一种自动感应周围环境光强度的警报电路

1.本实用新型涉及电子信息技术领域，具体为一种自动感应周围环境光强度的警报电路。

背景技术：

2.当前，中小学生、普通上班族的学习、工作任务还是较为繁重，用眼过度易造成眼睛近视，若学习、工作环境的光照不佳比如过强或过弱，则会加剧眼睛近视这种情况的发生。科学研究表明，适合人眼阅读书写的光强范围约为 300-600lux，而大多数人的学习、工作环境光照情况会随着时间、天气、地点的变化而变化，人一旦全神贯注地认真学习工作后，经常会忽略光照情况的变化。目前市场上也有能测量光照度的专用测量设备，但普遍体积较大、价格昂贵，操作使用时有专业性要求且通常没有报警提示功能，因此并不适合普通学生或者办公人员使用。

技术实现要素：

3.针对上述存在的问题，本实用新型一种自动感应周围环境光强度的警报电路。通过充分运用光敏电阻的感光特性和三级管的开关特性，主要采用两个光敏电阻作为感光元件，四个三极管作为开关控制元件，三个发光二极管led和一个蜂鸣器作为声光报警提示，另采用九个常规电阻作为辅助元件，设计出一款结构简单、成本低廉、体积较小、无需复杂制作工艺的警报电路，能即时准确检测学习工作环境的光照情况，及时发出光照不佳的报警提示，有效解决因光照不佳(过弱或过强)造成眼睛疲劳近视等问题。
4.本实用新型采用的技术方案：
5.一种自动感应周围环境光强度的警报电路，其特征在于：所述警报电路包括电源模块，所述电源模块的第一输出端与指示灯电路模块的电源输入端连接，所述电源模块的第二输出端与报警电路模块的电源输入端连接，所述电源模块的第三输出端、第四输出端、第五输出端、第六输出端分别与分压驱动电路模块的第一信号输入端、第二信号输入端、第三信号输入端、第四信号输入端一一对应连接，所述分压驱动电路模块的第一驱动信号输出端、第二驱动信号输出端分别与报警电路模块的第一信号输入端、第二信号输入端连接；
6.所述电源模块包括电池组e和开关k，所述指示灯电路模块包括第一发光二极管led1，所述第一发光二极管led1的阳极经开关k与电池组e的正极连接，所述第一发光二极管led1的阴极经第一电阻r1与电池组e的负极连接，所述电池组e负极接地；
7.所述分压驱动电路模块包括第二滑动电阻r2和第四滑动电阻r4，所述第二滑动电阻r2的固定端经第一光敏电阻pr1、开关k与电池组e的正极连接，所述第二滑动电阻r2的移动端与电池组e的负极连接，所述第二滑动电阻r2 与第一光敏电阻pr1的公共端经第三电阻r3与第一三极管vt1的基极连接，所述第四滑动电阻r4的固定端经开关k与电池组e的正极连接，所述第四滑动电阻r4的移动端经第二光敏电阻pr2与电池组e的负极连接，所述第四滑动电阻 r4与第二光敏电阻pr2的公共端经第五电阻r5与第二三极管vt2的基极连接，
所述第一三极管vt1的集电极经第六电阻r6、开关k与电池组e的正极连接，所述第一三极管vt1的发射极与电池组e的负极连接，所述第二三极管vt2的集电极经第七电阻r7、开关k与电池组e的正极连接，所述第二三极管vt2的发射极与电池组e的负极连接；
8.所述报警电路模块包括蜂鸣器h，所述蜂鸣器h的正输入端经开关k与电池组e的正极连接，所述蜂鸣器h的负输入端一路与第二发光二极管led2的阳极连接，所述第二发光二极管led2的阴极与第三三极管vt3的集电极连接，所述第三三极管vt3的基极经第八电阻r8与第一三极管vt1的集电极连接，所述第三三极管vt3的发射极与电池组e的负极连接，所述蜂鸣器h负输入端的另一路与第三发光二极管led3的阳极连接，所述第三发光二极管led3的阴极与第四三极管vt4的集电极连接，所述第四三极管vt4的基极经第九电阻r9与第二三极管vt2的集电极连接，所述第四三极管vt4的发射极与电池组e的负极连接。
9.工作原理：充分利用光敏电阻的阻值随光照强度变化而变化的特性以及三极管的开关特性，当光照强度增大或减小时，光敏电阻的阻值逐渐减小或增大，从而改变其在电路中分压值。通过该分压值的变化，控制三极管的导通或断开，使发光二极管led及蜂鸣器发出相应的声光报警提示。
