新型多功能控制LED台灯

摘要：设计了一种包含多种控制方式的LED台灯。由红外线控制与人们是否进入其工作区域对应的台灯的开启或关闭，以便节省人们开启或关掉台灯的时间；由光线强度自动调节来调节光线的强弱以适合人们不同的需要；由人工开关控制总电源。文中给出了完整的电路图和实物图，设计简单易行，有着很好的市场价值。
关键词：LED台灯；红外线控制；光敏电阻；微调电阻

0 前言
    日前全球资源短缺的忧虑再度升温。且不说全球的资源紧缺到什么程度，以作者所在地区的情况为例，我们地区很多县区的农村从国庆节之前就开始实行了“限电”制度，即给农村送一天电，然后就停一天电(约从早8点到晚7点)。另外从新闻了解到，曾有一段时间煤炭都不够用来发电了，有的地区甚至用石油发电，所以石油的价格也涨得特快。
    又比如水资源短缺，据2010年12月4日新华网报道：“截至目前，黄淮、江淮冬麦区作物受旱面积5799万亩(其中重旱627万亩，干枯30万亩)，北方部分山丘区有177万人、155万头大牲畜因旱发生饮水困难。”
    所以节约资源是我们未来所面临的主要问题，也要求我们时时处处都要节约资源。而事实上人们浪费资源的情况比比皆是。偌大一个教室、偌大一个教学楼灯火通明，里面却一个学生都没有，而上面的风扇在不厌其烦的转着。分析其原因有二，人们太“懒惰”了，二是节约资源太“不容易”了。事实上第二点也是一个主要原因。比方说，如果我们所使用的照明灯、风扇、空调等等，在没有人的时候它们会自动停止，那么节约资源就“容易”多了。正是基于第二点原因，我们以台灯为实验对象，设计了一种新型多功能控制LED台灯。该设计的创新点有二：1)用LED灯代替普通的台灯灯管，这样既节省了资源又延长了台灯的使用寿命；其二、多功能控制不仅适合于控制台灯，还适合于控制风扇、空调等用电设备，设计思想是一样的。

1 功能特点
    本设计的功能特点有以下几点：
    (1)红外线控制。本设计采用红外自动控制。当我们需要光照，可又控制不方便或者不愿意控制人工开关时，我们的自动控制系统就起到重要作用了。当我们来到该台灯的自动控制范围(0～1.2m)时，就会自动激活红外开关，灯自动点亮；人一旦离开，红外线会自动关闭电源。达到既节省电能又省去了反复控制开关的动作，更加人性化。另外，该产品在红外线的基础上与普通开关和光电开关合理配合使用，如接近该产品而不需要光照(如白天)，光电开关会自动切断电路，为保障电路断开亦可断开普通开关，使得红外线不能触发电路，故灯不会亮。
    (2)光线强度的自动调节和人工调节。此台灯在设计时加入了光线调节功能，并且有两种调节方式：利用光敏电阻在光线强弱变化时自动调节和利用微型可调电阻实现人工调节。两调节方式在电路中巧妙配合使用，实现了任一变化都可调节光线强弱的功能。另外，微型可调电阻还可调节光线最强的亮度，以适应人在暗、亮的变化环境，保护眼睛，且安装于外围，调节方便。
    (3)节能环保。此台灯在设计时使用LED灯，LED是冷光源，灯内没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、光衰等，使用寿命达6万到10万小时，可大大降低灯具的维护费用，避免换灯之苦。LED的光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，不含汞、铅等对人体有害的元素。工作电压低，可安全触摸。除此之外，重要的一点还在于节能，因为LED功率是很低的，在设计中用了100个LED灯，满载功率才3W，远低于普通台灯的功率。

2 电路图设计
    本设计利用了红外线接近原理，红外线发出低高电位，从而触发三极管基极，使三极管处于饱区和及截止区，以便于控制电路的导通与断开。并且带有工作指示灯，可方便看出红外线的工作状态。红外线工作原理图如图1所示。

    为了方便自动控制，我们加长了自动控制的控制导线，其方式如图2所示。

    开关封装图如图3所示。

    利用光敏电阻对光线不同阻值不同的原理，串在电路中，分担流经LED的的电流，以控制LED的功率。光敏电阻安装在外围，便于对光线的采集，达到光线自动控制的目的。利用微调电阻阻值变化灵敏的特点，顺时针或逆时针转动可以调节光线的亮度，安装于外围，调节方便。
    最后本设计的实物图和完整电路图如下三图所示：