專利名稱：紅外測距視力保護臺燈控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于日常生活用品技術領域，涉及一種電子燈光控制裝置，特別是一種有助于中小學生保持正確讀書寫字姿勢的視力保護臺燈控制器。
背景技術：
保持并養(yǎng)成正確合理的讀書寫字姿勢對青少年特別是中小學生來說是至關重要的。目前，因讀書寫字的視距不當而引起的中小學生視力減退、近視以及頸椎彎曲駝背等現(xiàn)象，已成為社會上廣泛注意的問題。過去，盡管有關部門為此曾采取了多種措施予以糾正，如學校改變桌椅高度使之配套，抑或利用強制性的讀寫姿勢矯正器(如擋胸器、當頜器等)，但都未能達到預期的效果。近年來，本領域也相繼開發(fā)出一些內設傳感器類型的帶聲響提示的視力保健臺燈，由于這些燈具產品在設計上沒能充分考慮到中小學生自制能力差、容易疲勞等生理特點，其各款結構都不具有強制學生養(yǎng)成保護眼睛良好習慣的功能，因而也難以有效地促使學生在學習中保持良好的視距和坐姿。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種結構合理、智能化程度高且使用效果好的紅外測距視力保護臺燈控制器，用以克服現(xiàn)有技術所存在的缺陷，充分保證使用者特別是中小學生使用者讀寫時的正確視距和坐姿，進而對其視力加以有效保護。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的而設計的技術解決方案是這樣的所提供的紅外測距視力保護臺燈控制器為一個設置在市售普通臺燈內的電子聲光提示控制裝置，它具有一個串接在臺燈供電電路中的由繼電器、熱釋電紅外探測器及放大電路、邏輯與定時器延時控制電路、語音存儲與處理電路、語音功放電路以及揚聲器構成的控制器，其中熱釋電紅外探測器及放大電路的輸出端接至邏輯與定時器延時控制電路的輸入端，邏輯與定時器延時控制電路的輸出端分別與繼電器控制線圈和語音存儲與處理電路的輸入端聯(lián)通，語音存儲與處理電路的輸出端經語音功放電路聯(lián)接至揚聲器輸入端，繼電器選用常閉接點繼電器并串接在臺燈供電電路間。臺燈開亮后，由熱釋電紅外探測器測定讀寫者臉部到燈的相對距離，該距離用戶可預先設定及調整，一般測定距離為30～80cm；當讀寫者臉部到燈的距離近于預先設定的距離即視距過近時，熱釋電紅外探測器放大電路觸發(fā)與之聯(lián)通的邏輯與定時器延時控制電路工作，進而向其后的語音電路提供觸發(fā)信號，使其發(fā)出語音提示，敦促讀寫者坐正姿勢；若讀寫者聞聲后很快調整到正確的視距，則控制器電路恢復原態(tài)，從而使整個檢測過程重新開始；若讀寫者聽到提示音后依然保持近距離讀寫狀態(tài)，則間隔一段時間(通常可設定在半分鐘)后，語音電路將再次作出提醒，如經再次提示仍不見效，則邏輯與定時器延時控制電路在第二次延時結束后即會驅動繼電器，使臺燈自動熄滅；燈熄滅后，如讀寫者恢復正確視距使臉部至燈的距離又大于設定距離，則燈將自動點亮，整個檢測過程重新開始。
與現(xiàn)有技術相比，本實用新型所述視力保護臺燈控制器具有電路結構通用性強、可靠性好、智能化程度高等優(yōu)點，其產品能時刻提醒使用者特別是中小學生注意保護視力，有效地促使他們養(yǎng)成正確的讀寫姿勢，保證他們的視力以及身心的健康成長。


圖1為本實用新型的工作原理邏輯框圖。
圖2和圖3分別為本實用新型一個具體實施例結構的邏輯框圖和電路連接結構示意圖。
