專利名稱：紅外測距視力保護(hù)臺燈控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于日常生活用品技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電子燈光控制裝置，特別是一種有助于中小學(xué)生保持正確讀書寫字姿勢的視力保護(hù)臺燈控制器。
背景技術(shù)：
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(xué)生來說是至關(guān)重要的。目前，因讀書寫字的視距不當(dāng)而引起的中小學(xué)生視力減退、近視以及頸椎彎曲駝背等現(xiàn)象，已成為社會(huì)上廣泛注意的問題。過去，盡管有關(guān)部門為此曾采取了多種措施予以糾正，如學(xué)校改變桌椅高度使之配套，抑或利用強(qiáng)制性的讀寫姿勢矯正器(如擋胸器、當(dāng)頜器等)，但都未能達(dá)到預(yù)期的效果。近年來，本領(lǐng)域也相繼開發(fā)出一些內(nèi)設(shè)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(chǎn)品在設(shè)計(jì)上沒能充分考慮到中小學(xué)生自制能力差、容易疲勞等生理特點(diǎn)，其各款結(jié)構(gòu)都不具有強(qiáng)制學(xué)生養(yǎng)成保護(hù)眼睛良好習(xí)慣的功能，因而也難以有效地促使學(xué)生在學(xué)習(xí)中保持良好的視距和坐姿。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)合理、智能化程度高且使用效果好的紅外測距視力保護(hù)臺燈控制器，用以克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，充分保證使用者特別是中小學(xué)生使用者讀寫時(shí)的正確視距和坐姿，進(jìn)而對其視力加以有效保護(hù)。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的而設(shè)計(jì)的技術(shù)解決方案是這樣的所提供的紅外測距視力保護(hù)臺燈控制器為一個(gè)設(shè)置在市售普通臺燈內(nèi)的電子聲光提示控制裝置，它具有一個(gè)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(shí)器延時(shí)控制電路、語音存儲(chǔ)與處理電路、語音功放電路以及揚(yáng)聲器構(gòu)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(shí)器延時(shí)控制電路的輸入端，邏輯與定時(shí)器延時(shí)控制電路的輸出端分別與繼電器控制線圈和語音存儲(chǔ)與處理電路的輸入端聯(lián)通，語音存儲(chǔ)與處理電路的輸出端經(jīng)語音功放電路聯(lián)接至揚(yáng)聲器輸入端，繼電器選用常閉接點(diǎn)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(yù)先設(shè)定及調(diào)整，一般測定距離為30～80cm；當(dāng)讀寫者臉部到燈的距離近于預(yù)先設(shè)定的距離即視距過近時(shí)，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(shí)器延時(shí)控制電路工作，進(jìn)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(diào)整到正確的視距，則控制器電路恢復(fù)原態(tài)，從而使整個(gè)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(shí)間(通?？稍O(shè)定在半分鐘)后，語音電路將再次作出提醒，如經(jīng)再次提示仍不見效，則邏輯與定時(shí)器延時(shí)控制電路在第二次延時(shí)結(jié)束后即會(huì)驅(qū)動(dòng)繼電器，使臺燈自動(dòng)熄滅；燈熄滅后，如讀寫者恢復(fù)正確視距使臉部至燈的距離又大于設(shè)定距離，則燈將自動(dòng)點(diǎn)亮，整個(gè)檢測過程重新開始。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述視力保護(hù)臺燈控制器具有電路結(jié)構(gòu)通用性強(qiáng)、可靠性好、智能化程度高等優(yōu)點(diǎn)，其產(chǎn)品能時(shí)刻提醒使用者特別是中小學(xué)生注意保護(hù)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(shí)用新型的工作原理邏輯框圖。
圖2和圖3分別為本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)的邏輯框圖和電路連接結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4和圖5分別為本實(shí)用新型另一個(gè)具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)的邏輯框圖和電路連接結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，本實(shí)用新型所述的紅外測距視力保護(hù)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(shí)器延時(shí)控制電路3、語音存儲(chǔ)與處理電路4、語音功放電路6、揚(yáng)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(diǎn)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(jié)果所產(chǎn)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(diǎn)亮。圖1中序號5為外圍電路。
本實(shí)用新型的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)如圖2和圖3所示，該結(jié)構(gòu)為一種利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其中的邏輯與定時(shí)器延時(shí)控制電路3由單片機(jī)32構(gòu)成。在圖3給出的電路原理結(jié)構(gòu)中，單片機(jī)32(即圖3之U2)采用PHILIPS公司生產(chǎn)的P87LPC762單片機(jī)，屬PHILIPS51LPC系列單片機(jī)，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(chǔ)與處理電路4(U1)采用ISD公司生產(chǎn)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(diǎn)。圖2中序號31為時(shí)鐘電路；8為麥克風(fēng)耦合邏輯電路；9為麥克風(fēng)。
