智能型防近视LED台灯

毋丽丽++寇继磊

摘 要：当前，患近视症的中、小学生很多，学生在灯下学习或做作业时，由于距光源过近，久而久之，视?下降，促成近视眼。市场上的调光灯不具有预防近视的功能，因此介绍了一种智能型防近视LED台灯，它是利用单片机设计而成，能自动调节光的亮度。这种LED台灯不仅可以防止在灯下长时间学习造成眼睛近视，还具有自动调光节电及延长灯泡使用寿命的功效。

关键词：智能型；单片机；防近视；LED台灯

中图分类号：TN312.8；TM923.34 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.113

据教育部和卫生部联合调查，目前我国学生的近视率达到60%，已经居世界第一位，小学生的近视率已经超过了30%，初中生已达到了60%以上，高中生只有个别不近视，因此，近视问题必须引起家庭和社会的重视。鉴于近视属于不可康复的健康缺陷，为有效制止国民视力状况持续恶化，我们必须认识到保护视?的重要性。

目前，市场上销售的调光台灯种类很多，但多为手动式。这种手动式台灯是根据使用者的需要，用手来转动调光旋钮，改变台灯的亮度。这种台灯虽然可以节约电能，但不具有防近视的功能。当前，患近视症的中、小学生非常多，而造成近视的原因有很多，常见的有以下几种：①环境光线不充足是导致视力下降的原因之一。学生读书、写字时，充足的光线是必不可少的，灯光昏暗将会造成眼睛疲劳，影响视?。选择较好的照明设备调整环境??，可以减少近视的发生，使学习效?更高。②近距离观看会引发近视。在灯下读书或做作业时，如果坐姿不正确或距离光源较近，久而久之，视力便会下?，促成近视眼。③长时间学习也会引发近视症。在长时间、近距离的学习状态下，内外眼肌僵化，导致水晶体度数增加（假性近视和屈光性近视的原因），长?累月，则导致眼轴增长，发展为真性近视。④手机、电脑、iPad等电子产品的使用也成了学生近视的一大杀手。有些学生玩游戏上瘾，加重了近视。

1 设计目的和原理

鉴于当前越来越多的学生患近视症，本文介绍了一种智能型防近视LED台灯，其具有以下功能：①防近视的阅读功能。中、小学生在灯下看书或做作业时，如果超过规定（即调定）的距离，灯光?自动变暗，而离开规定距离时，灯光则自动变?。这样，就可防止学生?会距离灯太近。②防长时间阅读的功能。在学生阅读一段时间后（约30 min），该台灯会发出信号（音乐或光影变化）提醒学生暂停阅读，让眼睛获得适当休息。③节能环保功能。智能型防近视LED台灯采用高亮度LED灯作为台灯光源，并采用PWM技术调光，具有无段调光功能，可从1%调至100%；可依照使用者的?同时间、不同需求调整亮度；无紫外线，被照物不会变质，也无红外线冷光源，被照物?会发烫，且使用寿命较长，可达50 000 h；?含水银等重?属，符合环保之绿色照明需求，光线集中不闪烁。

2 工作原理

2.1 白光LED调光原理

白光LED亮度调整的方法可分为两种，即类比调光和PWM调光。采用类比调光方法时，只需将白光LED的电流降至最大值的一半，就可使屏幕亮度降低50%.但该方法也存在一定的不足，比如白光LED色移，需要类比控制信号。PWM调光方法可在减少的电流占空周期内为白光LED提供完整的电流，比如，要将亮度减半，只需在50%的占空周期内提供完整电流。PWM信号频率通常会超过100 Hz，以确保脉冲电流不会被眼睛察觉。此外，PWM频?的最大值需视电源的启动和反应时间而定。

2.2 红外线测距原理

红外线测距电?包含红外发射电?和红外接收电?。通常，红外线发射头LED和红外线接收头装配在一起构成一体化的传感器件，灵敏?高、抗干扰性好，可在强光下正常工作。当发射头前方有人阻挡时，发射头发出的高频红外线信号将被人体反射一部分回来，红外线接收头接收到这部分信号后，经MCU读取判断学生的阅读距离是否过近。

3 设计方案

本文介绍的智能型防近视LED台灯，其硬件部分主要分为LED照明设备、HT46R24控制电?和电源供应电?三大部分。LED照明设备包括灯具架、LED阵列，HT46R24控制电?包括MCU控制器电?、LED驱动电路，电源供应电?包括LED电源DC24 V与DC5 V稳压电路。图1所示为电源供应电路。

4 结论

以单片机为核心的智能型防近视LED台灯不仅具有自动调光功能和防长时间阅读的功能，还具有节能环保的功能，它是台灯未来发展的必然趋势。

参考文献

[1]张军华.光控调光台灯的设计与制作[J].科学大众（科学教育），2013（01）.

[2]熊洁.一种基于单片机的LED台灯设计[J].科技信息，2012（32）.

[3]金衡，邓松坤，宛铮，等.LED智能多功能台灯[J].科技视界，2012（11）.

〔编辑：刘晓芳〕