圖4和圖5分別為本實用新型另一個具體實施例結構的邏輯框圖和電路連接結構示意圖。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型所述的紅外測距視力保護臺燈控制器由繼電器1、熱釋電紅外探測器及放大電路2、邏輯與定時器延時控制電路3、語音存儲與處理電路4、語音功放電路6、揚聲器7等部分組成，熱釋電紅外探測器及放大電路2用于檢測讀寫者臉部至燈體的距離，繼電器1選用常閉接點并串接在臺燈供電電路中，它根據(jù)系統(tǒng)對人到燈體距離的判斷結果所產生的控制信號決定臺燈電路的通斷，將燈的電源切斷或接通，使燈熄滅或點亮。圖1中序號5為外圍電路。
本實用新型的一種實施例結構如圖2和圖3所示，該結構為一種利用單片機實現(xiàn)的系統(tǒng)結構，其中的邏輯與定時器延時控制電路3由單片機32構成。在圖3給出的電路原理結構中，單片機32(即圖3之U2)采用PHILIPS公司生產的P87LPC762單片機，屬PHILIPS51LPC系列單片機，其P1.1端(11腳)通過三極管N6接至繼電器B3的輸入觸發(fā)端，語音存儲與處理電路4(U1)采用ISD公司生產的型號為ISD1400語音錄放器件，熱釋電紅外探測器及放大電路2(U3)采用型號為HN911L的微功耗熱釋電紅外探測模塊，語音功放電路6采用LM386器件，繼電器B3選用常閉接點。圖2中序號31為時鐘電路；8為麥克風耦合邏輯電路；9為麥克風。
圖3所示電路的工作原理是這樣的當人與臺燈L之間的距離大于預先設定的檢測距離時，U3的1腳為低電平，單片機U2接收到這個低電平后一直處在等待狀態(tài)，并不斷地檢測該腳；當人離臺燈的距離小于預先設定的檢測距離時，U3的1腳變?yōu)楦唠娖?，U2接收到此高電平后，在程序的控制下送出第一次提示音的存放地址，選通U1播放首次提示音并進入第一次30秒的延時；單片機U2再次檢測U3的1腳，看是否為低；如果為低，說明人已離開；如果不為低，說明人離燈的距離仍然很近，這時，送出第二段提示音(警示音)的存放地址，選通U1播放警告音，進入第二次30秒延時程序；延時完后，U2再次檢測U3的1腳，若轉為低，說明人與燈的距離不是很近，則U2轉入等待狀態(tài)，如果該腳還是高，說明人離燈的距離仍然很近，則向P1.1端送出高電平，使三極管N6導通，繼電器B3吸合，將臺燈L的電源切斷，使燈熄滅。臺燈L熄滅后，U2繼續(xù)檢測U3的1腳，一直等到該腳的信號為低(即人距燈的距離大于設定的檢測距離)才釋放繼電器B3，使燈恢復點亮。
在圖3所示的結構中，電位器P3用以調節(jié)U3的增益，改變P3的值，可以改變控制器的檢測距離。二極管D1是為繼電器B3的線圈設計的泄放電路，B3線圈的反向電流可以通過D1泄放掉。麥克風耦合邏輯電路8是為錄制或修改提示音而設計的，如果提示音預先錄制好了，這部分電路可以不要。電容C22是用于防止系統(tǒng)加電時的“喀咯”聲的。
本實用新型的第二種實施例結構如圖4和圖5所示，該結構為一種利用定時器電路實現(xiàn)的系統(tǒng)結構，它的邏輯與定時器延時控制電路3由地址選擇邏輯電路33、第一延時電路34和第二延時電路及控制電路35組成，其中第一延時電路34的輸出信號端與地址選擇邏輯電路33的輸入端聯(lián)接，地址選擇邏輯電路33的輸出端接至語音存儲與處理電路4的輸入端，第二延時電路及控制電路35的輸出端接至繼電器1控制線圈。在圖5給出的電路原理結構中，邏輯與定時器延時控制電路3(即U4和U5)采用型號為QA64010S定時器電路模塊，U4的UP/S端(2腳)通過三極管N5接至繼電器B1的輸入觸發(fā)端，語音存儲與處理電路4(U1)采用ISD公司生產的型號為ISD1400語音錄放器件，熱釋電紅外探測器及放大電路2(圖5所示之H)采用型號為HN911L的微功耗熱釋電紅外探測模塊，語音功放電路6采用LM386器件，繼電器B1選用常閉接點。
