一种基于STM32的多功能智能台灯[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 205336592 U (45)授权公告日 2016.06.22

(21)申请号 201620036725.0(22)申请日 2016.01.13

(73)专利权人安徽理工大学

地址232001 安徽省淮南市舜耕中路168号(72)发明人宋刘德 姚善化(51)Int.Cl.

H05B 33/08(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图1页

(54)实用新型名称

一种基于STM32的多功能智能台灯(57)摘要

本实用新型涉及一种基于STM32的多功能智能台灯，包括：主控模块、信号采集模块、A/D转换器模块、时钟模块、人机交互模块、AC/DC变换器模块、DC/DC变换器模块、开关模块、灯管、市电电源；主控模块包括STM32单片机；信号采集模块包括光照传感器；A/D转换器模块包括PCF8591模数转换电路；时钟模块包括DS1302时钟电路；人机交互模块包括液晶显示模块、一体化红外遥控、按键；AC/DC变换器模块包括单相桥式整流电路；DC/DC变换器模块包括直流斩波电路；开关模块包括触摸感应开关；灯管包括一体化LED节能灯管；市电电源为工频220V电源。本实用新型实现对台灯亮度的调节和定时，实现了多功能。

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权　利　要　求　书

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1.一种基于STM32的多功能智能台灯，其特征在于包括：主控模块、信号采集模块、A/D转换器模块、时钟模块、人机交互模块、AC/DC变换器模块、DC/DC变换器模块、开关模块、灯管、市电电源；主控模块包括STM32单片机；信号采集模块包括光照传感器模块；A/D转换器模块包括PCF8591模数转换电路；时钟模块包括DS1302时钟电路；人机交互模块包括液晶屏显示模块、VSHX1838通用一体化红外遥控、按键；AC/DC变换器模块包括单相桥式整流电路；DC/DC变换器模块包括直流斩波电路；开关模块包括触摸感应开关；灯管包括一体化LED节能灯管；市电电源为工频220V单相交流电源；信号采集模块与A/D转换器模块是电气连接；A/D转换器模块与STM32单片机是电气连接；时钟模块与单片机是电气连接；液晶屏显示模块与单片机是电气连接；按键与单片机是电气连接；VSHX1838通用一体化红外遥控与单片机通过红外无线通信连接；市电电源与开关是电气连接；开关与AC/DC变换器模块是电气连接；AC/DC变换器模块与DC/DC变换器模块是电气连接；DC/DC变换器模块与灯管是电气连接；单片机与DC/DC变换器模块是电气连接。

2.根据权利要求1所述的基于STM32的多功能智能台灯，其特征在于：所述触摸感应开关上的触摸控制线接在台灯的金属部分上。

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一种基于STM32的多功能智能台灯

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技术领域

[0001]本实用新型涉及单片机检测控制领域，具体为一种基于STM32的多功能智能台灯。背景技术

[0002]台灯是人们日常生活和学习当中必不可少的工具，它体积小巧携带方便，即插即用，大大方便了人们的生活，只要有电源就可以使用。但是传统的台灯有许多的不足和缺陷，最主要的是不够智能，没有内置的微控制器对其工作状态进行合理调控，大部分的台灯亮度不能调节，或者调光手段比较落后，比如通过在电路上串接多级电阻等手段改变电压，这种方式既不节能也不能实现无极调节，环保性和舒适性大打折扣；传统台灯同样不能实现定时功能，不能实现远程遥控，功能比较单一，不能实现多功能。由于驱动和调节手段相对落后，因此对灯管的冲击比较大，灯管的使用寿命较短，无形当中增加了消费者的购买成本，安全性和性价比较低。实用新型内容

[0003]本实用新型目的是提供一种基于STM32的多功能智能台灯，以解决目前市场上大多数台灯亮度不可调节，或者调光手段落后，不能实现多功能的问题，本装置以STM32单片机为控制核心，以PWM脉冲宽度调制技术对台灯亮度进行高效无极调节，以时钟模块对工作时间进行控制和设定。

