实验报告封面A4.docx

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实验报告封面A4

编号：

2016-2017学年第1学期

实验报告

实验课程名称电子产品设计与案例

课题LED护眼台灯案例分析

专业班级电信1404

组员李川江31402335

潘瑞峰31402338

实验指导教师杨锆

LED护眼台灯现状

积极现状：

LED的出现给我国台灯行业注入了新的能量，它极大地丰富了台灯的功能，具有广阔的发展前景。

本文在综合国内外台灯研究的基础上，分析了我国台灯行业概况及现状。

我国台灯行业概况：

现今台灯种类样式繁多，灯泡分为：

节能灯，白炽灯，led灯泡。

控制方式有：

开关控制，触控式，亮度可调式，甚至声控。

但消费者需要的是一种实用、节能、可靠的产品。

在国家国“十一五”规划纲下更加促进了led等一类节能产品的普及化。

我国台灯行业现状：

我国台灯的普及率很高，但由于存在体积大，依赖固定电源而无法断电使用等缺陷，为我国的台灯行业提供了很大的发展空间。

目前，国内市场上的台灯种类样式繁多，按灯泡的类别分为：

白炽灯、节能灯、LED灯;LED台灯是以发光二极管为光源的台灯，具有体积小、耗电低、使用寿命长、无毒环保、安全可靠等诸多优点，使得LED灯具从室外装饰，景观照明，逐渐发展到家用照明。

可是目前市面上的很多LED照明产品由于受到使用的材料、制造工业及成本等因素的制约，并没有很好地展现它的优点。

虽然台灯市场发展空间大，但是目前我国台灯产业发展仍存在诸多问题。

通过大量的市场分析，价格较高的台灯大多来自国外，而国内的台灯价格普遍偏低，而个别高价格的国内台灯不是因为设计的独特而是因为材料的昂贵或工艺的特点。

现今，市场对于台灯的要求主要体现在：

一是追求个性化;二是功能的多样性及环保性。

因此台灯已不再是简单的照明工具，而是逐步向组合化、装饰化、高效节能化发展。

国外现状：

欧洲各国的灯具设计一直引领世界潮流，如意大利的台灯设计除着重体现产品的内在品质外，还注重人和产品之间产生情感上的共鸣。

荷兰的飞利浦很早就重视“以人为本”的原则。

亚洲的松下和东芝等企业在照明产品的研发上也都位居世界前列。

消极现状：

护眼灯市场鱼目混珠

护眼灯是主要针对学生群体的一种台灯，价格较贵，但护眼灯真的能护眼吗？

质检总局近日发布护眼灯抽检结果：

市场上的护眼灯超过九成不合格，一些质量低劣的护眼灯反而可能损害视力。

记者走访发现，市场上的护眼灯品牌繁多、款式各异，价格比普通台灯动辄贵好几百。

而目前我国并没有出台统一的行业标准，市场上诸多护眼灯宣传的多是噱头。

护眼灯比普通台灯价高。

如今各种“护眼灯”在台灯市场很流行。

不少台灯都标着“护眼灯”的字样。

号称能“护眼”的台灯比普通台灯价格要高，一款售价300多元的护眼灯，号称“有效呵护双眼，科学照明，使用后眼睛不易疲劳”。

网络上护眼灯的种类更多，在淘宝上搜索“护眼灯”，跳出27万多个产品，价格从几百元到上千元不等，“无频闪、光线柔和、保护视力、护眼”是商家常见的宣传语。

护眼灯之所以越来越受青睐，主要有两个原因：

一个是消费需求，另一个是迎合市场。

不少家长为了更好地保护孩子的视力而盲目听信商家和厂家的宣传。

抽检32批次九成不合格

护眼灯真的护眼吗？

近日国家质检总局对市场上的所谓护眼灯产品进行了首次大规模的质量安全风险监测。

检测人员对与护眼功能相关的闪烁、照度及照度均匀度两个项目进行了检测。

结果表明，32批次标注有“护眼”或“无频闪”的样品中，30批次的样品不符合检测要求。

抽检人员还对28批次的普通台灯进行了对比检测，虽然不合格率较高，但从另一个角度来看，其中6批次的普通台灯，其闪烁项目、照度及照度均匀度等项目，反而比抽检中的30批次护眼灯更靠谱。

