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1、(10)申请公布号 CN 103149957 A (43)申请公布日 2013.06.12 CN 103149957 A *CN103149957A* (21)申请号 201310057578.6 (22)申请日 2013.02.22 G05D 23/30(2006.01) G03B 21/16(2006.01) (71)申请人 上海市金山区青少年活动中心 地址 201500 上海市金山区朱泾镇人民路 485 号 (72)发明人 周鑫锋 陆广琴 郑亮 (74)专利代理机构 上海汉声知识产权代理有限 公司 31236 代理人 郭国中 (54) 发明名称 基于 AVR 单片机的投影仪应急降温系统及。
2、方 法 (57) 摘要 根据本发明提供一种基于 AVR 单片机的投影 仪应急降温系统， 包括装置 ： 光敏传感器 2， 用于 获取投影仪光源的光强信息， 然后将光强信息传 输给控制器 1 ； 热敏传感器 3， 用于获取投影仪内 部的温度信息， 然后将温度信息传输给控制器 1 ； 风扇 5， 用于为投影仪散热 ； 应急电源 6， 用于向控 制器 1、 光敏传感器 2、 热敏传感器 3、 风扇 5 提供 电源 ； 控制器 1， 用于在投影仪主电源关闭时， 根 据光强信息和温度信息， 判断是否需要启动风扇 5， 并在投影仪内部降温后关闭风扇 5。还提供相 应的方法。本发明能够在紧急情况下降低超高压 。
3、汞灯的温度， 延长其寿命提高投影仪画面的质量， 从而在一定程度上缓解学生的近视问题。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103149957 A CN 103149957 A *CN103149957A* 1/2 页 2 1. 一种基于 AVR 单片机的投影仪应急降温系统， 其特征在于， 包括控制器 （1） 、 光敏传 感器 （2） 、 热敏传感器 （3） 、 风扇 （5） 、 应急电源 （6） ， 其中 ： 所述光敏传感器 （2） 。
4、， 用于获取投影仪光源的光强信息， 然后将所述光强信息传输给所 述控制器 （1） ； 所述热敏传感器 （3） ， 用于获取投影仪内部的温度信息， 然后将所述温度信息传输给所 述控制器 （1） ； 所述风扇 （5） ， 用于为投影仪散热 ； 所述应急电源 （6） ， 用于向所述控制器 （1） 、 光敏传感器 （2） 、 热敏传感器 （3） 、 风扇 （5） 提供电源 ； 所述控制器 （1） ， 用于在投影仪主电源关闭时， 根据所述光强信息和温度信息， 判断是 否需要启动所述风扇 （5） ， 并在投影仪内部降温后关闭所述风扇 （5） 。 2.根据权利要求1所述的基于AVR单片机的投影仪应急降温系统。
5、， 其特征在于， 还包括 电磁式继电器 （4） ， 其中， 所述控制器 （2） 通过所述电磁式继电器 （4） 控制所述风扇 （5） 的供 电回路的通断。 3.根据权利要求1所述的基于AVR单片机的投影仪应急降温系统， 其特征在于， 若所述 光强信息所对应的光强小于光强阈值， 且所述温度信息所对应的温度大于温度阈值， 则所 述控制器 （1） 启动所述风扇 （5） 为投影仪进行散热 ； 在所述风扇 （5） 启动后， 若所述光强信 息所对应的光强小于光强阈值， 且所述温度信息所对应的温度小于温度阈值， 则所述控制 器 （1） 关闭所述风扇 （5） 。 4.根据权利要求1所述的基于AVR单片机的投影仪。
6、应急降温系统， 其特征在于， 所述控 制器 （1） 为包含有 8 位 AVR 微处理器的单片机， 所述热敏传感器 （3） 为电压集成型的 LM35 温度传感器。 5.根据权利要求3所述的基于AVR单片机的投影仪应急降温系统， 其特征在于， 若所述 光强信息所对应的光强小于光强阈值， 且所述温度信息所对应的温度小于温度阈值， 则所 述控制器 （1） 延时后关闭所述风扇 （5） 。 6. 一种基于 AVR 单片机的投影仪应急降温方法， 其特征在于， 包括如下步骤 ： 利用光敏传感器 （2） 获取投影仪光源的光强信息， 然后将所述光强信息传输给控制器 （1） ， 利用热敏传感器 （3） 获取投影仪内。
