專(zhuān)利名稱(chēng):一種教室led照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種教學(xué)設(shè)備,特別涉及一種教室照明系統(tǒng)。
背景技術(shù):
隨著國(guó)家對(duì)教育的投入不斷加大,教育越來(lái)受重視,而學(xué)生的視力在不斷下降,學(xué)生經(jīng)常為看不到演示黑板而苦惱,不得不提前戴上眼鏡,讓學(xué)生不得不從假性近視很快轉(zhuǎn)變?yōu)檎嫘越暎M(jìn)而影響全民健康。究其原因有三
第一、為黑板本身的光滑程度不一而造成粉筆在其上寫(xiě)出的字跡淡而淺;
第二、粉筆的硬度差異較大,硬度較高的粉筆寫(xiě)出的字淡而淺,硬度較低的粉筆寫(xiě)出的筆粗而深,加之用粉筆寫(xiě)字有粉塵污染,對(duì)師生的身心健康有一定的損害,另外加之環(huán)境光線的影響等多方面的原因而造成。第三現(xiàn)階段所有學(xué)校使用的都是日光燈照明,日光燈的光源特性是不連續(xù)且閃爍的光源,只是肉眼分辨不出來(lái)。由此對(duì)青少年的視力帶來(lái)較大的影響,也是造成近視多發(fā)的主要因素。有必要設(shè)計(jì)一種新型的黑板和教室照明系統(tǒng)以解決以上問(wèn)題。鑒于以上原因而發(fā)明用于教學(xué)的一種教室LED照明系統(tǒng),本教室LED照明系統(tǒng)的特點(diǎn)為采用交流轉(zhuǎn)換電源,自動(dòng)控制電路,LED發(fā)光裝置、蓄電池、長(zhǎng)余輝發(fā)光材料。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足,提供一種教室LED照明系統(tǒng)。以實(shí)現(xiàn)以下發(fā)明目的一、提高教室內(nèi)黑板的對(duì)比度并提高教室內(nèi)的照明效果。二、降低教室照明的能耗。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案
一種教室LED照明系統(tǒng),所述一種教室LED照明系統(tǒng)包括高對(duì)比度黑板和LED照明燈;所述高對(duì)比度黑板包括由外至內(nèi)依次設(shè)置的書(shū)寫(xiě)層、長(zhǎng)余輝材料層和反光材料層;所述LED照明燈包括包括交直流轉(zhuǎn)換電源、自動(dòng)控制單元、充電繼電器、可充電蓄電池、供電繼電器以及LED發(fā)光裝置;
LED發(fā)光裝置分別設(shè)置在高對(duì)比度黑板的周?chē)虮趁嬉只蚪淌覂?nèi)的上方用以提供照
明;
其中,可充電蓄電池通過(guò)充電繼電器與交直流轉(zhuǎn)換電源輸出端連接,并通過(guò)供電繼電器與LED發(fā)光裝置并聯(lián)回路連接,LED發(fā)光裝置還與交直流轉(zhuǎn)換電源連接,自動(dòng)控制單元與交直流轉(zhuǎn)換電源、充電繼電器和供電繼電器連接;
其中,交直流轉(zhuǎn)換電源用于將輸入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電,自動(dòng)控制單元用于控制充電繼電器、供電繼電器的工作,LED發(fā)光裝置既可以通過(guò)交直流轉(zhuǎn)換電源工作,也可以在可充電蓄電池的供電下通過(guò)供電繼電器工作,當(dāng)充電蓄電池的電量過(guò)低時(shí),可以通過(guò)自動(dòng)控制單元的控制接通交直流轉(zhuǎn)換電源并通過(guò)充電繼電器為其充電。其中,在高對(duì)比度黑板中,書(shū)寫(xiě)層用于使用與高對(duì)比度黑板匹配的書(shū)寫(xiě)工具在其上書(shū)寫(xiě);長(zhǎng)余輝材料層用于吸收光線并發(fā)光;反光材料層用于起到柔光效果和增加黑板的對(duì)比度。