“护眼”概念只是噱头

国家质检总局在“护眼”台灯产品质量安全风险警示中指出，“护眼”这一说法目前并没有科学的定义，许多质量低劣的“护眼”台灯不但起不到护眼的作用，反而可能损害视力。

记者查阅相关标准发现，在灯具产品类的国家标准以及行业标准中，都没有专门针对“护眼”灯的相关标准。

从“无频闪、光线柔和”等宣称概念来看，如果台灯能达到这样的效果，确实能延缓眼睛疲劳。

但目前护眼灯只是商家提出的一个概念，与普通的照明工具并无太大差别。

“大多护眼灯主打的卖点是‘无频闪’，这其中有很多是‘高频闪’。

也就是说，这些灯具使用了变频电子镇流器，加快了闪烁的速度，并且超过了人眼的神经反应速度，人眼感觉不出，结果就成了商家口中的‘无频闪’。

”

此外，对于一些商家打出的护眼灯能预防近视的宣传，即使是真正的“无频闪”、“模拟自然光发出柔和光线”的护眼灯，最多也就是蓝光少一点，让眼睛受到的刺激小一点，但也无法起到预防近视的作用。

其实，无论是太阳光还是灯光，如果使用不当，都会损伤视力，比如说光线过亮或频繁闪动，看书、用电脑的时间过长、距离太近等。

使用台灯时最好放在左前方，这样写字时，不容易受到阴影的干扰。

把灯罩下压，让台灯的光线投射在眼睛下，避免光线直射眼睛。

同时，室内最好还要有背景灯等其他光源（同时打开室内的顶灯或大灯等），不要使用产生镜面反射的桌面。

每读写半个小时左右后，就要休息几分钟，并且保持正确的读写姿势。

LED护眼台灯原理及实现

使用电源适配器，照明主要应用于大型景观照明、或一些对光线质量要求不高的场合，不太适用于高用眼环境，因为蓝光强度高，眼睛容易受伤害。

小灯珠易损耗，存在衰减率的问题，容易造成整个台灯报废，普遍光照面积小，色谱比较窄，属于单色光源，对视神经会造成一定的影响，相对比较刺眼。

但是LED台灯也有其优点，相对电子原件成本低，整灯价格低廉。

LED是通过将电压加在LED的PN结两端，使PN结本身形成一个能级，然后电子在这个能级上跃变并产生光子来发光的。

LED台灯工作原理遵循安全第一的民用电器的设计理念，LED光源是一种低电压直流恒流源的发光器件，不能用100～220V的交流高压电直接点亮，因此，LED台灯方案的设计思路是，首先要将高压的交流电变换成低压的直流恒流源，才能点亮LED光源。

使用最经济有效的方法降压和进行交直流变换是设计的首要考虑，当今便携式电子产品使用交流电源的交直流降压变换器——适配器（Adaptr）就成了既经济实惠、又现成、又好用的首选。

适配器的输出电压要求稳定在DC12V，输出电流要根据LED的光源的功率来选择，一般要给予30%的余量，以3×1W的白光LED光源为例，1W的白光LED的标准工作电流应为350mA，因而3个LED光源串联其电路需要的电流也是350mA，考虑到延长LED寿命和降低光衰，可以设计为300mA～330mA，不会明显的影响LED发光的亮度，所以适配器的输出电流应选750mA～1A的。

LED护眼台灯优缺点及改进

优点

光线质量高:

由于光谱中没有紫外线和红外线，故没有热量，没有辐射，不会给人眼带来负担，长时间阅读或工作不会有眼睛发疼发胀的现象。

显色性好:

与荧光灯相比，大功率LED台灯的显色指数高，通常在80左右。

这样有利于减少人眼的疲劳程度，对保护视力有很大帮助。

维护成本低:

LED寿命长，光通量半衰期寿命超过5万小时以上，一般正常使用30年以上。

抗冲击和抗震能力强，没有钨丝、玻壳等易损坏的部件，非正常“报废”的可能性很小。

体积小:

可以使灯具小巧精致，更适合不同的使用场所。

与蓄电池配合，很容易把台灯做成应急灯。

当停电或紧急情况下，帮助人们疏散和照明。

绿色环保:

废弃物可回收，没有污染，不像荧光灯含有汞成分。

开灯、关灯：

用手指快速触摸产品底座的感应键，就可以点亮和熄灭LED灯光。

LED灯光亮度调节：

用手指触摸产品底座的感应键1秒钟以上，可任意调节灯光的亮度。

充电：

当产品的灯光亮度经调节也不能正常照明时，表明产品本身可充电锂电池的电量不多了，请即时充电。

万年历时钟功能说明：

取开电池盖并取出钮扣电池绝缘片,产品进入”正常显示状态”,并播放1首音乐。

在正常显示状态下，按“MODE”键分别进入相应的功能:

