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CN118804438B - 一种具有智能调节系统的便携式照明装置 - Google Patents

一种具有智能调节系统的便携式照明装置 Download PDF

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Abstract

一种具有智能调节系统的便携式照明装置，所述便携式照明装置包括控制终端、LED发光组件、电池和控制电路板，所述控制电路板内置有智能调节系统，所述智能调节系统连接控制终端、LED发光组件和电池，所述智能调节系统包括MCU控制模块、亮度调节模块、续航调节模块和温度调节模块，所述MCU控制模块分别连接亮度调节模块、续航调节模块和温度调节模块，所述MCU控制模块用于三个模块的协调运行，所述控制终端通过智能调节系统启动调节亮度调节模块、续航调节模块和温度调节模块；当亮度调节模块、续航调节模块和温度调节模块三者中任一模块主动调节设定时，MCU控制模块控制其他两模块被动调节。

Description

一种具有智能调节系统的便携式照明装置
技术领域
本发明涉及照明装置控制系统领域，具体涉及一种具有智能调节系统的便携式照明装置。
背景技术
便携式照明装置是那些设计得小巧轻便、易于携带，并能在需要时提供照明的设备。这类设备具有独立的电源（如电池），能够在没有外部电源的情况下工作，非常适合在户外活动、夜间行走、紧急救援、家庭备用等多种场合使用。便携式照明装置主要包括手电筒、头灯、工作灯、营地灯、钥匙扣灯等。
便携式照明装置由于受到电池总电量的限制，因此便携式照明装置的续航时间、发光亮度存在相应的制衡关系。如一旦需要较长的续航时长，则其发光亮度必然下降，否则无法维持长续航。现有的便携式照明装置功能结构单一，其续航时间、发光亮度和发热温度无法调节，因此无法自主调整便携式照明装置的关键参数以灵活适配其对应的环境。
现有技术中申请号 201710647049X 公开的一种便携式照明装置亮度调节方法及终端、计算机可读存储介质，其具体公开采用手机端对手机便携式照明装置调节亮度的方法，但是其并未公开便携式照明装置内调整亮度的方式，也并未公开调整便携式照明装置发光亮度和发热温度的方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种具有智能调节系统的便携式照明装置：
一种具有智能调节系统的便携式照明装置，所述便携式照明装置包括控制终端、LED发光组件、电池和控制电路板，所述控制电路板内置有智能调节系统，所述智能调节系统连接控制终端、LED发光组件和电池，所述智能调节系统包括MCU控制模块、亮度调节模块、续航调节模块和温度调节模块，所述MCU控制模块分别连接亮度调节模块、续航调节模块和温度调节模块，所述MCU控制模块用于三个模块的协调运行，所述亮度调节模块用于检查控制LED发光组件的发光亮度，所述续航调节模块用于检查控制LED发光组件的续航时间，所述温度调节模块用于检查控制便携式照明装置的发热温度，所述控制终端通过智能调节系统启动调节亮度调节模块、续航调节模块和温度调节模块；当亮度调节模块、续航调节模块和温度调节模块三者中任一模块主动调节设定时，MCU控制模块控制其他两模块被动调节。
优选的，所述MCU控制模块包括串联电池的电压检测模块和稳压电路模块，所述电压检测模块包括电阻R6、电阻R8、电容C8和AD转换器，所述电池、电阻R6和电阻R8依次串联，所述电阻R8并联电容C8，所述AD转换器并联电容C8两端，所述AD转换器用于检测电路电压电信号并将其输出为数字信号。
优选的，所述稳压电路模块包括电容C21、电容C22和芯片U5，所述电池分别通过电容C21和电容C22连接芯片U5的输出端OUT和输入端VIN，通过芯片U5的稳压后输出至MCU控制模块，电容C21的前端连接芯片U5的接地端GND。
优选的，所述MCU控制模块内置有蓝牙模块、PWM控制模块和信号处理模块。
优选的，所述MCU控制模块外接有外部晶振Y1。