本發(fā)明的高對(duì)比度黑板,在任何光線條件下書(shū)寫(xiě)的字體可見(jiàn)對(duì)比度高,且無(wú)粉塵污染;在停電的情況下,可做夜間應(yīng)急照明,以及夜間發(fā)生意外情況時(shí)安全疏散照明。LED發(fā)光裝置用市電的情況下光通量相同,用電量比日光燈節(jié)約50— 75%,比白熾燈節(jié)約90%。當(dāng)自動(dòng)控制單元檢測(cè)到無(wú)市電時(shí),電池供電繼電器接通,通過(guò)單向?qū)ǘO管供電給LED發(fā)光裝置,由可充電蓄電池來(lái)供應(yīng)LED發(fā)光裝置的電源。當(dāng)可充電蓄電池充滿電時(shí),可供LED照明燈使用5 — 24小時(shí),使用時(shí)間與LED發(fā)光裝置的工作功率大小成反比,功率大其使用時(shí)間短,功率小使用時(shí)間就長(zhǎng)。LED發(fā)光裝置或采用無(wú)尾供電方式,讓LED發(fā)光裝置直接安裝到課桌,以達(dá)到充分利用光源和節(jié)能效果。通過(guò)上述技術(shù)方案,LED照明燈既可以通過(guò)接入交流市電進(jìn)入工作,也可通過(guò)自帶的可充電蓄電池進(jìn)行工作,同時(shí)在有條件的地方可接入太陽(yáng)能電池或風(fēng)能電源,在自動(dòng)控制單元的控制下,當(dāng)充電蓄電池的電壓過(guò)低,既通過(guò)自動(dòng)接通交直流轉(zhuǎn)換電源通過(guò)充電繼電器為其充電。LED發(fā)光裝置之中的所有LED燈的正極分別與所述可充電蓄電池、充電繼電器、供電繼電器、交直流轉(zhuǎn)換電源的正極耦合,負(fù)極分別與所述可充電蓄電池、充電繼電器、供電繼電器、交直流轉(zhuǎn)換電源的負(fù)極耦合。所述LED照明燈還包括AC開(kāi)關(guān)恒流源控制器,所述AC開(kāi)關(guān)恒流源控制器連接在交直流轉(zhuǎn)換電源的下游且用于調(diào)節(jié)交直流轉(zhuǎn)換電源輸出的電流和電壓。所述LED發(fā)光裝置的光源采用LED或者OLED,LED、OLED光源均采用標(biāo)準(zhǔn)家用光源接口。所述交直流轉(zhuǎn)換電源還包括測(cè)流電阻,所述測(cè)流電阻與所述LED發(fā)光裝置耦合用于測(cè)量流經(jīng)所述LED發(fā)光裝置的電流。所述交直流轉(zhuǎn)換電源采用AC開(kāi)關(guān)電源。所述LED發(fā)光裝置包括一個(gè)以上相互并聯(lián)或串聯(lián)的發(fā)光二極管和限流電阻。所述一種教室LED照明燈還包括太陽(yáng)能電池或風(fēng)能電源,所述太陽(yáng)能電池或風(fēng)能電源經(jīng)轉(zhuǎn)換為直流電后或直接接入低壓直流電源并與所述LED發(fā)光裝置耦合。所述LED發(fā)光裝置的正極與所述太陽(yáng)能電池或風(fēng)能電源的正極耦合,所述LED發(fā)光裝置的負(fù)極與所述太陽(yáng)能電池或風(fēng)能電源的負(fù)極耦合。所述長(zhǎng)余輝材料層采用的材料為熒光粉、稀土熒光材料。所述高對(duì)比度黑板匹配采用高對(duì)比度發(fā)光書(shū)寫(xiě)材料制作的書(shū)寫(xiě)工具。鑒于以上原因而發(fā)明用于教學(xué)的一種教室LED照明系統(tǒng),在任何光線條件下書(shū)寫(xiě)的字體可見(jiàn)對(duì)比度高,且無(wú)粉塵污染;在停電的情況下,可做夜間應(yīng)急照明,以及夜間發(fā)生意外情況時(shí)安全疏散照明。LED發(fā)光裝置用市電的情況下光通量相同,用電量比日光燈節(jié)約50— 75%,比白熾燈節(jié)約90%。當(dāng)自動(dòng)控制單元檢測(cè)到無(wú)市電時(shí),電池供電繼電器接通,通過(guò)單向?qū)ǘO管供電給LED發(fā)光裝置,由可充電蓄電池來(lái)供應(yīng)LED發(fā)光裝置的電源。當(dāng)可充電蓄電池充滿電時(shí),可供LED發(fā)光裝置使用5—24小時(shí),使用時(shí)間與LED發(fā)光裝置同時(shí)工作的功率大小成正比,功率大其使用時(shí)間短,功率小使用時(shí)間就長(zhǎng)。
