一種「0耗電」待機、手勢感應控制led頭燈開關的方法與裝置與流程
2023-04-27 21:42:11
本專利屬於LED頭燈開關控制技術領域，具體涉及一種「0耗電」待機、手勢感應控制LED頭燈開關的方法與裝置。
背景技術：
現在市場上流行的led頭燈開關控制的種類有手動按鍵開關式、紅外線感應式開關等。手動式使用者需用髒、溼、腥的手用力按壓開關，使用極不方便；如專利CN203731100U感應頭燈就屬於紅外感應式頭燈，該型頭可在0-10cm內感應手勢即可開關頭燈，使用方便但耗電量很大，因為該型頭燈在使用時紅外發射管、紅外接收管一直處於工作狀態、其待機工作電流約20毫安，對於容量只有300mah左右的普通乾電池，只需待機十幾小時就耗盡電量，使用該型頭燈垂釣者普遍反應：夜釣一兩次就要換電池，故該型頭燈使用方便但耗電大費錢。
技術實現要素：
為了解決上述技術問題，本專利公開了一種「0耗電」待機、手勢感應控制LED頭燈開關的方法與裝置。
該裝置能在0-5釐米內感應手勢開關頭燈又非常省電，其待機電流僅為4微安左右，約為紅外式的1/5000，幾乎「0」耗電待機，使人們無需再用髒溼的手用力按壓開關頭燈，只需抬抬手就能控制頭燈的開關，既不耗電又能感應開關頭燈，即使戴著厚重的手套也同樣感應。
【結構與原理】
實現本專利目的的方法與技術方案是:利用靜態電流只有2微安左右的電容感應IC(如TTP223BA6)與靜態電流只有1微安左右電子開關(如N溝道CMOS管IRLML2502)在頭燈電路中組合使用，來實現手勢感應控制頭燈的開關，而且頭燈待機電流只有幾微安，實現「0耗電」待機、手勢感應開關頭燈。
圖1：「0耗電」待機手勢感應控制LED頭燈開關裝置結構圖：
該裝置包括金屬感應電極、電容感應IC、電子開關、LED燈珠和直流電源等；所述金屬感應電極與所述電容感應IC的信號輸入端相連接，所述電容感應信號處理器的信號輸出端與所述電子開關的控制端相連接，所述電子開關的輸出端與LED燈珠相連接，所述直流電源為電路各部分供電。
該裝置的工作原理：人體是導體，當人手接近金屬感應電極時人手就與該電極之間形成一個0.1-10pF的寄生電容，使電容感應IC的信號輸入端的電容量增大，從而觸發電容感應IC啟動，在其輸出端輸出高電平，該電平觸發電子開關閉合驅動led燈珠發光；當人手再次接近金屬感應電極時，電容感應信號處理器又會輸出低電平使電子開關關斷，led燈珠熄滅；如此循環。
本專利所述led頭燈為以發光二極體(簡稱為LED)為光源，戴在在頭上、帽子上解放雙手的照明工具。
本專利中所述LED燈珠為照明用發光二極體的簡稱。
【附圖說明】
為了使本專利的內容更容易被清楚的理解，下面根據具體實施例並結合附圖，對本專利作進一步詳細的說明，其中：
圖1為「0耗電」待機手勢感應控制LED頭燈開關裝置結構圖
圖2為：0耗電」待機、手勢感應開關頭燈裝置典型應用電路。
圖3為：「0耗電」待機感應頭燈電路模塊典型應用電路
【具體實施方式】
1、一開一關型led頭燈典型應用電路。
如圖2所示：該電路為「0耗電」待機手勢感應開關頭燈裝置的典型應用電路，使用該電路的頭燈能實現「抬手即亮、再抬手即關」的效果，方便使用者快速開關頭燈。
1.1電路構成說明
電路中的E為3.7V直流電源,使用兩節18650鋰電池。K1為自鎖式開關，該開關為保護開關，頭燈不用時應關斷此開關，以防誤觸感應電極打開頭燈浪費電源。C1為20UF/16V濾波電解電容。C2為104瓷片電容、為抗幹擾電容。IC1為單鍵式電容感應信號處理器，該電路使用TTP223-BA6、SOT23-6封裝。G1為金屬感應電極，該電極的表面積越大、感應靈敏度越高，本電路使用2*3cm方形薄紫銅片作為感應電極。LED1為3瓦LED燈珠，為電路負載。Q1為電子開關，該電路使用N溝道開關場效應管，型號為：IRLML2502-20V/4.2A、SOT23-6封裝，該應用也可以使用P溝道場效應管、三極體作為電子開關，但電路的靜態電流要增大10-50微安，節電效果較差。R1為1K歐1/8瓦隔離電阻。R2為限流電阻，根據不同功率的LED燈珠調整該電阻的阻值和功率，使流過LED燈珠的電流不超過其安全電流，以防led燈珠燒毀。
1.2電路的工作原理：
在該電路中IC1為TTP223-BA6為該電路的核心，該IC的1腳為OUT端，2腳為接地端，3腳為輸入端，4腳為AHLB端可控制1腳的輸出電平，5腳為電源輸入端，6腳為TOG端可控制1腳輸出的模式為觸發模式還是直接模式；電路中4腳6腳均接高電平IC1為高電平輸出有效模式。當人手接近感應電極G1時會引發IC1的3腳的電容量增大，經IC內部電路放大檢測使1腳輸出高電平，該電平經RI輸入至Q1的控制極G使Q1導通，LED1燈珠亮；當人手再次接近感應電極G1時又會引發IC1的3腳的電容量增大，經IC1內部電路放大檢測使1腳輸出低電平，該電平經R1至Q1的控制極G，使該極的電平為0、
Q1關斷，LED1熄滅；如此反覆，從而達到抬手即亮、抬手即關的效果。
1.3具體實施
根據圖2所示的原理圖我們批量製作了通用型電路模塊，該模塊結構如圖3所示，普通頭燈只要對應接上5條電子線就可升級為「0耗電」待機的感應頭燈，具體接線方法如圖3所示：模塊中的E+接電池的正極+，E-接電池的負極-，L+接LED燈珠的正極，L-接led燈珠的負極，G連接金屬感應電極。K為單刀雙擲開關，當K在A位置時為感應模式狀態；當K在B位置時為常亮狀態，可方便使用者在有障礙的空間使用。
【積極效果】
本專利具有積極的效果：它使使用者無需再用髒溼的手用力按壓開關頭燈，只需抬抬手就能控制頭燈的開關.而且待機電流只有4微安左右，在待機狀態幾乎「0耗電」，既開關方便衛生又非常省電；本裝置結構簡單性能穩定可靠，我們已經批量製作成了「0耗電」待機手勢感應開關頭燈電路模塊，普通頭燈加該裝模塊就會改裝成「0耗電」待機的感應頭燈，安裝簡單快捷，非常適合於工廠化批量生產；而且本裝置具有非常好的節電效果，可減少乾電池的用量、減少鋰電池的充電次數，延長鋰電池的壽命，減輕電池對環境的汙染，具有積極的節能環保效果。
顯然，本專利的上述實施例僅僅是為清楚地說明本專利所作的舉例，而並非是對本專利的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬於本專利的實質精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍屬於本專利的保護範圍。