圖3所示電路的工作原理是這樣的當(dāng)人與臺燈L之間的距離大于預(yù)先設(shè)定的檢測距離時(shí)，U3的1腳為低電平，單片機(jī)U2接收到這個(gè)低電平后一直處在等待狀態(tài)，并不斷地檢測該腳；當(dāng)人離臺燈的距離小于預(yù)先設(shè)定的檢測距離時(shí)，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(jìn)入第一次30秒的延時(shí)；單片機(jī)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(shí)，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(jìn)入第二次30秒延時(shí)程序；延時(shí)完后，U2再次檢測U3的1腳，若轉(zhuǎn)為低，說明人與燈的距離不是很近，則U2轉(zhuǎn)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(dǎo)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(shè)定的檢測距離)才釋放繼電器B3，使燈恢復(fù)點(diǎn)亮。
在圖3所示的結(jié)構(gòu)中，電位器P3用以調(diào)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(shè)計(jì)的泄放電路，B3線圈的反向電流可以通過D1泄放掉。麥克風(fēng)耦合邏輯電路8是為錄制或修改提示音而設(shè)計(jì)的，如果提示音預(yù)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(shí)的“喀咯”聲的。
本實(shí)用新型的第二種實(shí)施例結(jié)構(gòu)如圖4和圖5所示，該結(jié)構(gòu)為一種利用定時(shí)器電路實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它的邏輯與定時(shí)器延時(shí)控制電路3由地址選擇邏輯電路33、第一延時(shí)電路34和第二延時(shí)電路及控制電路35組成，其中第一延時(shí)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(chǔ)與處理電路4的輸入端，第二延時(shí)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(jié)構(gòu)中，邏輯與定時(shí)器延時(shí)控制電路3(即U4和U5)采用型號為QA64010S定時(shí)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(chǔ)與處理電路4(U1)采用ISD公司生產(chǎn)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(diǎn)。
圖5所示電路的工作原理是這樣的當(dāng)人與臺燈L之間的距離大于預(yù)先設(shè)定的檢測距離時(shí)，H(HN911L)的1腳為低電平，2腳為高電平，三極管N1截止，定時(shí)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(dāng)人離臺燈的距離小于預(yù)先設(shè)定的檢測距離時(shí)，H的1腳變?yōu)楦唠娖剑琔7的3腳輸出低電平，啟動(dòng)ISD1400芯片開始放音，由于此時(shí)HN911L的1腳為低電平，于是三極管N1導(dǎo)通，使U5加電并復(fù)位，此時(shí)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(shí)開始進(jìn)行第一次30秒延時(shí)；等到延時(shí)結(jié)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(gè)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(dòng)ISD1400芯片放音；與此同時(shí)，它也啟動(dòng)三極管N3導(dǎo)通，啟動(dòng)并復(fù)位定時(shí)器U4，開始第二個(gè)30秒延時(shí)；延時(shí)結(jié)束后，U4的2腳輸出高電平，通過三極管N5驅(qū)動(dòng)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(shè)定的檢測距離，HN911L的1腳就會(huì)輸出低電平，2腳輸出高電平，使兩個(gè)定時(shí)電路斷電，繼而使整個(gè)檢測過程重新開始。
該結(jié)構(gòu)復(fù)位電路(以U5的復(fù)位電路為例)的原理當(dāng)三極管N1導(dǎo)通時(shí)，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(dǎo)通，使U5的7腳變低，達(dá)到復(fù)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(jié)束復(fù)位過程。定時(shí)器U4的復(fù)位電路原理與此相同。
在圖5所示的結(jié)構(gòu)中，電位器P2用以調(diào)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(shè)計(jì)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(shí)的“喀咯”聲的。
權(quán)利要求1.一種紅外測距視力保護(hù)臺燈控制器，其特征在于具有一個(gè)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(shí)器延時(shí)控制電路(3)、語音存儲(chǔ)與處理電路(4)、語音功放電路(6)以及揚(yáng)聲器(7)構(gòu)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(shí)器延時(shí)控制電路(3)的輸入端，邏輯與定時(shí)器延時(shí)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(chǔ)與處理電路(4)的輸入端聯(lián)通，語音存儲(chǔ)與處理電路(4)的輸出端經(jīng)語音功放電路(6)聯(lián)接至揚(yáng)聲器(7)輸入端，繼電器(1)選用常閉接點(diǎn)繼電器并串接在臺燈供電電路間。
2.如權(quán)利要求1所述的紅外測距視力保護(hù)臺燈控制器，其特征在于所說的邏輯與定時(shí)器延時(shí)控制電路(3)由單片機(jī)(32)構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的紅外測距視力保護(hù)臺燈控制器，其特征在于所說的邏輯與定時(shí)器延時(shí)控制電路(3)由地址選擇邏輯電路(33)、第一延時(shí)電路(34)和第二延時(shí)電路及控制電路(35)組成，其中第一延時(shí)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(chǔ)與處理電路(4)的輸入端，第二延時(shí)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(shí)用新型涉及一種有助于中小學(xué)生保持正確讀書寫字姿勢的視力保護(hù)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(shí)器延時(shí)控制電路、語音存儲(chǔ)與處理電路、語音功放電路以及揚(yáng)聲器構(gòu)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(shí)，語音電路將在一定間隔時(shí)間內(nèi)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(dòng)熄滅；燈熄滅后，如讀寫者恢復(fù)正確視距，則燈又將自動(dòng)開亮，整個(gè)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(quán)日2002年4月3日
發(fā)明者張振威 申請人:張振威