量，并將光強(qiáng)數(shù)值W電信號(hào)的形 式傳送至單片機(jī)控制系統(tǒng)，其中，計(jì)算公式為：
其中，為前級(jí)放大倍數(shù)，:?為輸入電壓，:巧為前級(jí)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(jí)放大倍數(shù)，TJ誠(chéng)為輸出電壓，曰， b為光敏傳感器的固定參數(shù)，X為光線強(qiáng)度，為輸出電流，Lb為系統(tǒng)設(shè)置光強(qiáng)，Gd為初始 L抓燈的驅(qū)動(dòng)電流強(qiáng)度，G為實(shí)際L抓燈的驅(qū)動(dòng)電流強(qiáng)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(zhǎng)邸燈的溫度，t是L邸燈在調(diào)光之前所工作的時(shí)間。
[0005] 進(jìn)一步的，在實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能時(shí)使用PWM調(diào)光。
[0006] 進(jìn)一步的，所述的L298N電壓轉(zhuǎn)換模塊，LC的夜晶顯示器，單片機(jī)控制系統(tǒng)和GY30感 光模塊集中安裝在一個(gè)定制的小盒子中，方便地安裝在所需調(diào)光的位置上。
[0007] 進(jìn)一步的，所述的變壓器固定在L298N電壓轉(zhuǎn)換模塊的表面。
[000引進(jìn)一步的，所述的12W L邸燈與L298N電壓轉(zhuǎn)換模塊之間用電線連接。
[0009] 進(jìn)一步的，所述的鍵盤固定在單片機(jī)控制系統(tǒng)的表面。
[0010] 進(jìn)一步的，所述的單片機(jī)控制系統(tǒng)選擇WSTC89C52系列單片機(jī)為核屯、搭建控制系 統(tǒng)。
[0011] 進(jìn)一步的，所述的LO)液晶顯示器是LCD12864帶背光液晶顯示器。
[001^ 進(jìn)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(shè)計(jì)的一種新型Lm)教室燈具有自動(dòng)調(diào)光、照明效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，可W使光 照隨時(shí)保持在最合適的狀態(tài)，不僅可W用于教室內(nèi)燈光的調(diào)節(jié)，而且可W用于日常生活中， 家庭中有很多時(shí)候都需要使用穩(wěn)定而節(jié)能的照明設(shè)備，本款設(shè)計(jì)就是比較好的選擇。在生 產(chǎn)中遇到需要?jiǎng)討B(tài)光照的情況時(shí)，為了避免人工調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度的不便，也可W使用本設(shè)計(jì)。 因此，本發(fā)明的應(yīng)用范圍是比較廣的。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1是本發(fā)明的新型L邸教室燈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖； 圖2是該新型L邸教室燈系統(tǒng)流程圖； 圖3是視覺(jué)評(píng)價(jià)指標(biāo)與驅(qū)動(dòng)器之間的關(guān)系示意圖； 圖4是光線強(qiáng)度采集電路。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)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(zhuǎn) 換模塊3，12W L抓燈4，LC的夜晶顯示器5，單片機(jī)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(zhuǎn)換為12V直流電，再經(jīng)L298N電壓轉(zhuǎn)換模 塊轉(zhuǎn)化得到5V直流電，此時(shí)即可給L邸燈和單片機(jī)控制系統(tǒng)。
[0017] 所述L298N電壓轉(zhuǎn)換模塊3、LCD液晶顯示器5、單片機(jī)控制系統(tǒng)6和GY30感光模塊7 集中安裝在一個(gè)定制的小盒子中，外觀簡(jiǎn)約緊湊，可W方便地安裝在所需調(diào)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(zhuǎn)換模塊3的表面。
