CN202652611U - 人体感应声光控制自动调光智能灯箱电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种人体感应声光控制自动调光智能灯箱电路，由控制板、LED驱动板和电源三部分组成，电源分别给控制板和LED驱动板供电，控制板连接LED驱动板并给一个PWM信号给LED驱动板，控制板上设有电源电路、光控开关电路、光控自动调光电路、声控自动调光电路和人体感应自动调光电路，LED驱动板上设有并联的若干驱动电路以及与驱动电路相互连接的二极管,由于亮度要求非常强，一般的电源电路满足不了LED驱动板的要求，所以本实用新型采用220V转24V大功率开关电源。本实用新型的有益效果为：灯箱的亮度可随环境亮度的变化而自动变化，环境越亮，灯箱也越亮；当环境亮度值达到预设值后，灯箱会自动关闭，节能高效。

Description

人体感应声光控制自动调光智能灯箱电路

技术领域

本实用新型涉及一种人体感应声光控制自动调光智能灯箱电路。

背景技术

LED作为新一代以固态发光的照明光源，具有体积小、重量轻、光效高、机械强度大、安全可靠、寿命长、应用灵活、开关耐受性能好、便于控制等诸多有点，比白炽灯节能95%以上，比节能荧光灯节能三分之二以上，是智能控制照明光源的最理想选择，具有绝对优势取代和替换传统的白炽灯和节能荧光灯。

LED光源与灯管相比的诸多优点中，易于实现调光是它的一个突出的优势所在。在通常的LED灯箱中，开关电源通过电阻限流（或均压）后直接驱动LED。这种电路成本低廉，但不能实现自动或手动亮度调节是这种电路的最大缺陷所在，更不能实现所有单元灯板的同步调光。同时由于这种电路采用的是直流驱动，较之脉冲驱动在同样亮度条件下，所消耗的功率要大得多，而且LED发出光源的色温也会随着LED电流大小的不同而变化。

采用PWM脉冲的调光电路与以上直流驱动则不同，LED处在时通时断的脉冲工作状态，脉冲顶部越宽，LED导通时间就越长，LED就越亮，反之就会越暗。只要能将环境亮度的变化（或电位器）通过光敏器件转变为脉冲宽度的变化，就能实现灯箱亮度随环境亮度自动调节亮度的功能。由于LED只在导通时消耗电源的功率，而在断开时的功耗则为零，因此平均功耗在同等亮度条件下要比直流驱动所消耗的功率要小，从而可达到节能及延长LED使用寿命的目的。在PWM调光时，导通时的最大电流为所设定的恒定值，电流的大小只与PWM的宽度有关，因此不会因导通电流的变化对色温产生影响。

在楼道、停车场、车库、卫生间、以及公园、庭院、车站、道路等公共场所和家庭辅助照明应用中，各种声控、光控、人体感应控制或声光智能控制电路十分常用，这种智能开关控制电路无需手动开关控制，就能自动实现白天不亮，晚上无人活动时不亮，有人活动时点亮，以达到节能的目的。根据这些特殊的敏感器件的特性，我们完全可以用他们来自动控制PWM宽度的输出，从而达到自动调光的目的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种人体感应声光控制自动调光智能灯箱电路，实现环境越亮，灯箱也越亮，反之就越暗，以达到最好的视觉效果和节能的目的。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：

一种人体感应声光控制自动调光智能灯箱电路，包括控制板、并联连接的若干LED驱动板、以及电源，所述控制板连接LED驱动板，控制板与LED驱动板均连接电源，所述控制板上设有相互连接的电源电路、光控开关电路、光控自动调光电路、声控自动调光电路和人体感应自动调光电路，LED驱动板由并联的若干驱动电路以及与驱动电路相互连接的二极管组成。