10.进一步的，所述电池组e为直流5v。
11.进一步的，所述第一发光二极管led1为绿光发光二极管，所述第二发光二极管led2为蓝光发光二极管，所述第三发光二极管led3为红光发光二极管。
12.进一步的，所述第一光敏电阻pr1和第二光敏电阻pr2均为暗电阻，阻值均为1mω。
13.进一步的，所述第一三极管vt1、第二三极管vt2、第三三极管vt3、第四三极管vt4均为npn型三极管。
14.进一步的，所述第二滑动电阻r2和第四滑动电阻r4的最大阻值均为10k ω。
15.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
16.本实用新型一种自动感应周围环境光强度的警报电路，能即时准确检测学习工作环境的光强变化，当所处环境的光强低于300lux或高于600lux时，及时精准发出光强过弱或过强的报警提示，警示当前环境的光照不佳，避免人的眼睛长时间处在不良光照环境中，有效降低眼睛近视发生的几率，而且可以根据实际需要改变弱光或强光的报警阈值。同时本实用新型设计科学合理、结构简单，所需电子元器件均可通过市场常规渠道购得，价格低廉且节能环保，制作时无需复杂工艺，因此可大批量生产，具有大规模应用推广的前景，投入使用后取得了良好的经济效益和社会效益。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型的实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显然，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1一种自动感应周围环境光强度的警报电路的框图；
19.图2一种自动感应周围环境光强度的警报电路原理图。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.实施例：
22.如图1所示，一种自动感应周围环境光强度的警报电路，所述警报电路包括电源模块，所述电源模块的第一输出端与指示灯电路模块的电源输入端连接，所述电源模块的第二输出端与报警电路模块的电源输入端连接，所述电源模块的第三输出端、第四输出端、第五输出端、第六输出端分别与分压驱动电路模块的第一信号输入端、第二信号输入端、第三信号输入端、第四信号输入端一一对应连接，所述分压驱动电路模块的第一驱动信号输出端、第二驱动信号输出端分别与报警电路模块的第一信号输入端、第二信号输入端连接；
23.如图2所示，所述电源模块包括电池组e和开关k，所述电池组e为直流 5v，所述指示灯电路模块包括第一发光二极管led1，所述第一发光二极管led1 为绿光发光二极管，所述第一发光二极管led1的阳极经开关k与电池组e的正极连接，所述第一发光二极管led1的阴极经第一电阻r1与电池组e的负极连接，所述电池组e负极接地；
24.所述分压驱动电路模块包括第二滑动电阻r2和第四滑动电阻r4，所述第二滑动电阻r2和第四滑动电阻r4的最大阻值均为10kω，所述第二滑动电阻r2 的固定端经第一光敏电阻pr1、开关k与电池组e的正极连接，所述第一光敏电阻pr1为暗电阻且阻值1mω，所述第二滑动电阻r2的移动端与电池组e的负极连接，所述第二滑动电阻r2与第一光敏电阻pr1的公共端经第三电阻r3与第一三极管vt1的基极连接，所述第四滑动电阻r4的固定端经开关k与电池组 e的正极连接，所述第四滑动电阻r4的移动端经第二光敏电阻pr2与电池组e 的负极连接，所述第二光敏电阻pr2为暗电阻且阻值1mω；
25.所述第四滑动电阻r4与第二光敏电阻pr2的公共端经第五电阻r5与第二三极管vt2的基极连接，所述第一三极管vt1的集电极经第六电阻r6、开关k 与电池组e的正极连接，所述第一三极管vt1的发射极与电池组e的负极连接，所述第二三极管vt2的集电极经第七电阻r7、开关k与电池组e的正极连接，所述第二三极管vt2的发射极与电池组e的负极连接；