一種高對(duì)比度黑板的照明方法,包括如下步驟,第一步光線從書(shū)寫(xiě)層傳播進(jìn)入長(zhǎng)余輝材料層,長(zhǎng)余輝材料層儲(chǔ)存光線;第二步一部分光線通過(guò)反光層反射以增強(qiáng)高對(duì)比度黑板上光線的柔和度;第三步當(dāng)斷電或夜晚時(shí),通過(guò)可充電蓄電池為L(zhǎng)ED發(fā)光裝置供電以對(duì)長(zhǎng)余輝材料層提供光源并對(duì)高對(duì)比度黑板照明;第四步、當(dāng)斷電或夜晚時(shí),在沒(méi)有配備可充電蓄電池的情況下,長(zhǎng)余輝材料發(fā)光以對(duì)高對(duì)比度黑板照明。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果
一、提高了教室內(nèi)黑板的對(duì)比度并提高了教室內(nèi)的照明效果。二、降低了教室照明的能耗。三、LED發(fā)光裝置采用標(biāo)準(zhǔn)接口,可以減少電源線的使用,避免對(duì)現(xiàn)有電路結(jié)構(gòu)的破壞,降低使用者的初始費(fèi)用,從而節(jié)約和降低有色金屬的使用量。四、低壓集中供電,可大幅降低LED發(fā)光裝置的制造難度,簡(jiǎn)化工藝過(guò)程,大幅削減電解鋁、塑料等的使用量,減少原材料的消耗。五.采用LED發(fā)光裝置包括進(jìn)行照明并對(duì)高對(duì)比度黑板的背景補(bǔ)光;由于光源發(fā)出的光是連續(xù)的,從而起到了保護(hù)視力的作用。
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)記1-交直流轉(zhuǎn)換電源,2-充電繼電器,3-可充電蓄電池,4-供電繼電器,5-自動(dòng)控制單元,6-LED發(fā)光裝置,7-書(shū)寫(xiě)層,8-長(zhǎng)余輝材料層,9-反光材料層。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合試驗(yàn)例及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例,凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。一種教室LED照明系統(tǒng),該系統(tǒng)系統(tǒng)可包含一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的子系統(tǒng),并具有多種實(shí)施方式;
一種教室LED照明系統(tǒng),所述一種教室LED照明系統(tǒng)包括高對(duì)比度黑板和LED照明燈;如圖1所示,所述高對(duì)比度黑板包括由外至內(nèi)依次設(shè)置的書(shū)寫(xiě)層7、長(zhǎng)余輝材料層8和反光材料層9 ;
如圖2所示,所述LED照明燈包括交直流轉(zhuǎn)換電源1、自動(dòng)控制單元5、充電繼電器2、可充電蓄電池3、供電繼電器4以及LED發(fā)光裝置6 ;
LED發(fā)光裝置分別設(shè)置在高對(duì)比度黑板的周?chē)虮趁嬉只蚪淌覂?nèi)的上方用以提供照
明;