所述电源为220V转24V的开关电源。

所述光控开关电路包括放大电路、集成运放电路、以及由555定时器组成的施密特触发器电路。

所述光控自动调光电路包括光敏电阻及与光敏电阻相应的放大电路。

所述声控自动调光电路包括MIC、运放电路、与非门、以及由555定时器构成的单稳态触发器。

所述人体感应自动调光电路包括人体红外传感器/人体红外线接收器、集成运放电路、以及由555定时器构成的单稳态触发器。

本实用新型的有益效果为：灯箱的亮度可随环境亮度的变化而自动变化，环境越亮，灯箱也越亮；当环境亮度值达到预设值后，灯箱会自动关闭，节能高效；当有人从灯箱下经过或者噪音达到了一定的分贝时，灯箱就会发出高亮，起一个醒目的作用，并且延时一段时间后，如果附近没有人经过，也没有噪音，灯箱又变为正常亮度，实现了根据环境亮度变化的自动开/关机功能。 

附图说明

下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型实施例所述的人体感应声光控制自动调光智能灯箱电路原理框图；

图2是本实用新型实施例所述的人体感应声光控制自动调光智能灯箱电路原理图；

图3是本实用新型实施例所述的人体感应声光控制自动调光智能灯箱电路中LED驱动板上驱动电路的电路图。

图中：

1、控制板；101、电源电路；102、光控开关电路；103、光控自动调光电路；104、声控自动调光电路；105、人体感应自动调光电路；2、LED驱动板；201、驱动电路；202、二极管；3、电源。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型实施例所述的人体感应声光控制自动调光智能灯箱电路，包括控制板1、并联连接的3个LED驱动板2和电源3，所述控制板1连接LED驱动板2，控制板1和LED驱动板2均连接电源3，控制板1给一个PWM信号给LED驱动板2，所述控制板1上设有相互连接的电源电路101（电源电路101把输入的24V直流电转换为5V稳定的直流电，供控制板1工作）、光控开关电路102、光控自动调光电路103、声控自动调光电路104和人体感应自动调光电路105，LED驱动板2由并联的4个驱动电路201以及与驱动电路201相互连接的二极管202组成，驱动电路201是由控制板1输出的PWM信号和DW8502电源芯片及其外围器件组成的一个恒流可调驱动电路，当LED处在时通时断的脉冲工作状态时，脉冲顶部越宽，LED导通时间就越长，LED就越亮，反之就会越暗。

由于广告灯箱对光的亮度要求非常强，一般的电源电路满足不了LED驱动板的要求，所述本实用新型采用220V转24V的大功率开关电源。

电源电路101是由电源芯片和其相应的外围电路组成，把输入的24V直流电转换为5V稳定的直流电，供控制板1工作。

所述光控开关电路102是一个智能电源控制单元，其包括放大电路、集成运放电路、以及由555定时器组成的施密特触发器电路。通过光的强弱，来触发定时器以改变输出的矩形脉冲波形，从而来控制灯箱的亮灭。当环境亮度值达到预设值后，灯箱会自动关闭，达到节能效果。当环境亮度低于预设值时，灯箱回自动点亮。

所述光控自动调光电路103包括光敏电阻及与光敏电阻相应的放大电路。通过光敏电阻对光的敏感性，把微弱的光变化，转换为电变化，再经过放大电路放大，把信号给集成运放电路的反向输入端，而达到对信号进行微调，从而使灯箱实现自动调光功能。

所述声控自动调光电路104包括MIC、运放电路、与非门、以及由555定时器构成的单稳态触发器。通过MIC对声音的敏感，把声音信号转换为电信号，再把电信号送给二级运放电路的负输入端，再经过三极管放大送给555构成的单稳态触发器（起延时作用），再把信号送给与非门，从而保证在平时没有声音的时候输出一直都是高电平，当有噪音的时候输出为低电平。

所述人体感应自动调光电路105包括热释电人体红外传感器或对人体红外线极为敏感的红外接收器、集成运放电路、以及由555定时器构成的单稳态触发器。人体辐射的红外线中心波长为9~10um，而热释电红外传感器的波长灵敏度在0.2~20um范围内几乎稳定不变，正好适合于人体红外辐射的探测。当有人靠近的时候，传感器或者接收器接收微弱的人体红外线，并转换为电信号，再把电信号送给二级运放电路的反向输入端，再经过三极管放大送给555构成的单稳态触发器（起延时作用），再把信号送给与非门，从而保证在灯箱附近没有人经过的时候输出一直都是高电平，当有人从灯箱下经过的时候输出为低电平。

