一种船用自动调光装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种船用自动调光装置。


背景技术：

2.船舶上所安装的电子设备众多，如：测深仪、计程仪、风向风速仪、gps、电罗经等等，这些设备都具有lcd液晶显示屏或者led、数码管显示。在实际使用过程中，这些显示设备的亮度需根据环境光线的强度来进行调节，在白天强光下要足够亮能被看清，而在夜晚黑暗中要足够暗才不刺眼。目前，船上都是靠人工手动去进行亮度的调节，非常费时费力，尤其有些设备安装在比较高的位置不易频繁操作按键，这样手动操作既增加人员的工作量，又达不到亮度统一的效果。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种船用自动调光装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种船用自动调光装置，包括调光装置，所述调光装置的前面板上设置有透光板、状态指示灯、按键操作区、led一、led二、led三，所述透光板内安装有内置光传感器，所述调光装置通过线缆连接外置光传感器，所述调光装置内安装有中央处理单元、数据发送电路、内置光传感器电路、外置传感输入电路和电压控制转换电路，所述中央处理单元通过数据发送电路与外部显示设备相连接，所述内置光传感器通过内置光传感器电路与中央处理单元相连接，所述外置光传感器通过外置光传感器输入电路与中央处理单元相连接，所述中央处理单元通过电压控制转换电路与电源相连接，所述led一、led二、led三、按键操作区和状态指示灯分别与中央处理单元相连接。
6.进一步的，所述数据发送电路远离中央处理单元的一端连接有两组rs422 接口。
7.进一步的，所述按键操作区由上键、设置键和下键组成，且所述上键、设置键和下键均采用4fsh982照明式轻触开关。
8.进一步的，所述led一、led二和led三上均设置有白色透光按键帽。
9.进一步的，所述中央处理单元采用stc12c5a60s2芯片。
10.进一步的，所述数据发送电路采用ltc2864芯片。
11.进一步的，所述外置光传感器和内置光传感器均采用isl29023光感芯片。
12.进一步的，所述电压控制转换电路的型号为dcdc_ndy2405c。
13.进一步的，所述状态指示灯采用贴片双色发光二极管。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
15.(1)、本实用新型实现自动测量环境光线的亮度，并根据其调节led的亮度，发出亮度调节信号，使连接到本实用新型的设备在接收到调光信号后可自动调节显示亮度，达到自动调光的效果。
16.(2)、本实用新型实现远程统一调光功能，无需对每一台设备进行单独调光。
17.(3)本实用新型提供了两路rs422输出接口，使连接的外部显示设备不会相互干扰。
18.(4)、本实用新型提供了备用光传感器，当外置光传感器未接或出现故障时，就自动转换为内置光传感器检测，以保障自动调光的实现。
19.(5)、本实用新型也提供了手动调光模式，可根据需要自由调节亮度，实现远程调光。
附图说明
20.图1为本实用新型的功能连接示意图；
21.图2为本实用新型的内部电路连接示意图；
22.图3为本实用新型的工作流程框图。
23.图中：1、调光装置，2、透光板，21、内置光传感器，3、状态指示灯，4、按键操作区，41、上键，42、设置键，43、下键，5、led一，6、led二， 7、led三，8、外置光传感器，9、中央处理单元，10、数据发送电路，11、内置光传感器电路，12、外置传感输入电路，13、电压控制转换电路，14、电源，15、rs422接口。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
25.请参阅图1
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3所示，本实用新型提供一种技术方案：一种船用自动调光装置，包括调光装置1，所述调光装置1的前面板上设置有透光板2、状态指示灯 3、按键操作区4、led一5、led二6、led三7，所述透光板2内安装有内置光传感器21，所述调光装置1通过线缆连接外置光传感器8，所述调光装置1 内安装有中央处理单元9、数据发送电路10、内置光传感器电路11、外置传感输入电路12和电压控制转换电路13，所述中央处理单元9通过数据发送电路 10与外部显示设备相连接，所述内置光传感器21通过内置光传感器电路11与中央处理单元9相连接，所述外置光传感器8通过外置传感输入电路12与中央处理单元9相连接，所述中央处理单元9通过电压控制转换电路13与电源14 相连接，所述led一5、led二6、led三7、按键操作区4和状态指示灯3分别与中央处理单元9相连接。