26.所述报警电路模块包括蜂鸣器h，所述蜂鸣器h的正输入端经开关k与电池组e的正极连接，所述蜂鸣器h的负输入端一路与第二发光二极管led2的阳极连接，所述第二发光二极管led2为蓝光发光二极管，所述第二发光二极管led2 的阴极与第三三极管vt3的集电极连接，所述第三三极管vt3的基极经第八电阻r8与第一三极管vt1的集电极连接，所述第三三极管vt3的发射极与电池组 e的负极连接，所述蜂鸣器h负输入端的另一路与第三发光二极管led3的阳极连接，所述第三发光二极管led3为红光发光二极管，所述第三发光二极管led3 的阴极与第四三极管vt4的集电极连接，所述第四三极管vt4的基极经第九电阻r9与第二三极管vt2的集电极连接，所述第四三极管vt4的发射极与电池组 e的负极连接；
27.所述第一三极管vt1、第二三极管vt2、第三三极管vt3、第四三极管vt4 均为npn型三极管。
28.本实用新型的工作过程如下：
29.开关k闭合，发光二极管led1发出绿光即电源指示灯为绿，表明电路已正常通电；
30.当所处环境的光照强度小于300lux即处于弱光时，光敏电阻pr1和光敏电阻pr2的阻值较大，光敏电阻pr1的阻值较大使得滑动电阻r2的固定端电压低于0.7v即三极管vt1的基极电压低于0.7v，此时三极管vt1处于断开状态，导致三极管vt1的集电极处于高电位即三极管vt3的基极电压大于0.7v，因此三极管vt3导通，发光二极管led2发出蓝报警灯光，即光弱指示灯亮，同时蜂鸣器发出报警声。光敏电阻pr2的阻值较大使得滑动电阻r4移动端的电压大于 0.7v，即三极管vt2的基极电压大于0.7v，三极管vt2导通，因此三极管vt2 的集电极处于低电位，即三极管vt4的基极电压小于0.7v，三极管vt4截止，发光二极管led3不发光，即光强指示灯不亮。
31.当所处环境的光照强度大于600lux即处于强光时，光敏电阻pr1和光敏电阻pr2的阻值较小，光敏电阻pr1的阻值较小使得滑动电阻r2的固定端电压高于0.7v即三极管vt1的基极电压高于0.7v，三极管vt1导通，此时三极管vt1 的集电极处于低电位即三极管vt3的基极电压小于0.7v，三极管vt3截止，发光二极管led2不发光，即光弱指示灯不亮。光敏电阻pr2的阻值较小使得滑动电阻r4的移动端电压小于0.7v，即三极管vt2的基极处于低电位，三极管vt2 截止，此时三极管vt2的集电极处于高电位即三极管vt4的基极电压大于0.7v，三极管vt4导通，发光二极管led3发出红报警灯光，即光强指示灯亮，蜂鸣器发出报警声。
32.当所处环境的光照强度适合，即处于300lux-600lux之间，光敏电阻pr1 和光敏电阻pr2的阻值适中，光敏电阻pr1的阻值适中使得滑动电阻r2的固定端电压高于0.7v，即三极管vt1的基极电压高于0.7v，三极管vt1导通，此时三极管vt1的集电极处于低电位即三极管vt3的基极电压小于0.7v，三极管vt3 截止，发光二极管led2不发光。同时，光敏电阻pr2的阻值适中使得滑动电阻 r4的移动端电压大于0.7v即三极管vt2的基极电压大于0.7v，三极管vt2导通，此时三极管vt2的集电极处于低电位即三极管vt4的基极电压小于0.7v，三极管vt4截止，发光二极管led3不发光，也就是此时光弱指示灯和光强指示灯都不亮，同时蜂鸣器不发出报警声。
33.若想改变光弱或者光强时的报警阈值，可通过调节滑动电阻r2或滑动电阻 r4的阻值来实现。