正常状态→12Hr/24Hr→闹钟→生日提醒→计时器

1.在正常状态下,按一下“MODE”键进入12Hr/24Hr状态,然后按“▲、▼”键进行12/24小时制的转换,按“SET”键和“▲、▼”键可设置时间、日期。

2.在正常状态下,连续按两下“MODE”键或直接按“AL”键进入闹铃状态，显示屏有“ALARM”标志显示，按“SET”键和“▲、▼”键可设置闹铃时间和选取闹铃音乐，共有7首音乐及2个不同的“嘀嘀”声可供选择。

再次按“SET”键可关闭闹铃功能。

当设置的闹铃时间到达时，响闹1分钟。

如有开启贪睡功能，则每3分钟响闹1次，共响4次。

3.在正常状态下,连续按三下“MODE”键进入生日提醒状态，按“SET”键和“▲、▼”键可设置生日提醒的日期、时间；再次按“SET”键可以关闭生日提醒功能。

当生日提醒所设置的时间到达时，播放5分钟生日歌曲。

4.在正常状态下,连续按四下“MODE“键进入计时器状态，有“TIMER”标志显示，按“SET”键和“▲、▼”键可设置反向计时的时间，计时范围：

23：

59-00：

00小时。

当设置时间到达“0：

0000”时，会响闹提示1分钟，同时“0：

0000”不停地闪烁。

按任意键，响闹停止。

5．在正常状态,LCD屏幕上方显示闹铃标志“ALARM”时，按“▲”键可开启/关闭贪睡功能，LCD屏幕上方“SNZ”标志会相应显示和不显示。

在正常状态,按“▼”键可开启/关闭音乐欣赏功能。

当开启时可巡回播放7首不同的音乐。

在正常状态,按“SET”键可实现摄氏/华氏温度转换。

在以上万年历时钟操作时，如果无按键1分钟，则自动返回正常显示状态。

缺点

一、只能竖直方向调整角度，无法全方位旋转，并且无法固定，很容易被撞倒

改进方法：

可以改成如下图所示，增加一个可以旋转的关节。

目前此款产品面对的绝大部分消费者都是高中学生，高中生由于课业繁重，白天几乎根本无法将作业全部做完，所以挑灯夜战是每个高中生都会面对的问题，就我个人经验而言，晚上大多数都是做一些理科题，所以在面对难以解决的问题时，多会选择与舍友进行交流来解决问题，此时若是台灯的光照面太过狭小，使用者就不得不一直转动台灯来满足所有人的光照要求，此时若是可以将灯置于头顶，便可当成吊灯使用，从前我们便将其置于蚊帐之上，但此做法无疑是无奈之举，若是台灯自身配备有固定在墙上的装置，便可免去此种麻烦，所以，配备固定装置是其一。

其二，在同一水平面将灯固定后，台灯便只能单方向照明，因此，配备一个旋转装置也很有必要，在解决了固定的问题的情况下也可以满足各个方向的照明。

置于固定装置，可以选择在灯末端置一夹子，不仅体积小，而且可以很有效的固定台灯。

二、单色光源，色谱太窄，对眼睛的视神经会有影响，容易疲劳

改进方法：

加一条彩色背景灯，对于长期沉浸在一种颜色灯光中的人时常会有眼晕的感觉，这是由于神经疲劳造成的，神经疲劳很容影响人的工作情绪，从而影响人的工作质量，因此在不影响照射强度的情况下，增加一条背景灯来增加视觉效果是很有必要的，例如增加一些暖色诸如淡黄色，近似于以前的老式白炽灯，灯光相较于强白光会显得更加柔和，同时增加一些别的颜色也可以在工作之余增添些许舒适安逸之感。

三、亮度调节档位太少

改进方法：

增加三档为五档，合适更多场景。

台灯本是便宜之物，但调光是必不可少的，但我们常见的台灯档位一般都只有三挡更有甚者是两档，这是很不科学的，有些档位之间相差过大，导致眼睛无法承受其间的变化，很容易造成视网膜的损伤，所以现在很多灯的调光都是渐变的，在一小段延迟之后灯光会缓缓变暗或是变亮，给眼球足够时间适应灯光的转变，同时，灯光的极限值也需要足够的档位来衔接，强光弱光若是相差太大，即便有延迟，眼睛也会很不适应，在特定的情况下，有的需要强光有的需要弱光，因此，足够的档位是解决该问题的可行之法。

方法二：

很多时候我们并不知道什么样的光对我们来说是适合的，就算是有足够档位也不能很精确的调节到适合自己的光线。

手机的自动调光功能想必是每一部智能机都必备的，我们可以借鉴这样的功能，在台灯上安装一个光线感应器，可以使台灯通过感应周围光线来调节自身光线强度，而什么样的光线合适，则要通过大量的研究调查来设定，这应该是一个难点。