优选的，所述控制终端无线连接或电连接MCU控制模块，所述控制终端内设有显控模块，所述显控模块用于显示便携式照明装置的参数组，所述参数组包括各个模块的流明参数、电池容量参数、电池续航时长和温度参数。
优选的，所述显控模块是连接MCU控制模块的手机APP、微信小程序或设置于便携式照明装置上的触摸显示屏。
优选的，所述亮度调节模块是LED恒流控制模块，所述亮度调节模块包括芯片U6和连接芯片U6的1-6脚，所述芯片U6是降压恒流芯片，电池通过设有的滤波电容C23连接供电正极引脚4脚，电池连接芯片U6的供电负极2脚；所述3脚为降压恒流芯片U6的工作与停止引脚，高电平工作，低电平停止，通过控制工作和停止的时间来实现亮度的调节；所述6脚是电流检测引脚，所述6脚用于检测设有的电阻R24的两端电压实现判断LED发光组件的电流，与内部比较器比较，实现电流恒定；所述1脚为驱动引脚，所述1脚连接设有的电流放大电路Q1，所述电流放大电路Q1连接设有的LED分流模块，所述LED分流模块包括电感L３和二极管D１，所述电感L3和LED发光组件相互串联，所述电感L3和LED发光组件的串联组与二极管D1并联组成LED分流模块，所述供电电压连接4脚和LED分流模块另一端，所述电感L３和二极管D１用于实现电路降压。
优选的，所述续航调节模块包括电阻R20、芯片U4和电阻R16，所述电池正极接电阻R20，当充电或者放电时，电流流过电阻R20产生电压U20，所述芯片U4通过检测相应电压U20来判断电流大小，并由芯片U4的OUT输出端经电阻R16传输信号到MCU控制模块，所述MCU控制模块通过收集的电池电量参数数据来设定输出功率，从而控制便携式照明装置的续航时长。
优选的，所述MCU控制模块通过EN电路连接温度检测模块，所述温度检测模块包括电阻R10、NTC热敏电阻R11和电容C10，所述电阻R10连接EN电路，所述电阻R10分别连接NTC热敏电阻R11和电容C10，所述NTC热敏电阻R11和电容C10相互并联，所述NTC热敏电阻R11和电容C10的另一端均连接电池，所述MCU控制模块通过接收温度检测模块电信号实现对温度的检测，当温度检测模块检测到温度位于设定范围外时，所述MCU控制模块通过控制电流变化实现发热的温度调节。
有益效果：本发明能够对便携式照明装置发光亮度、续航时长和本身温度实现相应的参数控制，从而使得便携式照明装置能够灵活适配各类应用环境。
附图说明
图1为MCU控制模块的电路框图。
图2为亮度调节模块的电路示意图。
图3为续航调节模块的电路示意图。
图4为温度检测模块的电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图1-4与实施例对本发明进行进一步说明。
一种具有智能调节系统的便携式照明装置，所述便携式照明装置包括控制终端、LED发光组件、电池和控制电路板，所述控制电路板内置有智能调节系统，所述智能调节系统连接控制终端、LED发光组件和电池，所述智能调节系统包括MCU控制模块、亮度调节模块、续航调节模块和温度调节模块，所述MCU控制模块分别连接亮度调节模块、续航调节模块和温度调节模块，所述MCU控制模块用于三个模块的协调运行，所述亮度调节模块用于检查控制LED发光组件的发光亮度，所述续航调节模块用于检查控制LED发光组件的续航时间，所述温度调节模块用于检查控制便携式照明装置的发热温度，所述控制终端通过智能调节系统启动调节亮度调节模块、续航调节模块和温度调节模块；当亮度调节模块、续航调节模块和温度调节模块三者中任一模块主动调节设定时，MCU控制模块控制其他两模块被动调节，此时主动调节的模块优先级高于被动调节的两个其他模块。
所述MCU控制模块包括主控芯片U2、蓝牙模块、PWM控制模块、信号处理模块、电压检测模块和稳压电路模块，所述MCU控制模块外接有外部晶振Y1。
电压检测模块、稳压电路模块和电池相互串联，所述电压检测模块包括电阻R6、电阻R8、电容C8和AD转换器，所述电池、电阻R6和电阻R8依次串联，所述电阻R8并联电容C8，所述AD转换器并联电容C8两端，所述AD转换器用于检测电路电压电信号并将其输出为数字信号。所述稳压电路模块包括电容C21、电容C22和芯片U5，所述电池分别通过电容C21和电容C22连接芯片U5的输出端OUT和输入端VIN，通过芯片U5的稳压后输出至MCU控制模块，电容C21的前端连接芯片U5的接地端GND。