所述LED驱动板由4个分别独立的驱动电路和相对应发光二极管组成。驱动电路其实是由控制板输出的PWM信号和DW8502电源芯片及其外围为器件组成的一个恒流可调驱动电路。LED处在时通时断的脉冲工作状态，脉冲顶部越宽，LED导通时间就越长，LED就越亮，反之就会越暗

具体使用时，在白天的时候，随着环境亮度的加强，灯的亮度也会自动加强，环境亮度变，灯也会自动变暗。但是当环境亮度一直加强到一定的值，灯箱就会自动熄灭。在正常自动调光工作状态时，如果环境的噪音比较大，或者有人从灯箱底下经过，灯箱就是失去了自动调光功能，变为最大亮度状态。延时60秒后，如果没有人从灯箱下经过，也没有噪音，灯箱就变为自动调光状态，正常工作。

夜晚的时候，随着环境亮度的加强，灯的亮度也会自动加强，环境亮度变暗，灯也会自动变暗。但是当环境亮度一直变弱到一定的值，灯箱就会自动熄灭。在正常自动调光工作状态时，如果环境的噪音比较大，或者有人从灯箱底下经过，灯箱就是失去了自动调光功能，变为最大亮度状态。延时60秒后，如果没有人从灯箱下经过，也没有噪音，灯箱就变为自动调光状态，正常工作。

当LED使用一定年限后，亮度就会下降。这时可通过光控自动调光电路103上的电位器十分方便地将亮度提升上来。由于在灯箱电路的设计上已经考虑了80%及以上的冗余量，以补偿LED 长期工作后所引起的光衰，由于各部件已有足够的功率余量，所以能保证增亮后电路工作的稳定性及可靠性。

如图2所示，电源电路由电源芯片（78M05）和4个电容（C1、C2、C3、C4）组成，把输入的24V直流电转换为稳定的5V直流电，供控制板工作。

光控开关电路由电阻（R1、R4、R10、R11、R12、R13）、光敏电阻（R3）、电位器（R2）、电容（C5、C9、C10）、三极管（Q1）、一个555定时器和两个集成运算放大器（TLC2272）相互级联组成。光敏电阻对光非常敏感，通过R1和R2进行分压把光的强弱变化转换为相应的电信号，再把此信号送给由555定时器组成的施密特触发器（施密特触发器有两个稳定状态，但与一般触发器不同的是，施密特触发器采用电位触发方式，其状态由输入信号电位维持；对于负向递减和正向递增两种不同变化方向的输入信号，施密特触发器有不同的阀值电压，V-和V+。当输入电压由低向高增加，到达V+时，输出电压发生突变，而输入电压Vi由高变低，到达V-，输出电压发生突变，因此可以把边沿变化缓慢的周期性信号变换为边沿很陡的矩形脉冲信号），从而就可以产生一个矩形脉冲信号。再把此脉冲信号分成两路，一路和一个运算放大器组成反馈网络，再把此反馈信号送给另一个路，同时送给另一个运算放大器的正向输入端，从而就可以得到一个基本的PWM信号，从而从大体上控制灯的亮灭两种状态。

光控自动调光电路是由电阻（R5、R6、R9）、光敏电阻（R7）、电位器（R8）、电容（C7、C8）和三极管（Q2）组成。通过光敏电阻对光的敏感性，把微弱的光变化，转换为电变化，再经过放大电路放大，把信号给集成运放电路的反向输入端，从而达到对输出信号PWM（PWM脉冲的调光电路与直流驱动则不同，LED处在时通时断的脉冲工作状态，脉冲顶部越宽，LED导通时间就越长，LED就越亮，反之就会越暗。在PWM调光时，导通时的最大电流为所设定的恒定值，电流的大小只与PWM的宽度有关，因此不会因导通电流的变化对色温产生影响。）进行微调，从而使灯箱实现自动调光功能。当LED使用一定年限后，亮度就会下降，这时可通过电位器R8十分方便地将亮度提升上来。由于在灯箱电路的设计上已经考虑了80%及以上的冗余量，以补偿LED 长期工作后所引起的光衰。由于各部件已有足够的功率余量，所以能保证增亮后电路工作的稳定性及可靠性。

