智能护眼台灯

注：这是博主幼年时代的小制作，未作任何修改，欢迎一同观赏原汁原味天真无邪的幼年博主。

一、本发明的目的

我小时候的视力都非常好，但升入高年级后，感觉看黑板渐渐有点模糊了，另外，我发现身边近视的人越来越多，通过咨询医生，老师，得出的可能有：

1. 大家在读书写字时总是不自觉地弯腰低头，坐姿不好。
2. 大家学习的时间大部分是晚上，在晚上是台灯亮度经常不够亮。
3. 现在同学们大多都用的是灯管台灯，有50HZ的频闪，比较伤眼。

二、调查目前别人已经做过什么

经过调查，目前已有两款提醒器，

1. 智能型多功能护眼创意小台灯
   针对中小学生造成近视的三个主要原因及普通台灯能耗高的缺点，研制了一种以单片机Arduino为控制核心，综合运用单片机控制、传感检测技术、PWM控制技术，从光线调节、用眼距离和学习时间三个方面进行功能设计的智能型LED护眼台灯，具有自动调节光强、距离检测、声音提醒、时间显示和闹铃等功能，从而有效预防青少年近视的发生。
2. 护眼台灯控制系统
   以单片机STC12C5202AD为控制器,采用超声波技术来测量距离,完成了智能报警护眼台灯控制系统的设计.系统设计中用STC12C5202A单片机、MAX232、NE5532、LM393、可控硅、蜂鸣器等完成系统的硬件设计;以Keil uVision3为软件开发环境完成系统的程序设计.系统实现了报警距离的自由设定,进入报警范围自动报警、报警方式自动切换等功能,可以达到矫正坐姿、保护视力的功能.

这两款产品在语音提醒方面上都有不足，且使用不便。

三、创意设想和方案

1. 低头报警器方面：
   报警器应该具有感应、提醒、设置功能。我在电子市场购买了超声波控制模块作为距离传感器，购买了C语言编程器设置感应报警距离。同时保留了一个触发继电器用的电平输出。
2. 自动调光方面：
   使用了一个两路光敏二极管继电器模块，当继电器高于设定亮度阈值触发时构成通过调光电阻的回路。
3. 亮度报警方面：
   使用了一个两路光敏二极管继电器模块，当继电器高于设定亮度阈值触发时构成触发语音模块的回路。
4. 语音模块方面：
   使用了一个功放模块，并在电脑里生成了语音文件下载到模块里。
5. 无频闪方面：
   使用LED直流灯泡，无频闪，比较护眼。
6. 节能方面：
   使用5v USB电源即可供电，脱离电源供电内部锂电池可以持续工作20小时以上。

四、分析完成发明设计的一些限制条件

一、材料成本

材料及工具	用途	来源	成本费用
杜邦线	连接各部分零件	废电脑零件加工	0元
亚克力板	盖子	家庭自用	0元
液晶屏	显示工具	市场采购	20元
单片机	处理器	市场采购	15元
超声波传感器	感应工具	市场采购	7元
木箱	装载部件	家庭自用	0元
电钻	加工工具	家庭自用	0元
锤子	加工工具	家庭自用	0元
锯条	加工工具	家庭自用	0元
刀	加工工具	家庭自用	0元
螺丝刀	加工工具	家庭自用	0元
光电传感器*4	感应工具	市场采购	10元
二路光敏二极管继电器模块*2	处理器	市场采购	20元
语音模块	功放模块	市场采购	30元
喇叭	功放设备	废电话拆解	0元
台灯	照明工具	市场采购	10元
继电器*5	处理器	市场采购	5元
3w电阻*3	将亮度分为三档	市场采购	1元
升压模块	将5v提升至12v	市场采购	5元
电池	储电	废充电宝拆解	0元
稳压器/电量显示器	电源稳压为电池充电	废充电宝拆解	0元
电烙铁	加工工具	家庭自用	0元
总计			123元

二、工作条件

1. 利用亚克立板制作盖子防止灰尘进入。
2. 亚克立板要用保持两个孔清洁以保证超声波传感器的正常感应。
3. 每个电子元件都需要弱电供电且独立电源。
4. 工作环境温度不得超过-50 ℃~100 ℃。
5. 使用环境湿度不得超过60%RH，以保证电子元件正常运行。
6. 充电时间不要超过18小时。

五、发明设计方案的选择和测试

测试一
利用红外线感应器测量距离。
问题：测距不准确。
分析：精度较低，易误测。
解决：用超声波感应器替换红外线传感器。

测试二
使用变压器供电。
问题：使用不方便，在无电源的地方无法使用。
分析：需要不间断电源。
解决：降低器材功率，改为电池供电。

测试三
使用0.25w电阻为台灯亮度分档。
问题：电阻会烧坏。
分析：0.25w对于台灯瓦数过低。电阻超负荷工作。
解决：改用2w以上的电阻为台灯供电。

六、检验你的发明设计方案

经过一些改进后在父母与老师的帮助下，我成功制作出“智能护眼台灯”，并进行了一些实验，数据如下：

距离	适用于
15cm	适合于身高120cm的儿童
17cm	适合于身高130cm的儿童
20cm	适合于身高140cm的儿童
23cm	适合于身高150cm的儿童
25cm	适合于身高160cm的儿童

二、改进空间与应用

改进空间:

1. 可将机体所占的空间减小，确保不影响学习。
2. 可将台灯的亮度增加，确保和环境的相似性。

应用范围：

1. 小学生、中学生的学习座姿的校正。
2. 光照环境的初步调整。
3. 环境亮度的监测。