一种新型LED教室灯制造技术

本发明专利技术公开了一种新型LED教室灯，属于电子技术领域，以STC89C52系列单片机为核心搭建控制系统，使用较大功率的12WLED灯作为照明输出方式，选择LCD12864液晶显示屏显示方案，同时用软件控制PWM波占空比来实现调光功能，操作可通过按键来完成；该系统由电源输入端1，变压器2，L298N电压转换模块3，12WLED灯4，LCD液晶显示器5，单片机控制系统6，GY30感光模块7和键盘8组成，具有自动调光、照明效果稳定等优点，可以使光照随时保持在最合适的状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种教学设备，特别涉及一种新型LED教室灯，属于电子

技术介绍
目前，随着多媒体教学的推广，教室中的电设备增多，但在功能上相互干扰的情况时有发生。比如光线，投影仪在屏幕上投射影像会因为教室光线的影像而显示不清楚。很多教室通过关灯和拉窗帘的方式解决这个问题，但这样黑板又看不清楚，教室里的照明条件难以通过人为调节达到要求。市场上采用白炽灯、卤素灯、荧光灯为光源的照明灯也无法自动调节教室光照强度，并且普遍存在着低效率、高能耗等缺点，包括寿命已结束的含汞灯，一旦处理不当，将会对环境造成严重危害。如何克服上述缺点，提供一种新型LED教室灯可以实现自动调光的功能，将黑板和幕布光线稳定在合适的光照值内，让黑板和幕布同时看清，已成为目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种新型LED教室灯，根据GY30感光模块接受环境光强信号处理生成的当前光强数值，传给单片机进行控制和响应。该系统具有自动调光、照明效果稳定等优点，可以使光照随时保持在最合适的状态。本专利技术主要用于优化教学环境。其具体技术方案如下：一种新型LED教室灯，由电源输入端，变压器，L298N电压转换模块，12WLED灯，LCD液晶显示器，单片机控制系统，GY30感光模块和键盘组成；所述变压器接上电源输入端，变压器将220V交流电转换为12V直流电，再经L298N电压转换模块转化得到5V直流电，给LED灯和单r>片机控制系统供电。进一步的，所述的GY30感光模块内部自带A/D转换功能，包括光线强度采集模块和A/D转换模块，通过光敏电阻感受光强的模拟信号，经过内部光线强度采集电路转换直接生成光强的数值信息，通过串行通信方式将数字量信息传递给单片机；所述光线强度采集电路包括前级放大电路、减法器电路和后级放大电路，采集到的光线强度信号可以通过计算电流得出；其中前级放大电路包括放大器U1A、电容C1、C2、C3以及定值电阻R1、R3、R4、R5和光敏电阻R2；减法器电路包括放大器U1B、电容C4以及定值电阻R6、R7、R8、R10和滑动变阻器R9；后级放大电路包括放大器U2A、电容C5和定值电阻R11、R12、R13；最后，采集到的光强信号由放大器U2A的输出端1脚输出；通过计算光线强度采集电路的输出电流，电流大小将通过GY30感光模块内部的A/D转换，生成当前环境光强的数值量，并将光强数值以电信号的形式传送至单片机控制系统,其中，计算公式为:,,,,,,,,,；其中，为前级放大倍数，为输入电压，为前级放大电路的输出电压，为减法器电路的输出电压，为减法器的偏置电压，为后级放大倍数，为输出电压，a,b为光敏传感器的固定参数，x为光线强度，为输出电流，为系统设置光强，为初始LED灯的驱动电流强度，G为实际LED灯的驱动电流强度，为系统模拟常数,k是温度系数，T为LED灯的温度，t是LED灯在调光之前所工作的时间。进一步的，在实现调光功能时使用PWM调光。进一步的，所述的L298N电压转换模块，LCD液晶显示器，单片机控制系统和GY30感光模块集中安装在一个定制的小盒子中，方便地安装在所需调光的位置上。进一步的，所述的变压器固定在L298N电压转换模块的表面。进一步的，所述的12WLED灯与L298N电压转换模块之间用电线连接。进一步的，所述的键盘固定在单片机控制系统的表面。进一步的，所述的单片机控制系统选择以STC89C52系列单片机为核心搭建控制系统。进一步的，所述的LCD液晶显示器是LCD12864带背光液晶显示器。进一步的，所述的12WLED灯作为照明输出方式，功率较大。本专利技术设计的一种新型LED教室灯具有自动调光、照明效果稳定等优点，可以使光照随时保持在最合适的状态，不仅可以用于教室内灯光的调节，而且可以用于日常生活中，家庭中有很多时候都需要使用稳定而节能的照明设备，本款设计就是比较好的选择。在生产中遇到需要动态光照的情况时，为了避免人工调节光照强度的不便，也可以使用本设计。因此，本专利技术的应用范围是比较广的。附图说明图1是本专利技术的新型LED教室灯系统结构图；图2是该新型LED教室灯系统流程图；图3是视觉评价指标与驱动器之间的关系示意图；图4是光线强度采集电路。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。本专利技术的新型LED教室灯，如图1所示，它包括电源输入端1，变压器2，L298N电压转换模块3，12WLED灯4，LCD液晶显示器5，单片机控制系统6，GY30感光模块7和键盘8。首先将变压器2接上电源输入端1，变压器2将220V交流电转换为12V直流电，再经L298N电压转换模块转化得到5V直流电，此时即可给LED灯和单片机控制系统。所述L298N电压转换模块3、LCD液晶显示器5、单片机控制系统6和GY30感光模块7集中安装在一个定制的小盒子中，外观简约紧凑，可以方便地安装在所需调光的位置上。所述电源输入端1与220V交流电相连。所述变压器2固定在L298N电压转换模块3的表面。所述12WLED灯4与L298N电压转换模块3之间用电线连接。所述键盘8固定在单片机控制系统6的表面。所述的单片机控制系统6是选择以STC89C52系列单片机为核心搭建控制系统，具备基础运算、比较和输入输出功能的最小单片机系统，完成全部的控制、处理任务。所述的LCD液晶显示器5是LCD12864带背光液晶显示器，具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，可显示16×16点阵汉字，也可完成图形显示，低电压、低功耗。所述的GY30感光模块内部自带A/D转换功能，包括光线强度采集模块和A/D转换模块，通过光敏电阻感受光强的模拟信号，经过内部光线强度采集电路转换直接生成光强的数值信息，通过串行通信方式将数字量信息传递给单片机。所述的L298N电压转换模块3一方面可以放大电流，将单片机的控制信号转化为可以驱动LED的大功率电信号，另一方面是将工频交流电转化为低压直流电；所述的12WLED灯作为照明输出方式，功率较大。如图2所示，整个系统供电后开始工作，单片机控制系统先初始化加载特定参数并对LCD液晶显示器5与GY30感光模块7进行初始化。LCD液晶显示器5显示信息“WELCOME！”系统待命。此时使用者可通过键盘8的五个按键中的MODE键选择所需工作模式，模式１呼吸灯、模式2手动调光、模式3自动调光。在手动调光时，通过UP键与DOWN键可改变选择光强的等级，按下OK键确本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型LED教室灯，由电源输入端（1），变压器（2），L298N电压转换模块（3），12W LED灯（4），LCD液晶显示器（5），单片机控制系统（6），GY30感光模块（7）和键盘（8）组成；其特征在于：所述变压器（2）接上电源输入端（1），变压器（2）将220V交流电转换为12V直流电，再经L298N电压转换模块（3）转化得到5V直流电，给LED灯和单片机控制系统供电。

