台灯作为几乎家家必备的学习用品，市面上各种功能的台灯琳琅满目。在使用中，由于部分台灯出现频闪眩晕现象，容易加剧眼疲劳。再加上如果长时间用眼，和书写时不注意坐姿，眼部与桌面的距离过小，容易导致学生近视。本文针对市面上兼具智能调光、距离提醒、感应开关、自动定时功能的台灯，进行模块解析。
本案例台灯有如下功能：色温/亮度调节、距离提醒、定时、自动感光调节亮度等功能。电路包括电源模块、控制电路、人体感应模块、光感模块、距离感应模块、触摸按键感应模块、警示器以及照明装置。
电源模块
电源模块由2部分组成，分别为适配器和电源驱动模块。
其中适配器模块：
- 输入：100-240V,50/60HZ,0.5A（电流可根据LED灯负载大小选择不同电流）
- 输出：DC24V或者DC12V.
- 输出方式：恒压输出。
LED电源适配器通常是外购，适配器给LED台灯供电。台灯控制器上的电源模块是由DC24V或者DC12V通过LDO降压转化为各功能模块的供电。
示例的台灯方案采用杰力科创DLT8SA20A触摸芯片，它的MCU供电为DC3.3V，对应的电源部分电路可参考如下原理图.
人体感应模块
人体感应模块的功能是用于检测台灯前面，一定范围内是否有人体热释电红外信号，用于入座提醒。它的核心部件为热释电红外传感器(PassiveInfrared Ray，简称PIR)以及外部的菲涅尔透镜。
人体感应模块的工作原理为：人体探测敏感元将感应到的人体移动信号通过高阻抗差分输入电路耦合到数字智能集成电路芯片上，数字智能集成电路将信号转化成15位ADC数字信号，当PIR信号超过选定的数字阀值时就会有延时的REL高电平输出。反之，REL输出低电平。如下是PIR的内部工作原理方框图。
MCU控制单元通过检测REL电平来处理灯亮灯灭。当室内有人体活动时，REL输出高电平给MCU控制单元，MCU控制LED照明装置打开状态；反之，无人状态下，REL输出低电平电平给MCU控制单元，MCU控制LED照明装置关闭状态。
另外，当人体感应模块与MCU控制器中的定时器检测同时到使用者使用台灯超过一小时，MCU会对警示模块做警报提醒，比如蜂鸣器鸣叫或者LED状态灯闪烁。此时使用者需关闭台灯，暂停使用，警报方能解除。
距离感应模块
距离感应模块的功能是用于检验台灯前的人体距离台灯的距离。实现此功能有常见的有如下2种方案：
- 一种是超声波感应测距，它的组成部分包括超声波感应模块和D/A转换器。
它的优点是感应距离远，抗外界干扰能力强。不过成本相对较高。
- 一种是红外对管测距，红外对管的核心部件是红外发射管与接收管。
普通的红外对管测距一般不超过30cm，且存在一定的外部光照干扰影响，特别是太阳光的干扰对测试的有效距离干扰比较大。为了增强感应距离与抗干扰性能，通常采用38K载波的红外发射与接收，这样检测的有效距离可以达到1米以上，且抗干扰能力大为提高。整体的红外对管测距方案相对于超声波测距，具有较高的成本优势。
距离感应模块在工作过程中，若检测到人体（一般是头部）距离超过阈值时，表明坐姿不正确，向控制电路发出信号，控制电路驱动警示器工作，警示器发出警报，当人体距离低于阈值时， 警报自动解除；
光感应模块
光感应模块的功能是用于检验环境中的光照强度，然后根据光照强度大小来确定是否做灯光强度补偿。它的组成部分包括光敏元件和光控制模块。
控制电路根据光感模块的电信号控制照明装置的功率大小。
当室内光照强度降低时，光感模块向控制电路发出当前光照强度较低的信号，控制电路收到光照强度信号低于预设值，此时控制电路通过调节内部的LED驱动电路的PWM占空比来提高室内光照强度至预设值。
当室内光照强度提高时，光感模块向控制电路发出当前光照强度较高的信号， 控制电路收到光照强度信号高于预设值，此时控制电路通过调节内部的LED驱动电路的PWM占空比来减少室内光照强度至预设值。
LED照明装置
led照明装置最常用的规格是12V和24V两种电压，12V的是3串多路并联结构、24V的是6串多路并联结构。下图是12V的RGB灯条原理图示例
警示模块
常见的警示模块包含蜂鸣器鸣叫报警，LED闪烁提醒，其典型驱动原理图可参考如下：
上图为蜂鸣器的典型驱动电路，如果选择的BELL是无源他激型，通常需要FM输出方波驱动，一般频率为4Khz。如果选择的BELL是有源自激型，FM只需要给高电平就可以驱动BELL发出报警声了。
上图是MCU的IO口直接驱动LED了，因为LED的工作电压电流很小，通常10mA就可以了，3.3V的MCU的VDD是可以直接驱动这个红绿双色LED了。
MCU控制模块
该模块是控制器的核心部件，MCU控制模块通常包含外部信息采集与处理模块（按键扫描处理，人体感应检测与处理，距离感应检测与处理，光感应检测与处理），定时模块，LED驱动模块，以及警示驱动模块（LED报警驱动，蜂鸣器驱动）等。
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