7、部的温度信息， 然后将所述温度信息传输给所述控 制器 （1） ； 通过控制器 （1） 在投影仪主电源关闭时， 根据所述光强信息和温度信息， 判断是否需要 启动所述风扇 （5） ， 并在投影仪内部降温后关闭所述风扇 （5） 。 7.根据权利要求6所述的基于AVR单片机的投影仪应急降温方法， 其特征在于， 所述控 制器 （2） 通过所述电磁式继电器 （4） 控制所述风扇 （5） 的供电回路的通断。 8.根据权利要求6所述的基于AVR单片机的投影仪应急降温方法， 其特征在于， 若所述 光强信息所对应的光强小于光强阈值， 且所述温度信息所对应的温度大于温度阈值， 则所 述控制器 （1） 启动所述风扇 。
8、（5） 为投影仪进行散热 ； 在所述风扇 （5） 启动后， 若所述光强信 息所对应的光强小于光强阈值， 且所述温度信息所对应的温度小于温度阈值， 则所述控制 器 （1） 关闭所述风扇 （5） 。 9.根据权利要求6所述的基于AVR单片机的投影仪应急降温方法， 其特征在于， 所述控 权 利 要 求 书 CN 103149957 A 2 2/2 页 3 制器 （1） 为包含有 8 位 AVR 微处理器的单片机， 所述热敏传感器 （3） 为电压集成型的 LM35 温度传感器。 10. 根据权利要求 8 所述的基于 AVR 单片机的投影仪应急降温方法， 其特征在于， 若所 述光强信息所对应的光强小于光。
9、强阈值， 且所述温度信息所对应的温度小于温度阈值， 则 所述控制器 （1） 延时后关闭所述风扇 （5） 。 权 利 要 求 书 CN 103149957 A 3 1/6 页 4 基于 AVR 单片机的投影仪应急降温系统及方法 技术领域 0001 本发明涉及投影仪系统， 具体地， 涉及基于 AVR 单片机的投影仪应急降温系统及 方法。 背景技术 0002 近年来， 讲座和报告采用 PPT 的形式日益普遍， 从而使投光系统的显示仪理所当 然地受到了人们的极大重视， 其年产量增加率超过 35%， 发明人在查询文献数据之后了解到 了 LCD 投影仪的工作原理 ： LCD 液晶投影机是液晶显示技术和投影。
10、技术相结合的产物， 它利 用了液晶的电光效应， 通过电路控制液晶单元的透射率及反射率， 从而产生不同灰度层次。 所以LCD投影机的主要成像器件是液晶板。 LCD投影机的体积取决于液晶板的大小， 液晶板 越小， 投影机的体积也就越小。 0003 根据电光效应， 液晶材料可分为活性液晶和非活性液晶两类， 其中活性液晶具有 较高的透光性和可控制性。液晶板使用的是活性液晶， 人们可通过相关控制系统来控制液 晶板的光强和颜色。与液晶显示器相同， LCD 投影机采用的是扭曲向列型液晶。LCD 投影机 的光源是专用大功率灯泡， 发光能量远远高于利用荧光发光的CRT投影机， 所以LCD投影机 的光强和色彩饱和。
11、度都高于 CRT 投影机。但是同时由于功率很大会产生很多热量， 所以在 投影仪内部自带了一个降温系统。 0004 同时 LCD 投影机的像元是液晶板上的液晶单元， 液晶板一旦选定， 分辨率就基本 确定了， 所以 LCD 投影机调节分辨率的功能要比 CRT 投影机差。LCD 投影机体积较小、 重量 较轻， 制造工艺较简单， 光强和对比度较高， 分辨率适中， 现在 LCD 投影机占有的市场份额 约占总体市场份额的 70% 以上， 是目前市场上占有率最高、 应用最广泛的投影仪。 0005 目前投影仪在课堂中广泛使用， 所以投影仪投影的图像质量与学生听课的质量息 息相关。而且现在中小学生近视率较高。这。
12、与数字化教学的推广也有关系， 而且投影仪图 像不清晰会使学生近视更严重。同时也会影响到上课的速度和学生的听课质量， 而老师又 不可能为了个别后排看不清的同学而放慢上课的进度。所以原本为了提高上课效率， 但由 于投影仪图像不清晰反而与原来的目的相悖。所以这是发明人设计这个基于 AVR 单片机的 投影仪应急降温系统的原因。 0006 由于一旦投影仪晶硅板一选定就无法再做很大修改， 投影仪超高压汞灯的质量对 投影仪投出的图像有直接影响， 所以有必要设计一个应急降温系统来给灯泡紧急降温， 以 延长灯泡的使用寿命， 并提高投影仪投出的图像的质量。 发明内容 0007 本发明针对现有技术中使用的投影仪在断。