所述控制终端无线连接或电连接MCU控制模块，所述控制终端内设有显控模块，所述显控模块用于显示便携式照明装置的参数组，所述参数组包括各个模块的流明参数、电池容量参数、电池续航时长和温度参数。所述显控模块是连接MCU控制模块的手机APP、微信小程序或设置于便携式照明装置上的触摸显示屏。若是通过手机APP或微信小程序等方式，本申请的控制终端即使用户的手机，通过手机和MCU控制模块的蓝牙连接方式实现无线连接传输。
所述亮度调节模块是LED恒流控制模块，所述亮度调节模块包括芯片U6和连接芯片U6的1-6脚，所述芯片U6是降压恒流芯片，电池通过设有的滤波电容C23连接供电正极引脚4脚，电池连接芯片U6的供电负极2脚；所述3脚为降压恒流芯片U6的工作与停止引脚，高电平工作，低电平停止，通过控制工作和停止的时间来实现亮度的调节；所述6脚是电流检测引脚，所述6脚用于检测设有的电阻R24的两端电压实现判断LED发光组件的电流，与内部比较器比较，实现电流恒定；所述1脚为驱动引脚，所述1脚连接设有的电流放大电路Q1，所述电流放大电路Q1连接设有的LED分流模块，所述LED分流模块包括电感L３和二极管D１，所述电感L3和LED发光组件相互串联，所述电感L3和LED发光组件的串联组与二极管D1并联组成LED分流模块，所述供电电压连接4脚和LED分流模块另一端，所述电感L３和二极管D１用于实现电路降压。
所述续航调节模块包括电阻R20、芯片U4和电阻R16，所述电池正极接电阻R20，当充电或者放电时，电流流过电阻R20产生电压U20，所述芯片U4是电流检测芯片，所述芯片U4通过检测相应电压U20来判断电流大小，并由芯片U4的OUT输出端经电阻R16传输信号到MCU控制模块，所述MCU控制模块通过收集的电池电量参数数据来设定输出功率，从而控制便携式照明装置的续航时长。
所述MCU控制模块通过EN电路连接温度检测模块，所述温度检测模块包括电阻R10、NTC热敏电阻R11和电容C10，所述电阻R10连接EN电路，所述电阻R10分别连接NTC热敏电阻R11和电容C10，所述NTC热敏电阻R11和电容C10相互并联，所述NTC热敏电阻R11和电容C10的另一端均连接电池，所述MCU控制模块通过接收温度检测模块电信号实现对温度的检测，当温度检测模块检测到温度位于设定范围外时，所述MCU控制模块能够通过控制电流变化实现发热的温度调节。电流控制结构通过调整电阻值等方式均可实现，因此并不过多赘述。所述温度检测模块和MCU控制模块的电流控制结构形成所述的温度调节模块。
本发明可以通过控制设定发热温度的最大温度值低于某设定值为第一优先级，而主动调节的参数作为第二优先级，从而在可以实现灵活调整相应参数的同时避免便携式照明装置在运行时由于发热温度过高而导致设备的损坏。
本申请还包括连接MCU控制模块的充放电模块，所述充放电模块设有USB接口，所述USB接口用于电池的充放电。
实际运行：当用户在需要长时间在野外等需要长续航要求时，可以通过主动调节显控模块上面的具体参数值，如30小时等，此时亮度调节模块和温度调节模块自动调整为被动调节模式。MCU控制模块通过收集的电池电量参数数据来设定输出功率，从而控制便携式照明装置的续航时长。当用户在温度较低环境时，用户需要便携式照明装置发热从而能够为设备本身和手持用户提供相应的热量，以适应环境需求。在较暗的环境下可以通过调整显控模块中的流明参数实现对亮度调节模块的调整。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了说明本发明所作的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷例。