日前全球資源短缺的憂慮再度升溫。且不說全球的資源緊缺到什么程度,以作者所在地區(qū)的情況為例,我們地區(qū)很多縣區(qū)的農(nóng)村從國慶節(jié)之前就開始實行了“限電”制度,即給農(nóng)村送一天電,然后就停一天電(約從早8點到晚7點)。另外從新聞了解到,曾有一段時間煤炭都不夠用來發(fā)電了,有的地區(qū)甚至用石油發(fā)電,所以石油的價格也漲得特快。
又比如水資源短缺,據(jù)2010年12月4日新華網(wǎng)報道:“截至目前,黃淮、江淮冬麥區(qū)作物受旱面積5799萬畝(其中重旱627萬畝,干枯30萬畝),北方部分山丘區(qū)有177萬人、155萬頭大牲畜因旱發(fā)生飲水困難。”
所以節(jié)約資源是我們未來所面臨的主要問題,也要求我們時時處處都要節(jié)約資源。而事實上人們浪費資源的情況比比皆是。偌大一個教室、偌大一個教學(xué)樓燈火通明,里面卻一個學(xué)生都沒有,而上面的風(fēng)扇在不厭其煩的轉(zhuǎn)著。分析其原因有二,人們太“懶惰”了,二是節(jié)約資源太“不容易”了。事實上第二點也是一個主要原因。比方說,如果我們所使用的照明燈、風(fēng)扇、空調(diào)等等,在沒有人的時候它們會自動停止,那么節(jié)約資源就“容易”多了。正是基于第二點原因,我們以臺燈為實驗對象,設(shè)計了一種新型多功能控制LED臺燈。該設(shè)計的創(chuàng)新點有二:1)用LED燈代替普通的臺燈燈管,這樣既節(jié)省了資源又延長了臺燈的使用壽命" title="使用壽命">使用壽命;其二、多功能控制不僅適合于控制臺燈,還適合于控制風(fēng)扇、空調(diào)等用電設(shè)備,設(shè)計思想是一樣的。
1 功能特點
本設(shè)計的功能特點有以下幾點:
(1)紅外線控制。本設(shè)計采用紅外自動控制。當我們需要光照,可又控制不方便或者不愿意控制人工開關(guān)時,我們的自動控制系統(tǒng)就起到重要作用了。當我們來到該臺燈的自動控制范圍(0~1.2m)時,就會自動激活紅外開關(guān),燈自動點亮;人一旦離開,紅外線會自動關(guān)閉電源。達到既節(jié)省電能又省去了反復(fù)控制開關(guān)的動作,更加人性化。另外,該產(chǎn)品在紅外線的基礎(chǔ)上與普通開關(guān)和光電開關(guān)合理配合使用,如接近該產(chǎn)品而不需要光照(如白天),光電開關(guān)會自動切斷電路,為保障電路斷開亦可斷開普通開關(guān),使得紅外線不能觸發(fā)電路,故燈不會亮。
(2)光線強度的自動調(diào)節(jié)" title="自動調(diào)節(jié)">自動調(diào)節(jié)和人工調(diào)節(jié)。此臺燈在設(shè)計時加入了光線調(diào)節(jié)功能,并且有兩種調(diào)節(jié)方式:利用光敏電阻" title="光敏電阻">光敏電阻在光線強弱變化時自動調(diào)節(jié)和利用微型可調(diào)電阻實現(xiàn)人工調(diào)節(jié)。兩調(diào)節(jié)方式在電路中巧妙配合使用,實現(xiàn)了任一變化都可調(diào)節(jié)光線強弱的功能。另外,微型可調(diào)電阻還可調(diào)節(jié)光線最強的亮度,以適應(yīng)人在暗、亮的變化環(huán)境,保護眼睛,且安裝于外圍,調(diào)節(jié)方便。
(3)節(jié)能環(huán)保。此臺燈在設(shè)計時使用LED燈,LED是冷光源,燈內(nèi)沒有松動的部分,不存在燈絲發(fā)光易燒、光衰等,使用壽命達6萬到10萬小時,可大大降低燈具的維護費用,避免換燈之苦。LED的光譜中沒有紫外線和紅外線,既沒有熱量,也沒有輻射,不含汞、鉛等對人體有害的元素。工作電壓低,可安全觸摸。除此之外,重要的一點還在于節(jié)能,因為LED功率是很低的,在設(shè)計中用了100個LED燈,滿載功率才3W,遠低于普通臺燈的功率。
2 電路圖設(shè)計
本設(shè)計利用了紅外線接近原理,紅外線發(fā)出低高電位,從而觸發(fā)三極管基極,使三極管處于飽區(qū)和及截止區(qū),以便于控制電路的導(dǎo)通與斷開。并且?guī)в泄ぷ髦甘緹簦煞奖憧闯黾t外線的工作狀態(tài)。紅外線工作原理圖如圖1所示。
為了方便自動控制,我們加長了自動控制的控制導(dǎo)線,其方式如圖2所示。
開關(guān)封裝圖如圖3所示。
利用光敏電阻對光線不同阻值不同的原理,串在電路中,分擔(dān)流經(jīng)LED的的電流,以控制LED的功率。光敏電阻安裝在外圍,便于對光線的采集,達到光線自動控制的目的。利用微調(diào)電阻阻值變化靈敏的特點,順時針或逆時針轉(zhuǎn)動可以調(diào)節(jié)光線的亮度,安裝于外圍,調(diào)節(jié)方便。
最后本設(shè)計的實物圖和完整電路圖如下三圖所示: