CN113840418A - 分段亮起的唤醒光疗机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了分段亮起的唤醒光疗机，属于照明控制技术领域，该分段亮起的唤醒光疗机，包括控制系统，所述控制系统输出PWM信号三到BOOST升压电路，PWM信号即脉冲宽度调整信号，其中所述PWM信号三的占空比均匀增加，所述BOOST升压电路根据所述PWM信号三高低电平的时间比率，稳定输出电压信号到矩阵发光单元，使所述矩阵发光单元中的所有发光件均匀在半小时内缓慢的亮起，其中矩阵发光单元的发光亮度分成十个等级，在预设时间之前的半小时所述控制系统开始输出PWM信号。通过输出PWM信号来对LED灯光进行调整，使其能够均匀缓慢的亮起，使用多个LED灯的灯光来实现模拟阳光，模拟日出效果，防止用户突然惊醒，导致头晕等不适症状。
Description
技术领域
本发明属于照明控制技术领域，具体涉及分段亮起的唤醒光疗机。
背景技术
闹钟是带有闹时装置的钟。既能指示时间，又能按人们预定的时刻发出音响信号或其他信号。闹钟的机芯结构主要有机械式和石英电子式两大类。其他如晶体管摆轮游丝式、音叉式等类型已很少用，通常置于台子上使用的称台式闹钟，主要为旅行使用的称旅行闹钟。日用机械闹钟的走时日误差一般在120秒/日以内，石英电子闹钟的走时日误差一般在0.2秒/日以内。闹钟有很多种类，机械的、石英的，自从它被人利用钟摆的原理发明以来已经成为人们生活中不能缺少的物品。
广大上班族，一般都是通过清晨的闹钟铃声来进行叫醒的，然而被突如其来的闹铃声惊醒，容易导致一整天头晕昏沉等不适症状。
如CN204042517U为一种LED自然唤醒灯，其结构包括灯体外壳、LED灯、驱动电源，所述灯体以柔光外壳做为灯体外壳，其结构还包括定时器开关，通过定时器开关控制驱动电源开关，控制LED灯工作。本实用新型将LED灯用定时器开关控制，并与音乐播放器结合，配合开关控制，使用柔和的灯光作为媒介，可以模拟日出日落，在清晨唤醒熟睡的人们，在夜晚帮助人们入睡，同时，可以作为床头照明灯具使用。但其并未对唤醒灯如何亮起进行说明，为此，我们提出分段亮起的唤醒光疗机来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供分段亮起的唤醒光疗机，以解决上述背景技术中提出现有闹钟在使用过程中，由于突如其来的闹铃声惊醒，容易导致一整天头晕昏沉等不适症状。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：分段亮起的唤醒光疗机，包括控制系统，所述控制系统输出PWM信号三到BOOST升压电路，PWM信号即脉冲宽度调整信号，其中所述PWM信号三的占空比均匀增加，所述BOOST升压电路根据所述PWM信号三高低电平的时间比率，稳定输出电压信号到矩阵发光单元，使所述矩阵发光单元中的所有发光件均匀在半小时内缓慢的亮起，其中矩阵发光单元的发光亮度分成十个等级。
优选的，在预设时间之前的半小时所述控制系统开始输出PWM信号，所述控制系统输出的所述PWM信号三的占空比逐渐增加，配合所述矩阵发光单元，所述PWM信号三分十个等级的占空比，随时间逐步增加占空比。
优选的，所述控制系统的主控芯片采用单片机，所述单片机还连接外部晶振电路，所述外部晶振电路用以作为单片机运转时的外部时钟参考。
优选的，所述单片机通过BAT充电电路进行供电，外部电源接入所述BAT充电电路，对整个电路进行供电，所述BAT充电电路还包括BAT电池，所述BAT电池用以通过所述单片机向外部晶振电路供电，以形成单片机最小系统。
优选的，所述单片机还连接液晶显示单元，用以提供功能选项，并显示操作状态，所述液晶显示单元对应的硬件为点阵液晶显示屏。
优选的，所述点阵液晶显示屏为LCD12864液晶显示屏。
优选的，所述单片机还连接按键控制单元，所述按键控制单元对应的实现电路为按键控制电路，对各个按键进行预定义，并通过按压按键实现相应的操作。
优选的，所述单片机还输出PWM信号二，用以控制响铃电路，在到达预设时间时，铃声响起。
优选的，所述矩阵发光单元采用LED灯作为发光件。
优选的，所述LED灯排列成4*7的矩阵状，以使所述矩阵发光单元的亮度均匀。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过输出PWM信号来对矩阵发光单元进行调光，使LED灯能够均匀缓慢的亮起，使用多个LED灯的灯光来实现模拟阳光，将矩阵发光单元整体亮度分为十个等级，使其内部所有LED灯在半小时内逐渐变亮，因此用户在设定完起床时间后，LED灯会在半小时前亮起，并分成十个等级，均匀分布在这半小时缓慢的亮起，如此模拟日出效果，防止用户突然惊醒，导致头晕等不适症状。
