本实用新型属于手电筒技术领域，涉及一种基于2.4g无线通信调光控制电路的手电筒。
背景技术：
手电筒是以led作为光源的一种照明工具，除照明功能外，其一般附加一些应急信号的传递的功能。现有手电筒的开关多数采用按键或轻触开关来切换不同模式的功能。另外，按键开关与手电筒的电路控制板直接接触，容易出现长时间按压导致按键失效的问题，而按键开关又裸露在筒身，如果按键开关处防水不良导致进水，从而将使得电路控制板进水，导致电子线路短路，损坏电路控制板导致手电筒故障。再次，现有的手电筒一般会用于野外、矿区等场合，仅仅只要照明功能不能很好满足现场其他需求，比如通话、定位。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于2.4g无线通信调光控制电路的手电筒，以解决现有的手电筒为按键开关，容易长时间按压失效和进水，以及不能很好满足野外、矿区等场合使用需求的问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种基于2.4g无线通信调光控制电路的手电筒，包括灯头、筒身和灯尾盖，所述筒身外部设置触摸开关、语音播放孔和彩色显示灯，所述筒身内部设置控制电路板，所述控制电路板包括单片机处理器和与单片机处理器电连接的浸水传感器、触摸开关、3轴加速度传感器、2.4g无线通信模块、gps定位模块、对讲机芯片、语音驱动模块、led驱动模块、电量检测模块、电源通断控制电路、存储器，所述电源通断控制电路输入端连接电源模块，所述电源模块输入端连接电池，所述电池输入端连接充电电路，所述电源模块输出端连接电量检测模块、led驱动模块，所述对讲机芯片输入端连接语音采集模块，所述语音驱动模块、led驱动模块输出端分别连接语音播放模块、led模块。
优选的，所述充电电路为基于slm6150芯片的充电电路。
优选的，所述触摸开关为基于ttp223芯片的触摸开关。
优选的，所述3轴加速度传感器型号为mpu6500或mpu6050。
优选的，所述2.4g无线通信模块为型号hm-bt4502、hm-bt4502b或hm-bt2201的2.4g蓝牙通信模块。
优选的，所述对讲机芯片型号为rda1845。
优选的，所述语音驱动模块为isd4004芯片。
优选的，所述led驱动模块包括pnp三极管q1a，所述pnp三极管q1a发射极连接电池正极bat+，所述pnp三极管q1a基极通过电阻r23连接控制模块，所述pnp三极管q1a发射极与基极之间连接电阻r4，所述pnp三极管q1a集电极通过电阻r1、r3、r5、r7分别连接led发光二极管led1-8，其中电阻r1连接led1-2，电阻r2连接led3-4，电阻r3连接led5-6，电阻r4连接led7-8。
优选的，所述电源模块为基于bl8053-3.3芯片的稳压电路。
优选的，所述电量检测模块为ltc2943电池电量测试芯片。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的单片机处理器通过检测2.4g蓝牙模块输出的信号或触摸开关输出的信号来调节手电的亮度和显示模式，操作方便，不存在按键长期按压机械磨损失效的问题，使用寿命长。另外，手电筒除了照明功能外，还具有以下其他功能，满足野外、矿区等各个场合使用需求。浸水传感器可以检测手电筒是否进水，当检测到进水信号，单片机控制电源通断控制电路使得单片机处理器断电，避免整个电路带电时进水后短路损坏，实现对电路的保护。3轴加速度传感器用于检测手电筒是否跌倒，或者携带手电筒的人是否跌倒，比如老人，可以起到一定的跌倒预警作用。电量测试芯片用于电池的电量检测，当电量较低时，通过语音播放模块报警提示。设计对讲机芯片、语音采集模块（微型麦克风）可以实现较近距离的对讲通话，适用于野外旅行之间伙伴之间的通话，或者其他近距离通话场合。gps模块实现对手电筒携带者的位置定位，方便寻找，比如在野外迷路走失便于搜寻。
附图说明
附图1是本实用新型的外部结构示意图；
附图2是本实用新型的控制电路板原理框图；
附图3是本实用新型的触摸开关电路原理图；
附图4是本实用新型的充电电路原理图；
附图5是本实用新型的电源模块电路原理图；
附图6是本实用新型的单片机处理器电路原理图；
附图7是本实用新型的led驱动模块电路原理图；
附图8是本实用新型的电池电量检测电路原理图；
附图9是本实用新型的电源通断控制电路原理图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1、2所示，一种基于2.4g无线通信调光控制电路的手电筒，包括灯头1、筒身和灯尾盖5，所述筒身外部设置触摸开关2、语音播放孔3和彩色显示灯4，所述筒身内部设置控制电路板，所述控制电路板包括单片机处理器和与单片机处理器电连接的浸水传感器、触摸开关、3轴加速度传感器、2.4g无线通信模块、gps定位模块、对讲机芯片、语音驱动模块、led驱动模块、电量检测模块、电源通断控制电路、存储器，所述电源通断控制电路输入端连接电源模块，所述电源模块输入端连接电池，所述电池输入端连接充电电路，所述电源模块输出端连接电量检测模块、led驱动模块，所述对讲机芯片输入端连接语音采集模块，所述语音驱动模块、led驱动模块输出端分别连接语音播放模块、led模块。
