智能型防近視LED臺燈

毋麗麗++寇繼磊

摘 要：當前，患近視癥的中、小學生很多，學生在燈下學習或做作業時，由于距光源過近，久而久之，視?下降，促成近視眼。市場上的調光燈不具有預防近視的功能，因此介紹了一種智能型防近視LED臺燈，它是利用單片機設計而成，能自動調節光的亮度。這種LED臺燈不僅可以防止在燈下長時間學習造成眼睛近視，還具有自動調光節電及延長燈泡使用壽命的功效。

關鍵詞：智能型；單片機；防近視；LED臺燈

中圖分類號：TN312.8；TM923.34 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.113

據教育部和衛生部聯合調查，目前我國學生的近視率達到60%，已經居世界第一位，小學生的近視率已經超過了30%，初中生已達到了60%以上，高中生只有個別不近視，因此，近視問題必須引起家庭和社會的重視。鑒于近視屬于不可康復的健康缺陷，為有效制止國民視力狀況持續惡化，我們必須認識到保護視?的重要性。

目前，市場上銷售的調光臺燈種類很多，但多為手動式。這種手動式臺燈是根據使用者的需要，用手來轉動調光旋鈕，改變臺燈的亮度。這種臺燈雖然可以節約電能，但不具有防近視的功能。當前，患近視癥的中、小學生非常多，而造成近視的原因有很多，常見的有以下幾種：①環境光線不充足是導致視力下降的原因之一。學生讀書、寫字時，充足的光線是必不可少的，燈光昏暗將會造成眼睛疲勞，影響視?。選擇較好的照明設備調整環境??，可以減少近視的發生，使學習效?更高。②近距離觀看會引發近視。在燈下讀書或做作業時，如果坐姿不正確或距離光源較近，久而久之，視力便會下?，促成近視眼。③長時間學習也會引發近視癥。在長時間、近距離的學習狀態下，內外眼肌僵化，導致水晶體度數增加（假性近視和屈光性近視的原因），長?累月，則導致眼軸增長，發展為真性近視。④手機、電腦、iPad等電子產品的使用也成了學生近視的一大殺手。有些學生玩游戲上癮，加重了近視。

1 設計目的和原理

鑒于當前越來越多的學生患近視癥，本文介紹了一種智能型防近視LED臺燈，其具有以下功能：①防近視的閱讀功能。中、小學生在燈下看書或做作業時，如果超過規定（即調定）的距離，燈光?自動變暗，而離開規定距離時，燈光則自動變?。這樣，就可防止學生?會距離燈太近。②防長時間閱讀的功能。在學生閱讀一段時間后（約30 min），該臺燈會發出信號（音樂或光影變化）提醒學生暫停閱讀，讓眼睛獲得適當休息。③節能環保功能。智能型防近視LED臺燈采用高亮度LED燈作為臺燈光源，并采用PWM技術調光，具有無段調光功能，可從1%調至100%；可依照使用者的?同時間、不同需求調整亮度；無紫外線，被照物不會變質，也無紅外線冷光源，被照物?會發燙，且使用壽命較長，可達50 000 h；?含水銀等重?屬，符合環保之綠色照明需求，光線集中不閃爍。

2 工作原理

2.1 白光LED調光原理

白光LED亮度調整的方法可分為兩種，即類比調光和PWM調光。采用類比調光方法時，只需將白光LED的電流降至最大值的一半，就可使屏幕亮度降低50%.但該方法也存在一定的不足，比如白光LED色移，需要類比控制信號。PWM調光方法可在減少的電流占空周期內為白光LED提供完整的電流，比如，要將亮度減半，只需在50%的占空周期內提供完整電流。PWM信號頻率通常會超過100 Hz，以確保脈沖電流不會被眼睛察覺。此外，PWM頻?的最大值需視電源的啟動和反應時間而定。

2.2 紅外線測距原理

紅外線測距電?包含紅外發射電?和紅外接收電?。通常，紅外線發射頭LED和紅外線接收頭裝配在一起構成一體化的傳感器件，靈敏?高、抗干擾性好，可在強光下正常工作。當發射頭前方有人阻擋時，發射頭發出的高頻紅外線信號將被人體反射一部分回來，紅外線接收頭接收到這部分信號后，經MCU讀取判斷學生的閱讀距離是否過近。

3 設計方案

本文介紹的智能型防近視LED臺燈，其硬件部分主要分為LED照明設備、HT46R24控制電?和電源供應電?三大部分。LED照明設備包括燈具架、LED陣列，HT46R24控制電?包括MCU控制器電?、LED驅動電路，電源供應電?包括LED電源DC24 V與DC5 V穩壓電路。圖1所示為電源供應電路。

4 結論

以單片機為核心的智能型防近視LED臺燈不僅具有自動調光功能和防長時間閱讀的功能，還具有節能環保的功能，它是臺燈未來發展的必然趨勢。

參考文獻

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〔編輯：劉曉芳〕