附图说明
图1为本发明的控制流程图；
图2为本发明的主控芯片电路原理图；
图3为本发明的外部晶振电路原理图；
图4为本发明的LED矩阵电路原理图；
图5为本发明的烧录口电路原理图；
图6为本发明的BOOST升压电路原理图；
图7为本发明的12864显示模块电路原理图；
图8为本发明的按键控制电路原理图；
图9为本发明的响铃电路原理图；
图10为本发明的BAT充电电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：分段亮起的唤醒光疗机，包括控制系统，控制系统输出PWM信号三到BOOST升压电路，PWM信号即脉冲宽度调整信号，其中PWM信号一的占空比均匀增加，BOOST升压电路根据PWM信号三高低电平的时间比率，稳定输出电压信号到矩阵发光单元，使矩阵发光单元使其均匀在半小时内缓慢的亮起，其中矩阵发光单元的发光亮度分成十个等级。
本实施方案中，通过单片机本身输出PWM信号三对矩阵发光单元的亮度进行调控，从而使矩阵发光单元在半小时内逐步增加亮度，以达到模拟清晨太阳日出的作用，用于唤醒用户，避免闹钟突然惊醒带来的头晕等不适症状。
PWM就是Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制。
脉宽调制基本原理：控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等但宽度不一致的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲，使各脉冲的等值电压为正弦波形，所获得的输出平滑且低次谐波少。
具体的，在预设时间之前的半小时控制系统开始输出PWM信号，控制系统输出的PWM信号三的占空比逐渐增加，配合矩阵发光单元，PWM信号三分十个等级的占空比，随时间逐步增加占空比。
本实施例中，用户对叫醒时间进行预设，预设时间之前的半小时，单片机从休眠状态开始输出PWM信号，使整个电路运转。
BOOST升压电路是利用开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出的一种开关电源，它以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用在各行业电子设备找那个，是不可缺少的一种电源架构。
BOOST升压电路还对输出的PWM信号三的电压进行抬升，以驱动矩阵发光单元。
PWM信号三分十个等级的占空比，随时间逐步增加占空比，即每隔三分钟亮度提升一个等级，进一步使BOOST升压电路每隔三分钟使电压同步抬升一个等级，提高矩阵发光单元的亮度。
具体的，控制系统的主控芯片采用单片机，单片机还连接外部晶振电路，外部晶振电路用以作为单片机运转时的外部时钟参考。
本实施例中，其中单片机的型号为HT66F3195，并连接外部晶振电路，外部晶振电路用以作为单片机运转时的外部时钟参考，避免电路无外界供电时，时钟停止运转，导致重新启动时光疗机显示时间错误。
具体的，单片机通过BAT充电电路进行供电，外部电源接入BAT充电电路，对整个电路进行供电，BAT充电电路还包括BAT电池，BAT电池用以通过单片机向外部晶振电路供电，以形成单片机最小系统。
本实施例中，外部电源接入BAT充电电路，通过BAT充电电路对单片机进行供电，进一步通过BAT电池维持单片机最小系统的运转，而且在单片机的非工作时间，即不输出PWM信号对外部电路进行控制时，单片机休眠，通过BAT电池维持外部晶振电路的振荡，保持外部时钟，降低功耗。
外部晶振电路还可选择有源晶振，并调整成相应电路接入单片机，作为外部时钟参考。
具体的，单片机还连接液晶显示单元，用以提供功能选项，并显示操作状态，液晶显示单元对应的硬件为点阵液晶显示屏。
本实施例中，用户通过点阵液晶显示屏及按键控制单元实现交互操作，如对叫醒时间进行设置，关闭闹钟等操作。
具体的，点阵液晶显示屏为LCD12864液晶显示屏。
本实施例中，LCD12864指的是128*64点阵液晶模块的点阵数简称，可根据使用环境或定价，采用液晶屏的TN、HTN、FSTN、FFSTN、VA类型。
具体的，单片机还连接按键控制单元，按键控制单元对应的实现电路为按键控制电路，对各个按键进行预定义，并通过按压按键实现相应的操作。