13、电时没有对投影仪灯泡的应急降温装 置， 或者对于有些使用电解电容的降温系统， 随着使用时间的推移电容的电量会减少起不 到降温的作用的问题。 0008 本发明主要作用在于， 在紧急情况下降低超高压汞灯的温度， 延长其寿命提高投 说 明 书 CN 103149957 A 4 2/6 页 5 影仪画面的质量， 从而在一定程度上缓解学生的近视问题。通过对采集数据进行分析对单 片机的程序做出了基于实际情况的修改， 系统能够正常工作， 起到降温的目的， 具有实际推 广应用的价值。 0009 根据本发明的一个方面， 提供一种基于 AVR 单片机的投影仪应急降温系统， 包括 控制器 1、 光敏传感器 2、 热。
14、敏传感器 3、 风扇 5、 应急电源 6， 其中 ： 0010 所述光敏传感器 2， 用于获取投影仪光源的光强信息， 然后将所述光强信息传输给 所述控制器 1 ； 0011 所述热敏传感器 3， 用于获取投影仪内部的温度信息， 然后将所述温度信息传输给 所述控制器 1 ； 0012 所述风扇 5， 用于为投影仪散热 ； 0013 所述应急电源 6， 用于向所述控制器 1、 光敏传感器 2、 热敏传感器 3、 风扇 5 提供电 源 ； 0014 所述控制器 1， 用于在投影仪主电源关闭时， 根据所述光强信息和温度信息， 判断 是否需要启动所述风扇 5， 并在投影仪内部降温后关闭所述风扇 5。 0。
15、015 优选地， 还包括电磁式继电器4， 其中， 所述控制器2通过所述电磁式继电器4控制 所述风扇 5 的供电回路的通断。 0016 优选地， 若所述光强信息所对应的光强小于光强阈值， 且所述温度信息所对应的 温度大于温度阈值， 则所述控制器1启动所述风扇5为投影仪进行散热 ； 在所述风扇5启动 后， 若所述光强信息所对应的光强小于光强阈值， 且所述温度信息所对应的温度小于温度 阈值， 则所述控制器 1 关闭所述风扇 5。 0017 优选地， 所述控制器 1 为包含有 8 位 AVR 微处理器的单片机。 0018 优选地， 所述热敏传感器 3 为电压集成型的 LM35 温度传感器。 0019 。
16、优选地， 若所述光强信息所对应的光强小于光强阈值， 且所述温度信息所对应的 温度小于温度阈值， 则所述控制器 1 延时后关闭所述风扇 5。 0020 根据本发明的另一个方面， 还提供一种基于 AVR 单片机的投影仪应急降温方法， 包括如下步骤 ： 0021 利用光敏传感器 2 获取投影仪光源的光强信息， 然后将所述光强信息传输给控制 器 1， 利用热敏传感器 3 获取投影仪内部的温度信息， 然后将所述温度信息传输给所述控制 器 1 ； 0022 通过控制器 1 在投影仪主电源关闭时， 根据所述光强信息和温度信息， 判断是否 需要启动所述风扇 5， 并在投影仪内部降温后关闭所述风扇 5。 002。
17、3 优选地， 所述控制器 2 通过所述电磁式继电器 4 控制所述风扇 5 的供电回路的通 断。 0024 优选地， 若所述光强信息所对应的光强小于光强阈值， 且所述温度信息所对应的 温度大于温度阈值， 则所述控制器1启动所述风扇5为投影仪进行散热 ； 在所述风扇5启动 后， 若所述光强信息所对应的光强小于光强阈值， 且所述温度信息所对应的温度小于温度 阈值， 则所述控制器 1 关闭所述风扇 5。 0025 优选地， 所述控制器 1 为包含有 8 位 AVR 微处理器的单片机。 0026 优选地， 所述热敏传感器 3 为电压集成型的 LM35 温度传感器。 说 明 书 CN 103149957 。
