一种新型led教室灯的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种教学设备，特别设及一种新型L邸教室灯，属于电子技术领域。
【背景技术】
[0002] 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运个问题，但运样黑板又看不清楚，教室里的照明条件 难W通过人为调节达到要求。市场上采用白识灯、面素灯、巧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隶灯， 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Lm)教室灯可 W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。
【发明内容】
[0003] 针对上述问题，本发明的目的是提供一种新型L抓教室灯，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W使光照随时保持在最合适的状态。本发明主要用于优化教学 环境。其具体技术方案如下： 一种新型L抓教室灯，由电源输入端，变压器，L298N电压转换模块，12W L邸灯，LC的夜晶 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L邸灯和单 片机控制系统供电。
[0004] 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W通过计算 电流得出；其中前级放大电路包括放大器U1A、电容(：1^2、〔3^及定值电阻1?1、1?、1?4、1?5和 光敏电阻R2;减法器电路包括放大器U1B、电容C4W及定值电阻36、1?7、1?8、1?10和滑动变阻器 R9;后级放大电路包括放大器U2A、电容巧和定值电阻311、1?12、1?13;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W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，:巧为前级放大电路的输出电压，XT:为减 法器电路的输出电压，T-Ty为减法器的偏置电压，^3为后级放大倍数，TJ诚为输出电压，曰， b为光敏传感器的固定参数，X为光线强度，为输出电流，Lb为系统设置光强，Gd为初始 L抓灯的驱动电流强度，G为实际L抓灯的驱动电流强度，a为系统模拟常数(a(L-L。）< 0)， k是溫度系数，T为L邸灯的溫度，t是L邸灯在调光之前所工作的时间。
[0005] 进一步的，在实现调光功能时使用PWM调光。
[0006] 进一步的，所述的L298N电压转换模块，LC的夜晶显示器，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。
[0007] 进一步的，所述的变压器固定在L298N电压转换模块的表面。
[000引进一步的，所述的12W L邸灯与L298N电压转换模块之间用电线连接。
[0009] 进一步的，所述的键盘固定在单片机控制系统的表面。
[0010] 进一步的，所述的单片机控制系统选择WSTC89C52系列单片机为核屯、搭建控制系 统。
[0011] 进一步的，所述的LO)液晶显示器是LCD12864带背光液晶显示器。
[001^ 进一步的，所述的12W LED灯作为照明输出方式，功率较大。
[0013] 本发明设计的一种新型Lm)教室灯具有自动调光、照明效果稳定等优点，可W使光 照随时保持在最合适的状态，不仅可W用于教室内灯光的调节，而且可W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W使用本设计。 因此，本发明的应用范围是比较广的。
【附图说明】
[0014] 图1是本发明的新型L邸教室灯系统结构图； 图2是该新型L邸教室灯系统流程图； 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】
[0015] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0016] 本发明的新型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3，12W L抓灯4，LC的夜晶显示器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L邸灯和单片机控制系统。
[0017] 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W方便地安装在所需调光的位置上。
[0018] 所述电源输入端1与220V交流电相连。
[0019] 所述变压器2固定在L298N电压转换模块3的表面。
[0020] 所述12W L邸灯4与L298N电压转换模块3之间用电线连接。
[0021] 所述键盘8固定在单片机控制系统6的表面。
[0022] 所述的单片机控制系统6是选择WSTC89C52系列单片机为核屯、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。
[0023] 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16X16点阵汉字，也可完成图形显示，低电压、低功耗。
[0024] 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。
[0025] 所述的L298N电压转换模块3-方面可W放大电流，将单片机的控制信号转化为可 W驱动L邸的大功率电信号，另一方面是将工频交流电转化为低压直流电； 所述的12W L邸灯作为照明输出方式，功率较大。
[0026] 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 r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键确认，单片机开始执行，输出控制信号给功放电路W驱动LED灯。在自动调光 时，所述的GY30感光模块完成初始化，并检测出当前光照强度，经过内部的A/D转换，生成当 前环境光强的数值量，并将光强数值W电信号的形式传送至单片机控制系统，单片机控制 系统对信号进行处理后一方面传至LCD液晶显示器，由LCD液晶显示器显示光强数值；另一 方面，单片机控制系统将处理后生成的控制信号发送给驱动板进行功率放大，变为12V的 L邸灯驱动信号，最后输出到L邸灯，驱动L邸照明和亮度变化。
[0027] 在实现调光功能时，所使用的主要技术是PWM调光。因为Lm)灯在交流状态下工作 会损坏，更适合直流恒压工作，在调节亮度时，实际上是在向灯频繁的发送周期性、等电压 的点亮信号，使Lm)灯点亮极短时间，通过高频地点亮，借助人的视觉暂留效应，反映到肉眼 中即为特定亮度的稳定照明。通过改变每周期内，点亮信号的个数，即占空比，来改变频闪 灯所发出的光强度。
[00%]在灯工作时，随时可W通过长按MODE键来切换成其他的模式，也可W通过按RESET 键焰灭L邸灯，让其重新待命。在断开电源后，系统彻底停止工作。
[00巧]在选择时（用按键改变模式和亮度级别），LCD显示MO