而这些属于本发明的实质精神所引申出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种具有智能调节系统的便携式照明装置，其特征在于：所述便携式照明装置包括控制终端、LED发光组件、电池和控制电路板，所述控制电路板内置有智能调节系统，所述智能调节系统连接控制终端、LED发光组件和电池，所述智能调节系统包括MCU控制模块、亮度调节模块、续航调节模块和温度调节模块，所述MCU控制模块分别连接亮度调节模块、续航调节模块和温度调节模块，所述MCU控制模块用于三个模块的协调运行，所述亮度调节模块用于检查控制LED发光组件的发光亮度，所述续航调节模块用于检查控制LED发光组件的续航时间，所述温度调节模块用于检查控制便携式照明装置的发热温度，所述控制终端通过智能调节系统启动调节亮度调节模块、续航调节模块和温度调节模块；当亮度调节模块、续航调节模块和温度调节模块三者中任一模块主动调节设定时，MCU控制模块控制其他两模块被动调节；
所述MCU控制模块包括串联电池的电压检测模块和稳压电路模块，所述电压检测模块包括电阻R6、电阻R8、电容C8和AD转换器，所述电池、电阻R6和电阻R8依次串联，所述电阻R8并联电容C8，所述AD转换器并联电容C8两端，所述AD转换器用于检测电路电压电信号并将其输出为数字信号；所述稳压电路模块包括电容C21、电容C22和芯片U5，所述电池通过电容C21连接芯片U5的输出端OUT，所述电池通过电容C22连接芯片U5的输入端VIN，通过芯片U5的稳压后输出至MCU控制模块，电容C21的前端连接芯片U5的接地端GND；
所述亮度调节模块是LED恒流控制模块，所述亮度调节模块包括芯片U6和连接芯片U6的1-6脚，所述芯片U6是降压恒流芯片，电池通过设有的滤波电容C23连接供电正极引脚4脚，电池连接芯片U6的供电负极2脚；所述3脚为降压恒流芯片U6的工作与停止引脚，高电平工作，低电平停止，通过控制工作和停止的时间来实现亮度的调节；所述6脚是电流检测引脚，所述6脚用于检测设有的电阻R24的两端电压实现判断LED发光组件的电流，与内部比较器比较，实现电流恒定；所述1脚为驱动引脚，所述1脚连接设有的电流放大电路Q1，所述电流放大电路Q1连接设有的LED分流模块，所述LED分流模块包括电感L３和二极管D1，所述电感L3和LED发光组件相互串联，所述电感L3和LED发光组件的串联组与二极管D1并联组成LED分流模块，所述电池连接4脚和LED分流模块另一端，所述电感L３和二极管D1用于实现电路降压；
所述续航调节模块包括电阻R20、芯片U4和电阻R16，所述电池正极接电阻R20，当充电或者放电时，电流流过电阻R20产生电压U20，所述芯片U4通过检测相应电压U20来判断电流大小，并由芯片U4的OUT输出端经电阻R16传输信号到MCU控制模块，所述MCU控制模块通过收集的电池电量参数数据来设定输出功率，从而控制便携式照明装置的续航时长；
所述MCU控制模块通过设有的EN电路连接温度检测模块，所述温度检测模块包括电阻R10、NTC热敏电阻R11和电容C10，所述电阻R10连接EN电路，所述电阻R10分别连接NTC热敏电阻R11和电容C10，所述NTC热敏电阻R11和电容C10相互并联，所述NTC热敏电阻R11和电容C10的另一端均连接电池，所述MCU控制模块通过接收温度检测模块电信号实现对温度的检测，当温度检测模块检测到温度位于设定范围外时，所述MCU控制模块通过控制电流变化实现发热的温度调节。
2.根据权利要求1所述的一种具有智能调节系统的便携式照明装置，其特征在于：所述MCU控制模块内置有蓝牙模块、PWM控制模块和信号处理模块。
3.根据权利要求1所述的一种具有智能调节系统的便携式照明装置，其特征在于：所述MCU控制模块外接有外部晶振Y1。
4.根据权利要求1所述的一种具有智能调节系统的便携式照明装置，其特征在于：所述控制终端无线连接或电连接MCU控制模块，所述控制终端内设有显控模块，所述显控模块用于显示便携式照明装置的参数组，所述参数组包括各个模块的流明参数、电池容量参数、电池续航时长和温度参数。
5.根据权利要求1所述的一种具有智能调节系统的便携式照明装置，其特征在于：所述显控模块是连接MCU控制模块的手机APP、微信小程序或设置于便携式照明装置上的触摸显示屏。
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