26.在本实施例中，所述led一5、led二6和led三7上均设置有白色透光按键帽。
27.在本实施例中，所述中央处理单元9采用stc12c5a60s2芯片，高速高可靠单片机，含1280字节ram、eeprom、两路通用全双工异步串行口，可以通过 i2c总线与光传感器进行通讯，并向外部发送nmea信号，同时控制状态指示灯 3、led一5、led二6、led三7四个指示灯，并接收上键41、设置键42、下键43三个按键的指令，执行相应操作；中央处理单元9在其eeprom中存储了亮度等级表和设置参数表，亮度等级表中存储了10个亮度等级，及每个亮度等级所对应的亮度值、亮度百分比(0
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99)、昼夜标识(o＝关、n＝夜晚、k＝黄昏、 d＝白天)；设置参数表中存储了4个选项的激活状态，激活为1，不激活为0； 4个选项为：1、nmea1_
out是否发送ddc语句，2、nmea2_out是否发送ddc语句，3、自动模式是否开启，4、长按上/下键调亮度值的功能是否开启。
28.在本实施例中，所述数据发送电路10远离中央处理单元9的一端连接有两组rs422接口15，通过rs422接口15与外部显示设备连接，并向外部显示设备发送调光语句；数据发送电路10采用了两片ltc2864芯片，一片给txd1使用，由中央处理单元9的txd1脚发送ddc语句信号，经过ltc2864芯片，输出到nmea1
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outa、nmea1
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outb两个端子上；另一片给txd2使用，由中央处理单元9的txd2脚发送ddc语句信号，经过ltc2864芯片，输出到nmea2
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outa、 nmea2
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outb两个端子上，数据发送电路将两路输出信号分开，实现了两路信号单独控制，同时也避免了外接的两台设备相互干扰。
29.在本实施例中，所述内置光传感器电路11实现了内置光传感器21与中央处理单元9的通讯，内置光传感器21采用isl29023光感芯片，其提供i2c通信接口，将isl29023芯片的数据线sda与中央处理单元9的sda脚相连，将 isl29023芯片的时钟线scl与中央处理单元的scl相连，并给其供3v的电压，即可实现i2c总线通信；在没有外置光传感器8接入时，中央处理单元9 会自动调节，选择内置光传感器21来测量环境光的亮度数据。
30.在本实施例中，所述外置光传感器输入电路12对外提供一个4芯接口，接口定义为sen
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vdd、sen
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sda、sen
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scl、sen
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gnd，其中，sen
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vdd连接3v电压、sen
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sda与中央处理单元9的sda1脚相连、sen
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scl与中央处理单元9的 scl1脚相连、sen
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gnd接地。只要将外置光传感器8按照4芯接口定义顺序接入，就可以使其与中央处理单元9实现i2c通信，读取测出的亮度数值；所述外置光传感器8采用isl29023光感芯片。
31.在本实施例中，所述电压控制转换电路12将电源适配器提供的24v电压进行稳压、限流、过压保护等处理，然后经过dcdc_ndy2405c转换为5v电压，再经1117