18、A 5 3/6 页 6 0027 优选地， 若所述光强信息所对应的光强小于光强阈值， 且所述温度信息所对应的 温度小于温度阈值， 则所述控制器 1 延时后关闭所述风扇 5。 0028 与现有技术相比， 本发明提出了利用单片机 （例如 Mega128 单片机） 作为控制核心 和电磁式继电器有机结合的应急的降温系。 在投影仪自带的降温系统无法正常工作的时候 通过单片机配合热敏感测器和光敏感测器检测灯泡的温度和光强。 热敏传感器和光敏传感 器模拟量检测范围都为 0-1024。同时根据光敏传感器的光照特性， 在编写程序时主要取其 线性变化的区间方便单片机检验。 当传感器检测到的值再设定的区间内时应急系。
19、统的风扇 将会启动， 来起到应急降温的作用。并设定了在达到降温效果后程序自动关闭风扇。 附图说明 0029 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述， 本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显 ： 0030 图 1 示出根据本发明提供的基于 AVR 单片机的投影仪应急降温系统的结构示意 图 ； 0031 图 2 示出光敏传感器的光照特性的示意图 ； 0032 图 3 示出温度和灯泡启动后的温度折线图 ； 0033 图 4 示出温度检测数的值示意图。 具体实施方式 0034 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。 以下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明， 但不以任何。
20、形式限制本发明。 应当指出的是， 对本领域的普通技术 人员来说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进。 这些都属于本发明 的保护范围。 0035 如图 1 所示， 在本实施例中， 所述基于 AVR 单片机的投影仪应急降温系统， 包括控 制器 1、 光敏传感器 2、 热敏传感器 3、 电磁式继电器 4、 风扇 5、 应急电源 6， 其中， 所述应急电 源 6， 用于向所述控制器 1、 光敏传感器 2、 热敏传感器 3、 风扇 5 提供电源， 所述风扇 5 用于 为投影仪散热。 0036 所述光敏传感器 2 用于获取投影仪光源的光强信息， 然后将所述光强信息传输给 所述控制器1。
21、， 其中， 本发明中主要应用了光敏传感器的光照特性。 如图2所示， 光敏传感器 在弱光到强光照射的过程中， 起先的一段区间内通过光敏传感器的电流变化值较大。在强 光照射下的一段区间内电流的变化较小。 所以本发明用于控制器判断的主要设定的范围就 在变化较大的区间内， 这样就方便控制判断， 可以避免风扇不必要的工作。 0037 所述热敏传感器 3 用于获取投影仪内部的温度信息， 然后将所述温度信息传输 给所述控制器 1。在本实施例的一个优选例中， 本发明采用的是电压集成型温度传感器 （LM35） ， 其中， LM35 温度传感器， 标准 T0-92 工业封装， 其准确度一般为 0.5， 主要应用其。
22、 在不同温度下输出的电压值不同这一特性。 0038 所述控制器 1， 用于在投影仪主电源关闭时， 根据所述光强信息和温度信息， 判断 是否需要启动所述风扇5， 并在投影仪内部降温后关闭所述风扇5， 其中， 所述控制器2通过 所述电磁式继电器 4 控制所述风扇 5 的供电回路的通断。若所述光强信息所对应的光强小 说 明 书 CN 103149957 A 6 4/6 页 7 于光强阈值， 且所述温度信息所对应的温度大于温度阈值， 则所述控制器 1 启动所述风扇 5 为投影仪进行散热 ； 在所述风扇 5 启动后， 若所述光强信息所对应的光强小于光强阈值， 且 所述温度信息所对应的温度小于温度阈值， 。
23、则所述控制器 1 关闭所述风扇 5。 0039 在本实施例的一个优选例中， 所述控制器1采用包含8位AVR微处理器的Mega128 型主板， 具有 128K 字节的系统， 内可编写读取传感器的程序。利用光敏传感器 2 和热敏传 感器 3 可以把模拟量转化为数据量， 从而通过单片机来判断降温系统是否需要工作。这样 就可以降低能耗， 符合低碳环保的理念。 同时利用电磁式继电器来控制电键的闭合， 来驱动 单片机运转光敏传感器和热敏传感器检测超高压汞灯的温度和光强。 从而使单片机运行程 序来控制风扇运转。当温度下降到设定的范围时停止工作。 0040 进一步优选地， 电磁式继电器内部结构中设计了一个常闭。