本实施例中，设置多个按键以控制单片机，并通过液晶显示单元显示出对应的操作，以实现闹钟设定、闹钟关闭等操作。
具体的，单片机还输出PWM信号二，用以控制响铃电路，在到达预设时间时，铃声响起。
本实施例中，响铃电路中的铃声在用户预设的时间响起，用户在矩阵发光单元完全亮起后，还未醒来将闹钟铃声关闭，则铃声响起叫醒用户。
具体的，矩阵发光单元采用LED灯作为发光件。
本实施例中，选用LED灯作为矩阵发光单元的发光件，对应的通过LED矩阵电路实现亮起。
考虑到LED的亮度，为使其能够模拟太阳光亮起，本电路外部对应的装置结构可采用10cm*10cm的形状。
单片机还连接烧录口，用以对单片机内部的程序进行烧录。
具体的，LED灯排列成4*7的矩阵状，以使矩阵发光单元的亮度均匀。
本实施例中，BOOST升压电路供给矩阵发光单元的最高电压为12V，矩阵发光单元即LED矩阵电路，由于LED灯完全亮起的电压为1.5V，因此采用4个LED灯串联形成一路，再将七路并联，矩阵发光单元的亮度均匀。
本发明的工作原理及使用流程：单片机通过BAT充电电路进行供电，外部电源接入BAT充电电路，对整个电路进行供电，BAT充电电路还包括BAT电池，BAT电池用以通过单片机向外部晶振电路供电，以形成单片机最小系统，通过外部晶振电路维持外部时钟，在预设时间之前的半小时单片机停止休眠，单片机的型号为HT66F3195，开始输出PWM信号，输出的PWM信号三的占空比逐渐增加，配合矩阵发光单元，PWM信号三分十个等级的占空比，随时间逐步增加占空比，单片机输出的PWM信号三到BOOST升压电路，进一步使BOOST升压电路每隔三分钟使电压同步抬升一个等级，提高矩阵发光单元的亮度，使所述矩阵发光单元中的所有发光件均匀在半小时内缓慢的亮起，设置多个按键以控制单片机，并通过液晶显示单元显示出对应的操作，以实现闹钟设定、闹钟关闭等操作，BOOST升压电路供给矩阵发光单元的最高电压为12V，矩阵发光单元即LED矩阵电路，由于LED灯完全亮起的电压为1.5V，因此采用4个LED灯串联形成一路，再将七路并联，矩阵发光单元的亮度均匀。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.分段亮起的唤醒光疗机，其特征在于：包括控制系统，所述控制系统输出PWM信号三到BOOST升压电路，PWM信号即脉冲宽度调整信号，其中所述PWM信号三的占空比均匀增加，所述BOOST升压电路根据所述PWM信号三高低电平的时间比率，稳定输出电压信号到矩阵发光单元，使所述矩阵发光单元中的所有发光件均匀在半小时内缓慢的亮起，其中矩阵发光单元的发光亮度分成十个等级。
2.根据权利要求1所述的分段亮起的唤醒光疗机，其特征在于：在预设时间之前的半小时所述控制系统开始输出PWM信号，所述控制系统输出的所述PWM信号三的占空比逐渐增加，配合所述矩阵发光单元，所述PWM信号三分十个等级的占空比，随时间逐步增加占空比。
3.根据权利要求1所述的分段亮起的唤醒光疗机，其特征在于：所述控制系统的主控芯片采用单片机，所述单片机还连接外部晶振电路，所述外部晶振电路用以作为单片机运转时的外部时钟参考。
4.根据权利要求3所述的分段亮起的唤醒光疗机，其特征在于：所述单片机通过BAT充电电路进行供电，外部电源接入所述BAT充电电路，对整个电路进行供电，所述BAT充电电路还包括BAT电池，所述BAT电池用以通过所述单片机向外部晶振电路供电，以形成单片机最小系统。
5.根据权利要求4所述的分段亮起的唤醒光疗机，其特征在于：所述单片机还连接液晶显示单元，用以提供功能选项，并显示操作状态，所述液晶显示单元对应的硬件为点阵液晶显示屏。
6.根据权利要求5所述的分段亮起的唤醒光疗机，其特征在于：所述点阵液晶显示屏为LCD12864液晶显示屏。
7.根据权利要求5所述的分段亮起的唤醒光疗机，其特征在于：所述单片机还连接按键控制单元，所述按键控制单元对应的实现电路为按键控制电路，对各个按键进行预定义，并通过按压按键实现相应的操作。
8.根据权利要求7所述的分段亮起的唤醒光疗机，其特征在于：所述单片机还输出PWM信号二，用以控制响铃电路，在到达预设时间时，铃声响起。
9.根据权利要求1所述的分段亮起的唤醒光疗机，其特征在于：所述矩阵发光单元采用LED灯作为发光件。
10.根据权利要求9所述的分段亮起的唤醒光疗机，其特征在于：所述LED灯排列成4*7的矩阵状，以使所述矩阵发光单元的亮度均匀。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20211224 |