其中,可充電蓄電池通過(guò)充電繼電器與交直流轉(zhuǎn)換電源輸出端連接,并通過(guò)供電繼電器與LED發(fā)光裝置并聯(lián)回路連接,LED發(fā)光裝置還與交直流轉(zhuǎn)換電源連接,自動(dòng)控制單元與交直流轉(zhuǎn)換電源、充電繼電器和供電繼電器連接;
其中,在高對(duì)比度黑板中,書(shū)寫(xiě)層用于使用與高對(duì)比度黑板匹配的書(shū)寫(xiě)工具在其上書(shū)寫(xiě);長(zhǎng)余輝材料層用于吸收光線并發(fā)光;反光材料層用于起到柔光效果和增加黑板的對(duì)比度。本發(fā)明的高對(duì)比度黑板,在任何光線條件下書(shū)寫(xiě)的字體可見(jiàn)對(duì)比度高,且無(wú)粉塵污染;在停電的情況下,可做夜間應(yīng)急照明,以及夜間發(fā)生意外情況時(shí)安全疏散照明。其中,交直流轉(zhuǎn)換電源用于將輸入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電,自動(dòng)控制單元用于控制充電繼電器、供電繼電器的工作,LED發(fā)光裝置既可以通過(guò)交直流轉(zhuǎn)換電源工作,也可以在可充電蓄電池的供電下通過(guò)供電繼電器工作,當(dāng)充電蓄電池的電量過(guò)低時(shí),可以通過(guò)自動(dòng)控制單元的控制接通交直流轉(zhuǎn)換電源并通過(guò)充電繼電器為其充電。其中,LED發(fā)光裝置的正極與自動(dòng)控制單元與交直流轉(zhuǎn)換電源、充電繼電器和供電繼電器、太陽(yáng)能電池等的正極耦合,LED發(fā)光裝置的負(fù)極與自動(dòng)控制單元與交直流轉(zhuǎn)換電源、充電繼電器和供電繼電器、太陽(yáng)能電池等的負(fù)極耦合。交流電150-264V市電通過(guò)開(kāi)關(guān)電源的交直流轉(zhuǎn)換電源轉(zhuǎn)換為12VDC電壓通過(guò)單向?qū)ǘO管供電給LED發(fā)光裝置工作,LED照明燈用市電的情況下光通量相同,用電量比日光燈節(jié)約50— 75%,比白熾燈節(jié)約90%。當(dāng)自動(dòng)控制單元檢測(cè)到無(wú)市電時(shí),電池供電繼電器接通,通過(guò)單向?qū)ǘO管供電給LED發(fā)光裝置,由可充電蓄電池提供LED發(fā)光裝置的電源。當(dāng)可充電蓄電池充滿電時(shí),可供LED發(fā)光裝置使用5—24小時(shí),使用時(shí)間與LED發(fā)光裝置的工作功率大小成反比,功率大其使用時(shí)間短,功率小使用時(shí)間就長(zhǎng)。LED發(fā)光裝置或采用無(wú)尾供電方式,讓LED發(fā)光裝置直接安裝到課桌,以達(dá)到充分利用光源和節(jié)能效果。自動(dòng)控制單元采用專(zhuān)用軟件控制。自動(dòng)控制單元檢測(cè)可充電蓄電池的電壓,當(dāng)檢測(cè)到電壓低于Iiv時(shí),交直流轉(zhuǎn)換電源通過(guò)充電繼電器對(duì)可充電蓄電池進(jìn)行充電。自動(dòng)控制單元通過(guò)檢測(cè)交直流電源的通過(guò)的電流大小來(lái)檢測(cè)LED發(fā)光裝置的工作狀況,當(dāng)LED發(fā)光裝置的負(fù)載未超過(guò)額定值的50%時(shí),則允許充電繼電器接通,向可充電蓄電池充電。為了保證系統(tǒng)安全工作,電源充電條件可以進(jìn)行設(shè)置。自動(dòng)控制單元同時(shí)還檢測(cè)通過(guò)交直流轉(zhuǎn)換電源給可充電蓄電池充電的電流,當(dāng)充電電流大于額定充電電流的150%時(shí),充電繼電器斷開(kāi),停止充電;延時(shí)10秒再接通充電繼電器,對(duì)蓄電池繼續(xù)充電,如蓄電池受損,同時(shí)修復(fù)受損的蓄電池。