【技术特征摘要】
1.一种新型LED教室灯，由电源输入端（1），变压器（2），L298N电压转换模块（3），12W
LED灯（4），LCD液晶显示器（5），单片机控制系统（6），GY30感光模块（7）和键盘（8）组成；其特
征在于：所述变压器（2）接上电源输入端（1），变压器（2）将220V交流电转换为12V直流电，再
经L298N电压转换模块（3）转化得到5V直流电，给LED灯和单片机控制系统供电。
2.如权利要求2的新型LED教室灯，其特征在于：所述的GY30感光模块内部自带A/D转换
功能，包括光线强度采集模块和A/D转换模块，通过光敏电阻感受光强的模拟信号，经过内
部光线强度采集电路转换直接生成光强的数值信息，通过串行通信方式将数字量信息传递
给单片机；所述光线强度采集电路包括前级放大电路、减法器电路和后级放大电路，采集到
的光线强度信号可以通过计算电流得出；其中前级放大电路包括放大器U1A、电容C1、C2、C3
以及定值电阻R1、R3、R4、R5和光敏电阻R2；减法器电路包括放大器U1B、电容C4以及定值电
阻R6、R7、R8、R10和滑动变阻器R9；后级放大电路包括放大器U2A、电容C5和定值电阻R11、
R12、R13；最后，采集到的光强信号由放大器U2A的输出端1脚输出；通过计算光线强度采集
电路的输出电流，电流大小将通过GY30感光模块内部的A/D转换，生成当前环境光强的数值
量，并将光强数值以电信号的形式传送至单片机控制系统,其中，计算公式为:
,,,,,,
,,,；
其中，为前级放大倍数，为输入电压，为前级放大电路的输出电压，为减

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮，王艳奇，赵靖寅，李向，何敏游，魏来，汪旭辉，尹琳，杨凯，邹细勇，石岩，孟彦龙，张淑琴，金尚忠，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33