34.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种自动感应周围环境光强度的警报电路，其特征在于：所述警报电路包括电源模块，所述电源模块的第一输出端与指示灯电路模块的电源输入端连接，所述电源模块的第二输出端与报警电路模块的电源输入端连接，所述电源模块的第三输出端、第四输出端、第五输出端、第六输出端分别与分压驱动电路模块的第一信号输入端、第二信号输入端、第三信号输入端、第四信号输入端一一对应连接，所述分压驱动电路模块的第一驱动信号输出端、第二驱动信号输出端分别与报警电路模块的第一信号输入端、第二信号输入端连接；所述电源模块包括电池组e和开关k，所述指示灯电路模块包括第一发光二极管led1，所述第一发光二极管led1的阳极经开关k与电池组e的正极连接，所述第一发光二极管led1的阴极经第一电阻r1与电池组e的负极连接，所述电池组e负极接地；所述分压驱动电路模块包括第二滑动电阻r2和第四滑动电阻r4，所述第二滑动电阻r2的固定端经第一光敏电阻pr1、开关k与电池组e的正极连接，所述第二滑动电阻r2的移动端与电池组e的负极连接，所述第二滑动电阻r2与第一光敏电阻pr1的公共端经第三电阻r3与第一三极管vt1的基极连接，所述第四滑动电阻r4的固定端经开关k与电池组e的正极连接，所述第四滑动电阻r4的移动端经第二光敏电阻pr2与电池组e的负极连接，所述第四滑动电阻r4与第二光敏电阻pr2的公共端经第五电阻r5与第二三极管vt2的基极连接，所述第一三极管vt1的集电极经第六电阻r6、开关k与电池组e的正极连接，所述第一三极管vt1的发射极与电池组e的负极连接，所述第二三极管vt2的集电极经第七电阻r7、开关k与电池组e的正极连接，所述第二三极管vt2的发射极与电池组e的负极连接；所述报警电路模块包括蜂鸣器h，所述蜂鸣器h的正输入端经开关k与电池组e的正极连接，所述蜂鸣器h的负输入端一路与第二发光二极管led2的阳极连接，所述第二发光二极管led2的阴极与第三三极管vt3的集电极连接，所述第三三极管vt3的基极经第八电阻r8与第一三极管vt1的集电极连接，所述第三三极管vt3的发射极与电池组e的负极连接，所述蜂鸣器h负输入端的另一路与第三发光二极管led3的阳极连接，所述第三发光二极管led3的阴极与第四三极管vt4的集电极连接，所述第四三极管vt4的基极经第九电阻r9与第二三极管vt2的集电极连接，所述第四三极管vt4的发射极与电池组e的负极连接。2.根据权利要求1所述的一种自动感应周围环境光强度的警报电路，其特征在于：所述电池组e为直流5v。3.根据权利要求1所述的一种自动感应周围环境光强度的警报电路，其特征在于：所述第一发光二极管led1为绿光发光二极管，所述第二发光二极管led2为蓝光发光二极管，所述第三发光二极管led3为红光发光二极管。4.根据权利要求1所述的一种自动感应周围环境光强度的警报电路，其特征在于：所述第一光敏电阻pr1和第二光敏电阻pr2均为暗电阻，阻值均为1mω。5.根据权利要求1所述的一种自动感应周围环境光强度的警报电路，其特征在于：所述第一三极管vt1、第二三极管vt2、第三三极管vt3、第四三极管vt4均为npn型三极管。6.根据权利要求1所述的一种自动感应周围环境光强度的警报电路，其特征在于：所述第二滑动电阻r2和第四滑动电阻r4的最大阻值均为10kω。

技术总结

本实用新型涉及电子信息技术领域，具体为一种自动感应周围环境光强度的警报电路，包括电源模块、指示灯电路模块、分压驱动电路模块、报警电路模块。通过充分运用光敏电阻的感光特性和三级管的开关特性，主要采用两个光敏电阻作为感光元件，四个三极管作为开关控制元件，三个发光二极管LED和一个蜂鸣器作为声光报警提示，设计出一款结构简单、成本低廉、体积较小、无需复杂制作工艺的警报电路，能即时准确检测学习、工作时周围环境的光照情况，及时发出光照不佳(过弱或过强)的报警提示，有效解决因光照不佳造成眼睛疲劳近视等问题。因光照不佳造成眼睛疲劳近视等问题。因光照不佳造成眼睛疲劳近视等问题。

技术研发人员：

陈战东 吴国彪

受保护的技术使用者：

广西民族大学

技术研发日：

2022.03.31

技术公布日：

2023/2/16