當(dāng)檢測(cè)到充電電流小于額定充電電流的的5%或累計(jì)充電時(shí)間超過(guò)或達(dá)到8小時(shí),則自動(dòng)斷開(kāi)充電繼電器,停止向蓄電池充電。如使用太陽(yáng)能充電,太陽(yáng)能電池通過(guò)單向?qū)ǘO管給可充電蓄電池充電,再由可充電蓄電池通過(guò)供電繼電器向LED發(fā)光裝置供電。省去中間電壓轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié),以提高效率。由可充電蓄電池直接向LED發(fā)光裝置供電,保證可充電蓄電池的電壓相對(duì)穩(wěn)定,進(jìn)而保證LED發(fā)光裝置的工作穩(wěn)定。交直流轉(zhuǎn)換電源的功率根據(jù)可充電蓄電池的容量及LED發(fā)光裝置的功率確定。高對(duì)比度黑板利用光的傳播特性,結(jié)合一種高分子新型傳輸材料與長(zhǎng)余輝熒光發(fā)光材料的特性,實(shí)現(xiàn)將把寫(xiě)在黑板上的字跡高對(duì)比度的表現(xiàn)出來(lái),讓人很輕松的看見(jiàn),且LED發(fā)光裝置與長(zhǎng)余輝材料層熒光發(fā)光材料結(jié)合;保證了光線的連續(xù)性,無(wú)閃爍,進(jìn)而達(dá)到保護(hù)視力的作用;
同時(shí)長(zhǎng)余輝突光發(fā)光材料可作為夜間弱光照明,長(zhǎng)余輝突光發(fā)光材料在接收一定時(shí)間光線后,關(guān)閉電源或光源;長(zhǎng)余輝熒光發(fā)光材料的儲(chǔ)光特性,當(dāng)外界光源低于長(zhǎng)余輝熒光發(fā)光材料的光線亮度時(shí),長(zhǎng)余輝熒光發(fā)光材料即持續(xù)釋放十小時(shí)左右的有限光源,光強(qiáng)度隨時(shí)間的遞增逐漸衰減。
雖然已對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了圖示和說(shuō)明,但并非意味用上述實(shí)施方式的圖示和說(shuō) 明表征本發(fā)明所有可能的形式,更確切的,說(shuō)明書(shū)中所用到的詞語(yǔ)是說(shuō)明性的而非限定性的,并且能夠理解,可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行諸多改變而不背離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種教室LED照明系統(tǒng),其特征在于,所述教室LED照明系統(tǒng)包括高對(duì)比度黑板和 LED照明燈;所述高對(duì)比度黑板包括由外至內(nèi)依次設(shè)置的書(shū)寫(xiě)層、長(zhǎng)余輝材料層和反光材料層;所述LED照明燈包括包括交直流轉(zhuǎn)換電源、自動(dòng)控制單元、充電繼電器、可充電蓄電池、供電繼電器以及LED發(fā)光裝置;LED發(fā)光裝置分別設(shè)置在高對(duì)比度黑板的四周或背面抑或教室內(nèi)的上方用以提供照明;其中,可充電蓄電池通過(guò)充電繼電器與交直流轉(zhuǎn)換電源輸出端連接,并通過(guò)供電繼電器與LED發(fā)光裝置并聯(lián)回路連接,LED發(fā)光裝置還與交直流轉(zhuǎn)換電源連接,自動(dòng)控制單元與交直流轉(zhuǎn)換電源、充電繼電器和供電繼電器連接;其中,交直流轉(zhuǎn)換電源用于將輸入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電,自動(dòng)控制單元用于控制充電繼電器、供電繼電器的工作,LED發(fā)光裝置既可以通過(guò)交直流轉(zhuǎn)換電源工作,也可以在可充電蓄電池的供電下通過(guò)供電繼電器工作,當(dāng)充電蓄電池的電量過(guò)低時(shí),可以通過(guò)自動(dòng)控制單元的控制接通交直流轉(zhuǎn)換電源并通過(guò)充電繼電器為其充電。