声控自动调光电路由MIC、电阻（R15~R30）、电容（C11、C13~C20）、二极管（D1~D3）、三极管（Q3）、两个集成运算放大器（TLC2272）、555定时器和一个与非门（74LS00）组成。通过MIC对声音的敏感，把声音信号转换为电信号，再把电信号送给二级运放电路的负输入端，再经过三极管放大送给555构成的单稳态触发器（起延时作用），再把信号送给与非门，从而保证在平时没有声音的时候输出一直都是高电平，当有噪音的时候输出为低电平。这个信号串联两个电阻R29、R30接地，再从这两个电阻之间引出一个信号接上一个反向二极管把信号接到光控自动调光电路光敏信号的输出端。当与非门输出为高电平时，通过比较，光敏信号不受影响，光控自动调光电路正常工作。当与非门输出为低电平时，通过比较，光敏电阻的输出端相当于接地，自动调光功能失效，相当于灯箱高亮。

人体感应自动调光电路由热释电人体红外传感器或对人体红外线极为敏感的红外接收器、电阻（R15~R30）、电容（C12、C13~C20）、二极管（D1~D3）、三极管（Q3）、两个集成运算放大器（TLC2272）、555定时器和一个与非门（74LS00）组成。人体辐射的红外线中心波长为9~10um，而热释电红外传感器的波长灵敏度在0.2~20um范围内几乎稳定不变，正好适合于人体红外辐射的探测。当有人靠近的时候，传感器或者接收器接收微弱的人体红外线，并转换为电信号，再把电信号送给二级运放电路的反向输入端，再经过三极管放大送给555构成的单稳态触发器（起延时作用），再把信号送给与非门，从而保证在灯箱附近没有人经过的时候输出一直都是高电平，当有人从灯箱下经过的时候输出为低电平。这个信号串联两个电阻R29、R30接地，再从这两个电阻之间引出一个信号接上一个反向二极管把信号接到光控自动调光电路光敏信号的输出端。当与非门输出为高电平时，通过比较，光敏信号不受影响，光控自动调光电路正常工作。当与非门输出为低电平时，通过比较，光敏电阻的输出端相当于接地，自动调光功能失效，相当于灯箱高亮。

如图3所示，LED主驱动电路由4个分别独立的驱动电路和相对应的发光二极管组成。驱动电路其实是由控制板输出的PWM信号和DW8502电源芯片及其外围为器件组成的一个恒流可调驱动电路。LED处在时通时断的脉冲工作状态，脉冲顶部越宽，LED导通时间就越长，LED就越亮，反之就会越暗。由于此广告灯箱对光的亮度要求非常强，一般的电源电路满足不了LED驱动板的要求，所以此处用的是工业上常用的220V转24V大功率开关电源。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种人体感应声光控制自动调光智能灯箱电路，包括控制板（1）、并联连接的若干个LED驱动板（2）、以及电源（3），其特征在于：所述控制板（1）连接LED驱动板（2），控制板（1）与LED驱动板（2）均连接电源（3），所述控制板（1）上设有相互连接的电源电路（101）、光控开关电路（102）、光控自动调光电路（103）、声控自动调光电路（104）和人体感应自动调光电路（105），LED驱动板（2）由并联的若干驱动电路（201）以及与驱动电路（201）相互连接的二极管（202）组成。

2.根据权利要求1所述的人体感应声光控制自动调光智能灯箱电路，其特征在于：所述电源（3）为220V转24V的大功率开关电源。

3.根据权利要求2所述的人体感应声光控制自动调光智能灯箱电路，其特征在于：所述光控开关电路（102）包括放大电路、集成运放电路以及由555定时器组成的施密特触发器电路。

4.根据权利要求3所述的人体感应声光控制自动调光智能灯箱电路，其特征在于：所述光控自动调光电路（103）包括光敏电阻及与光敏电阻相应的放大电路。

5.根据权利要求4所述的人体感应声光控制自动调光智能灯箱电路，其特征在于：所述声控自动调光电路（104）包括MIC、运放电路、与非门以及由555定时器构成的单稳态触发器。

6.根据权利要求5所述的人体感应声光控制自动调光智能灯箱电路，其特征在于：所述人体感应自动调光电路（105）包括人体红外传感器/人体红外线接收器、集成运放电路以及由555定时器构成的单稳态触发器。

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