[0020] 所述12W L邸燈4與L298N電壓轉(zhuǎn)換模塊3之間用電線連接。
[0021] 所述鍵盤8固定在單片機(jī)控制系統(tǒng)6的表面。
[0022] 所述的單片機(jī)控制系統(tǒng)6是選擇WSTC89C52系列單片機(jī)為核屯、搭建控制系統(tǒng)，具 備基礎(chǔ)運(yùn)算、比較和輸入輸出功能的最小單片機(jī)系統(tǒng)，完成全部的控制、處理任務(wù)。
[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(diǎn)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(nèi)部自帶A/D轉(zhuǎn)換功能，包括光線強(qiáng)度采集模塊和A/D轉(zhuǎn)換模 塊，通過(guò)光敏電阻感受光強(qiáng)的模擬信號(hào)，經(jīng)過(guò)內(nèi)部光線強(qiáng)度采集電路轉(zhuǎn)換直接生成光強(qiáng)的 數(shù)值信息，通過(guò)串行通信方式將數(shù)字量信息傳遞給單片機(jī)。
[0025] 所述的L298N電壓轉(zhuǎn)換模塊3-方面可W放大電流，將單片機(jī)的控制信號(hào)轉(zhuǎn)化為可 W驅(qū)動(dòng)L邸的大功率電信號(hào)，另一方面是將工頻交流電轉(zhuǎn)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(gè)系統(tǒng)供電后開始工作，單片機(jī)控制系統(tǒng)先初始化加載特定參數(shù)并 對(duì)LCD液晶顯示器5與GY30感光模塊7進(jìn)行初始化。LCD液晶顯示器5顯示信息"WELCOME r系 統(tǒng)待命。此時(shí)使用者可通過(guò)鍵盤8的五個(gè)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(dòng)調(diào)光、模式3自動(dòng)調(diào)光。在手動(dòng)調(diào)光時(shí)，通過(guò)UP鍵與DOWN鍵可改變選擇光強(qiáng)的等 級(jí)，按下OK鍵確認(rèn)，單片機(jī)開始執(zhí)行，輸出控制信號(hào)給功放電路W驅(qū)動(dòng)LED燈。在自動(dòng)調(diào)光 時(shí)，所述的GY30感光模塊完成初始化，并檢測(cè)出當(dāng)前光照強(qiáng)度，經(jīng)過(guò)內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換，生成當(dāng) 前環(huán)境光強(qiáng)的數(shù)值量，并將光強(qiáng)數(shù)值W電信號(hào)的形式傳送至單片機(jī)控制系統(tǒng)，單片機(jī)控制 系統(tǒng)對(duì)信號(hào)進(jìn)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(qiáng)數(shù)值；另一 方面，單片機(jī)控制系統(tǒng)將處理后生成的控制信號(hào)發(fā)送給驅(qū)動(dòng)板進(jìn)行功率放大，變?yōu)?2V的 L邸燈驅(qū)動(dòng)信號(hào)，最后輸出到L邸燈，驅(qū)動(dòng)L邸照明和亮度變化。
[0027] 在實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能時(shí)，所使用的主要技術(shù)是PWM調(diào)光。因?yàn)長(zhǎng)m)燈在交流狀態(tài)下工作 會(huì)損壞，更適合直流恒壓工作，在調(diào)節(jié)亮度時(shí)，實(shí)際上是在向燈頻繁的發(fā)送周期性、等電壓 的點(diǎn)亮信號(hào)，使Lm)燈點(diǎn)亮極短時(shí)間，通過(guò)高頻地點(diǎn)亮，借助人的視覺(jué)暫留效應(yīng)，反映到肉眼 中即為特定亮度的穩(wěn)定照明。通過(guò)改變每周期內(nèi)，點(diǎn)亮信號(hào)的個(gè)數(shù)，即占空比，來(lái)改變頻閃 燈所發(fā)出的光強(qiáng)度。
[00%]在燈工作時(shí)，隨時(shí)可W通過(guò)長(zhǎng)按MODE鍵來(lái)切換成其他的模式，也可W通過(guò)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(shí)（用按鍵改變模式和亮度級(jí)別），LCD顯示MO