2.如權(quán)利要求1所述的一種教室LED照明系統(tǒng),其特征在于,所述一種教室LED照明燈還包括AC開(kāi)關(guān)恒流源控制器,所述AC開(kāi)關(guān)恒流源控制器連接在交直流轉(zhuǎn)換電源的下游且用于調(diào)節(jié)交直流轉(zhuǎn)換電源輸出的電流和電壓。
3.如權(quán)利要求1所述的一種教室LED照明系統(tǒng),其特征在于,所述LED發(fā)光裝置的光源采用LED或者OLED。
4.如權(quán)利要求1所述的一種教室LED照明系統(tǒng),其特征在于,所述交直流轉(zhuǎn)換電源還包括測(cè)流電阻,所述測(cè)流電阻與所述LED發(fā)光裝置耦合用于測(cè)量流經(jīng)所述LED發(fā)光裝置的電流。
5.如權(quán)利要求1所述的一種教室LED照明系統(tǒng),其特征在于,所述交直流轉(zhuǎn)換電源采用 AC開(kāi)關(guān)電源。
6.如權(quán)利要求1或3所述的一種教室LED照明系統(tǒng),其特征在于,所述LED發(fā)光裝置包括一個(gè)以上相互并聯(lián)或串聯(lián)的發(fā)光二極管和限流電阻。
7.如權(quán)利要求1所述的一種教室LED照明系統(tǒng),其特征在于,所述LED照明燈還包括太陽(yáng)能電池或風(fēng)能電源,所述太陽(yáng)能電池或風(fēng)能電源經(jīng)轉(zhuǎn)換為直流電后或直接接入低壓直流電源并與所述LED發(fā)光裝置耦合。
8.如權(quán)利要求7所述的一種教室LED照明系統(tǒng),其特征在于,所述LED發(fā)光裝置的正極與所述太陽(yáng)能電電池或風(fēng)能電源的正極耦合,所述LED發(fā)光裝置的負(fù)極與所述太陽(yáng)能電池或風(fēng)能電源的負(fù)極耦合。
9.如權(quán)利要求1所述的一種教室LED照明系統(tǒng),其特征在于,所述長(zhǎng)余輝材料層采用的材料為熒光粉。
10.一種高對(duì)比度黑板的照明方法,其特征在于,包括如下步驟,第一步光線從書(shū)寫(xiě)層傳播進(jìn)入長(zhǎng)余輝材料層,長(zhǎng)余輝材料層儲(chǔ)存光線;第二步一部分光線通過(guò)反光層反射以增強(qiáng)高對(duì)比度黑板上光線的柔和度;第三步當(dāng)斷電或夜晚時(shí),通過(guò)可充電蓄電池為L(zhǎng)ED 發(fā)光裝置供電以對(duì)長(zhǎng)余輝材料層提供光源并對(duì)高對(duì)比度黑板照明;第四步、當(dāng)斷電或夜晚時(shí),在沒(méi)有配備可充電蓄電池的情況下,長(zhǎng)余輝材料發(fā)光以對(duì)高對(duì)比度黑板照明。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種教室LED照明系統(tǒng),所述一種教室LED照明系統(tǒng)包括高對(duì)比度黑板和LED照明燈;所述高對(duì)比度黑板包括由外至內(nèi)依次設(shè)置的書(shū)寫(xiě)層、長(zhǎng)余輝材料層和反光材料層;所述LED照明系統(tǒng)包括包括交直流轉(zhuǎn)換電源、自動(dòng)控制單元、充電繼電器、可充電蓄電池、供電繼電器以及低壓LED發(fā)光裝置;本發(fā)明公開(kāi)的一種教室LED照明系統(tǒng),一方面提高了教室內(nèi)黑板的對(duì)比度并提高了教室內(nèi)的照明效果,另一方面降低了教室照明的能耗。
文檔編號(hào)B43L1/04GK103032800SQ20131000437
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月7日
發(fā)明者張旭東 申請(qǐng)人:張旭東