本实施例中，所述充电电路为基于slm6150芯片的充电电路。slm6150是一款完整的单节锂离子电池采用恒定电流/恒定电压线性充电器。其底部带有散热片sop8/msop封装与较少的外部元件数目使得slm6150成为便携式应用的理想选择。slm6150可以适合usb电源和适配器电源工作。由于采用了内部pmosfet架构，加上防倒充电路，所以不需要外部隔离二极管。热反馈可对充电电流进行自动调节，以便在大功率操作或高环境温度条件下对芯片温度加以限制。充电电压固定于4.2v，而充电电流可通过一个电进行外部设置。当充电电流在达到终浮充电压之后降至设定值1/10时，slm6150将自动终止充电循环。基于slm6150芯片的充电电路如图4所示。
本实施例中，所述触摸开关为基于ttp223芯片的触摸开关。ttp223n-ba6的输出通过ahlb引脚选择高电平或低电平有效，通过tog引脚选择直接模式或触发模式，q引脚为cmos输出，如图3所示。
本实施例中，所述3轴加速度传感器型号为mpu6500或mpu6050。3轴加速度传感器用于检测手电筒是否跌倒，或者携带手电筒的人是否跌倒，比如老人，可以起到一定的跌倒预警作用。
本实施例中，所述2.4g无线通信模块为型号hm-bt4502、hm-bt4502b或hm-bt2201的2.4g蓝牙通信模块。通过蓝牙模块实现与手机的通信，实现手机对手电筒工作模式的控制。
本实施例中，所述对讲机芯片型号为rda1845。该芯片采用fm调制方式，突破了409.75mhz～409.9875mhz中国对讲机的频段范围，可以支持300mhz~500mhz较宽的频段，实现了对宽带/窄带两种模式的同时支持，满足了商业对讲机的高品质需求，可以广泛应用在各类手持终端产品上。如图2所示，对讲机芯片的输入端连接语音采集模块（微型麦克风），将声音信号采集转化为电信号输出给对讲机芯片。
本实施例中，所述语音驱动模块为isd4004芯片。isd4004系列工作电压3v，单片录放时间8至16分钟，音质好，适用于移动电话及其他便携式电子产品中。芯片采用cmos技术，内含振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮阵列。图2中语音播放模块为微型喇叭，与isd4004芯片输出端连接，语音播放模块外部为语音播放孔3，将声音播放。
本实施例中，所述led驱动模块包括pnp三极管q1a，所述pnp三极管q1a发射极连接电池正极bat+，所述pnp三极管q1a基极通过电阻r23连接控制模块，所述pnp三极管q1a发射极与基极之间连接电阻r4，所述pnp三极管q1a集电极通过电阻r1、r3、r5、r7分别连接led发光二极管led1-8，其中电阻r1连接led1-2，电阻r2连接led3-4，电阻r3连接led5-6，电阻r4连接led7-8，如图7所示，
本实施例中，所述电源模块为基于bl8053-3.3芯片的稳压电路。如图5所示，电源模块实现将电池的5v电压稳压转化为单片机需要的3.3v电压。
本实施例中，如图8所示，所述电量检测模块为ltc2943电池电量测试芯片。可测量累积的电池充电和放电电量，3.6v至20v工作范围可适合多种电池应用，14位adc负责测量电池电压、电流和温度，1%电压、电流和充电准确度，+50mv检测电压范围，适合任何电池化学组成和容量的通用测量ic/smbu接口，可配置警报输出/充电完成输入。
本实用新型的工作原理是：
本实用新型的单片机处理器通过检测2.4g蓝牙模块输出的信号或触摸开关输出的信号来调节手电的亮度。手电默认的处于关机模式，触摸开关与手机通过蓝牙2.4g无线通信功能均可实现调光与调模式功能，触摸开关传感器为无机械式操作，蓝牙2.4g无线通信技术是可通过手机近距离无线遥控手电调光与切换模式。触摸开关是通过人体感应电容控制原理将信号传输为mcu，mcu通过触摸方式传输的信号(短暂触摸/长时间触摸)来区分是调光还是调模式，调光可实现无极调光，从暗到亮，长时间保持触摸状态可以实现循环调光。短暂触摸1次为开/关机，短暂触摸2次为爆闪模式。蓝牙无线实现的功能与触摸开关一样，区别于一个是触摸式，一个短距离无线控制。传统的移动照明设备不能实现无线控制，都为机械式按键操作。
当手机与2.4g蓝牙模块配对成功，手机向2.4g蓝牙模块发送控制指令，2.4g蓝牙模块输出信号的时候，单片机处理器通过检测a信号，去逐渐的把手电的亮度调高直到最亮(如果信号一直保持则循环调节亮度)。当触摸开关输出信号的时候，通过检测b信号，去逐渐的把手电的亮度调高直到最亮(如果信号一直保持则循环调节亮度)。如图7所示，控制亮度调节stm8s003f3单片机的pwm输出端输出频率变化的pwm波，当pwm波控制三极管q1a导通的脉宽（负电压）越宽，则led模块也就亮度更高，反之则低。