[0004]为达到上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于STM32的多功能智能台灯，包括：主控模块、信号采集模块、A/D转换器模块、时钟模块、人机交互模块、AC/DC变换器模块、DC/DC变换器模块、开关模块、灯管、市电电源；主控模块包括STM32单片机；信号采集模块包括光照传感器模块；A/D转换器模块包括PCF8591模数转换电路；时钟模块包括DS1302时钟电路；人机交互模块包括液晶屏显示模块、VSHX1838通用一体化红外遥控、按键；AC/DC变换器模块包括单相桥式整流电路；DC/DC变换器模块包括直流斩波电路；开关模块包括触摸感应开关；灯管包括一体化LED节能灯管；市电电源为工频220V单相交流电源。信号采集模块与A/D转换器模块是电气连接；A/D转换器模块与STM32单片机是电气连接；时钟模块与单片机是电气连接；液晶屏显示模块与单片机是电气连接；按键与单片机是电气连接；VSHX1838通用一体化红外遥控与单片机通过红外无线通信连接；市电电源与开关是电气连接；开关与AC/DC变换器模块是电气连接；AC/DC变换器模块与DC/DC变换器模块是电气连接；DC/DC变换器模块与灯管是电气连接；单片机与DC/DC变换器模块是电气连接。

[0005]所述STM32单片机负责接收红外和按键输入信号、采集传感器信号、计算和控制PWM信号的占空比，以及驱动液晶显示模块。

[0006]所述光照传感器模块负责测量环境光以及台灯的发光强度，采集到的信号为模拟信号，需要使用A/D转换器转化为数字量。

[0007]所述A/D转换器模块负责处理光照传感器采集到的模拟信号，将模拟信号转换为

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单片机能够识别和处理的数字信号。

[0008]所述DS1302时钟电路负责为系统提供精确的时间，可以提供日期和时间信息，为台灯的工作进行计时，设置后可以实现定时开关台灯。

[0009]所述液晶屏显示模块负责对传感器测量到的光照强度，当前的时间，台灯的定时、亮度设置信息以及工作状态等信息进行显示；VSHX1838通用一体化红外遥控和按键负责对台灯亮度和定时时间进行精确设置和调节。

[0010]所述单相桥式整流电路负责将市电电源输入的220V交流电整流成直流电，它是由4根整流二极管和滤波电容组成。

[0011]所述直流斩波电路负责将整流电路整流得到的电压过大的粗糙的直流电转换成为电压等级合适的性能优良直流电，供负载灯管使用，直流斩波电路的输出受单片机输出的PWM信号控制，PWM信号的占空比决定着灯管的亮度和工作状态。[0012]所述触摸感应开关负责控制台灯的开关，开关上的触摸控制线接在台灯的金属部分上，只要人体触摸到台灯的金属部分，人体所携带的静电就会触发开关动作，达到开关效果，十分方便。

[0013]所述一体化LED节能灯管作为发光元件，它相比于普通光源效率更高，使用寿命更长，直流斩波电路通过输出占空比可调的直流电来调节灯管的亮度，可以实现无极调节，几乎没有电能的浪费。

[0014]所述市电电源为工频50Hz电压等级220V的单相交流民用电源。

[0015]本实用新型通过人体接触到台灯上与开关触摸控制线相连接的金属部分，触发开关闭合，市电电源直接与单相桥式整流电路连接，交流市电被转换为电压等级较高的不平稳的直流电，再输送给直流斩波电路，斩波电路输出的电流是经过PWM调制的直流电，经过调制后直流电被输送给灯管，使灯管发光；用户通过红外遥控器或者灯座上的按键来输入灯管亮度的调节信号，输入调节量对应的数值越大，STM32单片机输出的PWM信号占空比越大，PWM信号占空比越大对应的直流斩波电路输出电能的有效值越大，输出电能的有效值越大灯管就越亮，由于占空比的调节是连续的，所以可以实现对台灯亮度连续平滑的无极调节，而且中间没有电阻等耗能元件，所以电能利用率很高，十分节能；由于有DS1302时钟电路的存在，系统能够进行精确计时，如果用户需要还可以通过红外遥控器或者灯座上的按键来设定台灯的开关时间，实现定时开启和定时关闭台灯；光照传感器模块负责测量环境光以及台灯的发光强度，传感器采集到的信号为模拟信号，通过A/D转换器将模拟信号转化为数字信号，然后输送给单片机，单片机经过运算将其转换为十进制的数字量，并通过液晶显示模块来显示光强数值，液晶显示模块同时还能显示DS1302时钟电路输出的实时时间，按键和红外遥控输入的定时信息、台灯亮度设定等信息。[0016]本实用新型的优点是：实现对台灯亮度连续平滑的无极调节，没有电阻调光等的中间耗能环节，电能利用率很高，十分节能；可以根据需要对台灯工作时间进行定时，十分