24、电路， 所以应用这个特 性可以应用这条回路作为应急系统的工作回路。通过这个工作回路启动单片机， 并运转传 感器检测机箱内的光强和温度来判断风扇是否需要工作。 同时检测灯泡的降温情况来判断 风扇停止工作的时间。 若正常电路中有电流， 则线圈工作， 由于电流磁效应电键备用电路断 开。单片机就会断电， 证明投影仪重新启动， 应急系统无需工作。这样就可以节省能源。 0041 相应地， 根据本发明还提供一种基于 AVR 单片机的投影仪应急降温方法， 包括如 下步骤 ： 0042 利用光敏传感器 2 获取投影仪光源的光强信息， 然后将所述光强信息传输给控制 器 1， 利用热敏传感器 3 获取投影仪内部的温。
25、度信息， 然后将所述温度信息传输给所述控制 器 1 ； 0043 通过控制器 1 在投影仪主电源关闭时， 根据所述光强信息和温度信息， 判断是否 需要启动所述风扇 5， 并在投影仪内部降温后关闭所述风扇 5。 0044 优选地， 所述控制器 2 通过所述电磁式继电器 4 控制所述风扇 5 的供电回路的通 断。 0045 优选地， 若所述光强信息所对应的光强小于光强阈值， 且所述温度信息所对应的 温度大于温度阈值， 则所述控制器1启动所述风扇5为投影仪进行散热 ； 在所述风扇5启动 后， 若所述光强信息所对应的光强小于光强阈值， 且所述温度信息所对应的温度小于温度 阈值， 则所述控制器 1 关闭。
26、所述风扇 5。 0046 优选地， 所述控制器 1 为包含有 8 位 AVR 微处理器的单片机。 0047 优选地， 所述热敏传感器 3 为电压集成型的 LM35 温度传感器。 0048 下面对本发明的研发过程进行详细描述。 0049 1、 LM35 热敏传感器的测试 0050 利用万用表和温度计检测 LM35 在不同温度的电阻值。LM35 热敏传感器的精度为 0.5， 这不是热敏传感器里精度较高的， 因为投影仪超高压汞灯的温度较高， 所以热敏传 感其检测到的模拟量变化已经很明显了， 所以就没有必要运用更高灵敏度的传感器了。这 样也可以在一定程度上节省成本。 0051 2、 不同情况下的光敏传。
27、感器检测到的模拟量， 如图3和图4所示， 利用光强检测仪 和配有光敏传感器的单片机检测。 0052 在单片机程序的编写过程中， 具体地， 起先编写的程序虽然能够检测到模拟量， 但 是连续工作时间长了之后会引起模拟量数值的叠加。这样会导致单片机错误判断， 启动风 说 明 书 CN 103149957 A 7 5/6 页 8 扇。这样会造成不必要的能量损失， 所以发明人之后想到要修改程序。在传感器每次检测 完数据之后就将检测到的数据删掉， 以免叠加错误判断。 在修改完程序后就可正常工作了。 0053 修改后的程序代码 （部分） 如下 ： 0054 0055 0056 再后来的测试中发明人发现风扇会。
28、间歇性转动。 在经过分析后发现是由于两传感 器检测模拟量的时间间隔造成的。知道这原因后对传感器检测部分的程序进行修改， 使两 个传感器同时采集模拟量， 来解决判断的间歇性保证风扇能够持续工作一段时间。 说 明 书 CN 103149957 A 8 6/6 页 9 0057 程序代码 （部分） 修改如下 ： 0058 0059 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是， 本发明并不局限于上述 特定实施方式， 本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改， 这并不影 响本发明的实质内容。 说 明 书 CN 103149957 A 9 1/2 页 10 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103149957 A 10 2/2 页 11 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103149957 A 11 。