圖5所示電路的工作原理是這樣的當人與臺燈L之間的距離大于預先設定的檢測距離時，H(HN911L)的1腳為低電平，2腳為高電平，三極管N1截止，定時器(U5)不供電，U6輸出為低電平，或非門U7的3腳輸出高電平，ISD1400不放音；當人離臺燈的距離小于預先設定的檢測距離時，H的1腳變?yōu)楦唠娖剑琔7的3腳輸出低電平，啟動ISD1400芯片開始放音，由于此時HN911L的1腳為低電平，于是三極管N1導通，使U5加電并復位，此時U5的2腳(UP/S)輸出為低電平，比較器U6的輸出為低電平，所以本次放音的地址為00H，同時開始進行第一次30秒延時；等到延時結束后，U5的2腳變成高電平，使比較器U6的輸出為高電平，這個高電平一方面選擇ISD1400的地址80H，另一方面使U7的輸出變成低電平，啟動ISD1400芯片放音；與此同時，它也啟動三極管N3導通，啟動并復位定時器U4，開始第二個30秒延時；延時結束后，U4的2腳輸出高電平，通過三極管N5驅動繼電器B1使臺燈L斷電熄滅；在此過程中，只要人與燈間的距離一旦大于設定的檢測距離，HN911L的1腳就會輸出低電平，2腳輸出高電平，使兩個定時電路斷電，繼而使整個檢測過程重新開始。
該結構復位電路(以U5的復位電路為例)的原理當三極管N1導通時，由于電容C7兩端的電壓不能突變，所以在加電的瞬間三極管N2導通，使U5的7腳變低，達到復位U5的目的。隨著電容C7兩端的電壓升高，三極管N2基極的電位降低，最后使N2截止，電源通過三極管N1和電阻R9加到U5的7腳，結束復位過程。定時器U4的復位電路原理與此相同。
在圖5所示的結構中，電位器P2用以調節(jié)HN911L的增益，改變P2的值，可以改變控制器的檢測距離。二極管D2是為繼電器B1的線圈設計的泄放電路，B1線圈的反向電流可以通過D2泄放掉。電容C23是用于防止系統(tǒng)加電時的“喀咯”聲的。
權利要求1.一種紅外測距視力保護臺燈控制器，其特征在于具有一個串接在臺燈供電電路中的由繼電器(1)、熱釋電紅外探測器及放大電路(2)、邏輯與定時器延時控制電路(3)、語音存儲與處理電路(4)、語音功放電路(6)以及揚聲器(7)構成的控制器，其中熱釋電紅外探測器及放大電路(2)的輸出端接至邏輯與定時器延時控制電路(3)的輸入端，邏輯與定時器延時控制電路(3)的輸出端分別與繼電器(1)控制線圈和語音存儲與處理電路(4)的輸入端聯(lián)通，語音存儲與處理電路(4)的輸出端經語音功放電路(6)聯(lián)接至揚聲器(7)輸入端，繼電器(1)選用常閉接點繼電器并串接在臺燈供電電路間。
2.如權利要求1所述的紅外測距視力保護臺燈控制器，其特征在于所說的邏輯與定時器延時控制電路(3)由單片機(32)構成。
3.如權利要求1所述的紅外測距視力保護臺燈控制器，其特征在于所說的邏輯與定時器延時控制電路(3)由地址選擇邏輯電路(33)、第一延時電路(34)和第二延時電路及控制電路(35)組成，其中第一延時電路(34)的輸出信號端與地址選擇邏輯電路(33)的輸入端聯(lián)接，地址選擇邏輯電路(33)的輸出端接至語音存儲與處理電路(4)的輸入端，第二延時電路及控制電路(35)的輸出端接至繼電器(1)控制線圈。
專利摘要本實用新型涉及一種有助于中小學生保持正確讀書寫字姿勢的視力保護臺燈控制器，它由串接在臺燈供電電路中的繼電器、熱釋電紅外探測器及放大電路、邏輯與定時器延時控制電路、語音存儲與處理電路、語音功放電路以及揚聲器構成。臺燈開亮后，由熱釋電紅外探測器檢測讀寫者臉部到燈的相對距離，視距過近時，語音電路將在一定間隔時間內發(fā)出兩次語音提示，敦促讀寫者坐正姿勢；如再次提示后仍不見效，臺燈將自動熄滅；燈熄滅后，如讀寫者恢復正確視距，則燈又將自動開亮，整個檢測過程重新開始。
文檔編號H03K17/94GK2534768SQ0222470
公開日2003年2月5日 申請日期2002年4月3日 優(yōu)先權日2002年4月3日
發(fā)明者張振威 申請人:張振威