采用触摸感应开关进行设计，夜晚无光等情况下方便和人性化；可以进行远程遥控和设定，

只要人碰触到台灯上的金属部分就能开灯，更为便捷。附图说明

[0017]附图1是本实用新型的结构框图；

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具体实施方式

[0018]下面根据附图对本实用新型进行详细说明：[0019]结构框图如图1所示，基于STM32的多功能智能台灯，包括：主控模块、信号采集模块、A/D转换器模块、时钟模块、人机交互模块、AC/DC变换器模块、DC/DC变换器模块、开关模块、灯管、市电电源；主控模块包括STM32单片机；信号采集模块包括光照传感器模块；A/D转换器模块包括PCF8591模数转换电路；时钟模块包括DS1302时钟电路；人机交互模块包括液晶屏显示模块、VSHX1838通用一体化红外遥控、按键；AC/DC变换器模块包括单相桥式整流电路；DC/DC变换器模块包括直流斩波电路；开关模块包括触摸感应开关；灯管包括一体化LED节能灯管；市电电源为工频220V单相交流电源。信号采集模块与A/D转换器模块是电气连接；A/D转换器模块与STM32单片机是电气连接；时钟模块与单片机是电气连接；液晶屏显示模块与单片机是电气连接；按键与单片机是电气连接；VSHX1838通用一体化红外遥控与单片机通过红外无线通信连接；市电电源与开关是电气连接；开关与AC/DC变换器模块是电气连接；AC/DC变换器模块与DC/DC变换器模块是电气连接；DC/DC变换器模块与灯管是电气连接；单片机与DC/DC变换器模块是电气连接。本实用新型将触摸感应开关上的触摸控制线接在台灯的金属部分上，当人体接触到台灯上与开关触摸控制线相连接的金属部分，就会触发开关闭合，市电电源直接与单相桥式整流电路连接，交流市电被转换为电压等级较高的不平稳的直流电，再输送给直流斩波电路，斩波电路输出的电流是经过PWM调制的直流电，经过调制后直流电被输送给灯管，使灯管发光；用户通过红外遥控器或者灯座上的按键来输入灯管亮度的调节信号，输入调节量对应的数值越大，STM32单片机输出的PWM信号占空比越大，PWM信号占空比越大对应的直流斩波电路输出电能的有效值越大，输出电能的有效值越大灯管就越亮，由于占空比的调节是连续的，所以可以实现对台灯亮度连续平滑的无极调节，而且中间没有电阻等耗能元件，所以电能利用率很高，十分节能；由于有DS1302时钟电路的存在，系统能够进行精确计时，如果用户需要还可以通过红外遥控器或者灯座上的按键来设定台灯的开关时间，实现定时开启和定时关闭台灯；光照传感器模块负责测量环境光以及台灯的发光强度，采集到的信号为模拟信号，通过A/D转换器将模拟信号转化为数字信号，然后输送给单片机，单片机经过运算将光强转换为十进制的数字量，并通过液晶显示模块进行显示，液晶显示模块同时还能显示DS1302时钟电路输出的实时时间，按键和红外遥控输入的定时时间设定、台灯亮度设定等信息。

[0020]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本实用新型的保护范围内。

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说　明　书　附　图

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图1

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