其次，如图6所示，单片机分别连接发光二极管led1-led8的负极，其中led1、led2为白光，led3、led4为红光，led5、led6为绿光，led7、led8为蓝光，其中led1、led2位于灯头1中，led3-led8位于彩色显示灯4内，当需要照明时，单片机与led1、led2连接的引脚为低电平，单片机与led3-led8连接的引脚为高电平，led1、led2点亮led3-led8灭，再加上上述无极调光实现照明亮度调节。当需要预警或者室内氛围调节，单片机与led1、led2连接的引脚为高电平，单片机与led3-led8连接的引脚为低电平，led1、led2灭led3-led8点亮，再加上上述无极调光实现其他功能亮度调节。另外，上述爆闪模式也是通过单片机循环向led1-led8的负极间断输出低电平实现。
另外，浸水传感器可以检测手电筒是否进水，比如在野外中，可能不小心手电筒掉到河里或者下雨淋湿，当检测到进水信号，单片机控制电源通断控制电路（如图9所示），通过电阻r3向三极管q的基极发送高电平信号，三极管q导通进而继电器k通电工作，继电器的常闭接点（图中为继电器k通电前状态）断开，进而单片机处理器断电，避免整个电路带电时进水后短路损坏，实现对电路的保护。另外，浸水传感器型号不做具体限制，为现有常见传感器，其设置于手电筒外部。3轴加速度传感器用于检测手电筒是否跌倒，或者携带手电筒的人是否跌倒，比如老人，可以起到一定的跌倒预警作用。电量测试芯片用于电池的电量检测，当电量较低时，通过语音播放模块报警提示。设计对讲机芯片、语音采集模块（微型麦克风）可以实现较近距离的对讲通话，适用于野外旅行之间伙伴之间的通话，或者其他近距离通话场合。gps模块实现对手电筒携带者的位置定位，方便寻找，比如在野外迷路走失便于搜寻。
以上所述的实施例，只是本实用新型的较优选的具体方式之一，本领域的技术员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。
1.一种基于2.4g无线通信调光控制电路的手电筒，包括灯头（1）、筒身和灯尾盖（5），其特征在于：所述筒身外部设置触摸开关（2）、语音播放孔（3）和彩色显示灯（4），所述筒身内部设置控制电路板，所述控制电路板包括单片机处理器和与单片机处理器电连接的浸水传感器、触摸开关、3轴加速度传感器、2.4g无线通信模块、gps定位模块、对讲机芯片、语音驱动模块、led驱动模块、电量检测模块、电源通断控制电路、存储器，所述电源通断控制电路输入端连接电源模块，所述电源模块输入端连接电池，所述电池输入端连接充电电路，所述电源模块输出端连接电量检测模块、led驱动模块，所述对讲机芯片输入端连接语音采集模块，所述语音驱动模块、led驱动模块输出端分别连接语音播放模块、led模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于2.4g无线通信调光控制电路的手电筒，其特征在于：所述充电电路为基于slm6150芯片的充电电路。
3.根据权利要求1所述的一种基于2.4g无线通信调光控制电路的手电筒，其特征在于：所述触摸开关为基于ttp223芯片的触摸开关。
4.根据权利要求1所述的一种基于2.4g无线通信调光控制电路的手电筒，其特征在于：所述3轴加速度传感器型号为mpu6500或mpu6050。
5.根据权利要求1所述的一种基于2.4g无线通信调光控制电路的手电筒，其特征在于：所述2.4g无线通信模块为型号hm-bt4502、hm-bt4502b或hm-bt2201的2.4g蓝牙通信模块。
6.根据权利要求1所述的一种基于2.4g无线通信调光控制电路的手电筒，其特征在于：所述对讲机芯片型号为rda1845。
7.根据权利要求1所述的一种基于2.4g无线通信调光控制电路的手电筒，其特征在于：所述语音驱动模块为isd4004芯片。
8.根据权利要求1所述的一种基于2.4g无线通信调光控制电路的手电筒，其特征在于：所述led驱动模块包括pnp三极管q1a，所述pnp三极管q1a发射极连接电池正极bat+，所述pnp三极管q1a基极通过电阻r23连接控制模块，所述pnp三极管q1a发射极与基极之间连接电阻r4，所述pnp三极管q1a集电极通过电阻r1、r3、r5、r7分别连接led发光二极管led1-8，其中电阻r1连接led1-2，电阻r2连接led3-4，电阻r3连接led5-6，电阻r4连接led7-8。
9.根据权利要求1所述的一种基于2.4g无线通信调光控制电路的手电筒，其特征在于：所述电源模块为基于bl8053-3.3芯片的稳压电路。
10.根据权利要求1所述的一种基于2.4g无线通信调光控制电路的手电筒，其特征在于：所述电量检测模块为ltc2943电池电量测试芯片。
技术总结