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3.3转换为3v电压，5v电压给中央处理单元、ltc2864芯片、led等进行供电，3v电压给光传感器进行供电。
32.在本实施例中，所述按键操作区4由上键41、设置键42和下键43组成，所述上键41、设置键42、下键43这三个按键采用4fsh982照明式轻触开关，其包含三个led指示灯，上键42对应led一5，设置键42对应led一6，下键 43对应led三7。上键41、设置键42、下键43分别与中央处理单元9的 p2.7、p2.6、p2.5脚相连，由中央处理单元9接收按键指令，执行相应操作； led一5、led二6、led三7分别与中央处理单元9的p4.4、p4.6、p4.5脚相连，由中央处理单元9控制其状态和亮度。
33.在本实施例中，所述状态指示灯3主要用于表示装置当前模式和当前状态，采用贴片双色发光二极管，红色led与中央处理单元9的p4.2相连，绿色 led与中央处理单元9的p4.3相连，由中央处理单元9控制其亮暗状态。
34.工作原理：上电后，本设备一方面对外发送版本语句，一方面对是否连接有外置光传感器进行检测，如果有，就保存光传感器的状态为1，之后就用外置光传感器来测量光线强度；如果没有，就保存光传感器的状态为0，之后就用内置光传感器来测量光线强度。确定好光传感器状态之后，进入初始状态，即led一、led二、led三三个指示红灯全亮，状态指示灯亮绿灯，进入自动调光模式，中央处理单元通过i2c与光传感器进行通讯，读取光传感器测量到的亮度值。中央处理单元中存储了一个亮度等级表，将256个亮度值分为10个等级，10个等级分别对应10个亮度。中央处理单元每隔30秒从光传感器读取一次亮度数据，将读到的亮度值在亮度等级表中进行比较，看亮度值在哪一个等级范围内，就将亮度等级调为
这个等级，并且将led一、led二、led三的亮度调节为这一等级对应的亮度，同时向外部发送ddc语句。短按设置键，可以切换到手动模式，此时状态指示灯红灯亮。在手动模式下，短按上/下键，就可以手动调节亮度等级，等级改变会对外发送ddc语句。在这两个模式下，都可以长按上/下键对本等级的亮度值上/下限进行调节，调节完成后，在16秒内短按设置键，就将设置的亮度值保存到亮度等级表中，以4个led灯执行流水灯来表明保存成功，如果在16秒内没有任何操作，就不保存设置值，系统回到原先的状态。在这两个模式下，长按设置键>6秒，实现复位功能，可以将被修改过的亮度等级表恢复到出厂预设的亮度等级表。在这两个模式下，长按设置键>2 秒(<6秒)，进入编辑模式，led0变为闪烁状态，每3秒闪一次，短按设置键，选择参数列表选项；本装置提供4个选项：1、nmea1_out是否发送ddc语句，2、nmea2_out是否发送ddc语句，3、自动模式是否开启，4、长按上/下键调亮度值的功能是否开启；这4个选项可以通过短按上/下键来确定是激活还是不激活，对于激活的选项led0将闪绿灯，对于不激活的选项led0将闪红灯，设置结束后，长按设置键>2秒(<6秒)，保存设置并回到之前的模式(手动模式或自动模式)。
35.上述提到的ddc语句，按照nmea0183协议，语句格式为：$iiddc，a， xx，b，s*hh<cr><lf>，即“$”为帧命令起始位、“iiddc”为地址域、“a”为昼夜标识(显示调光预设：o＝关、n＝夜晚、k＝黄昏、d＝白天)、“xx”为亮度百分比、“b”为调色板(o＝关、n＝夜晚、k＝黄昏、d＝白天)、“s”为状态标志(r＝报告、c＝命令)、“hh”为校验位、“<cr><lf>”为回车换行。
36.终上所述，本实用新型的主要功能是自动测量环境光线的亮度，并根据其调节led的亮度，发出亮度调节信号，使连接到本实用新型的设备在接收到调光信号后可自动调节显示亮度，达到自动调光的效果。为确保自动调光的稳定性，本实用新型提供内、外两个光传感器，在外置光传感器出现问题的时候，系统会自动选用内置光传感器进行测光工作。本实用新型也包含手动调光功能，让用户可以根据需要自由调节亮度，进行远程调光。调光信号通过rs422 接口输出给外部显示设备，本装置提供两路rs422输出端口，可连接多台外部显示设备。
37.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
38.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
39.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。