孫嘉恒　紹興市柯橋區(qū)柯橋中學(xué)　浙江紹興　312030

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一種便攜式智能節(jié)能臺燈

孫嘉恒紹興市柯橋區(qū)柯橋中學(xué)浙江紹興312030

【文章摘要】

本文從臺燈的結(jié)構(gòu)和功能入手，基于對現(xiàn)有臺燈的研究，設(shè)計出一種便攜式智能節(jié)能臺燈，安裝有太陽能電板、光敏電阻、紅外線燈等元器件。當其處于陽光照射狀態(tài)下，它可以自動吸收太陽能并轉(zhuǎn)化為電能儲存，根據(jù)周圍環(huán)境的亮暗會自動調(diào)節(jié)光照強度。我們可以遙控控制臺燈的開關(guān)和主動調(diào)節(jié)光照強度，采用折疊式結(jié)構(gòu)，攜帶方便。

【關(guān)鍵詞】

智能節(jié)能；臺燈；便攜式

1　便攜式智能節(jié)能臺燈的設(shè)計背景

21世紀是一個信息化、多元化、高節(jié)奏的時代，人們需要不斷地學(xué)習(xí)以滿足社會發(fā)展的需要。電是人類之光明，萬業(yè)之根本，人人節(jié)電利國利民。

節(jié)能燈作為一種環(huán)保型的電源，在全世界得到了廣泛的應(yīng)用，國內(nèi)節(jié)能燈的生產(chǎn)更是一枝獨秀。現(xiàn)如今我們所講的節(jié)能產(chǎn)品主要都是針對白熾燈來講，普通的白熾燈光效大約在每瓦10流明左右，壽命大約在1000小時左右。據(jù)我國有關(guān)部門的測算，如果能把所有的普通照明燈全部改用節(jié)能燈照明，每年將為國家節(jié)約電力900多億千瓦時，這相當于長江葛洲壩水電站94年發(fā)電量157.52億千瓦時的5倍。由此可見，臺燈已然成為了每個家中必備的工具，不管是上學(xué)還是上班，總是會有晚上發(fā)奮的時候，這時為了不打擾家里的其他人，就不方便開房間的燈，在這種情況下，臺燈的作用就顯現(xiàn)出來了。但臺燈也有些缺點：一定要插上電源、無法很好地調(diào)節(jié)亮度，會讓人的眼睛感覺不舒適、無法遠程控制。

本文講述的便攜式智能節(jié)能臺燈的結(jié)構(gòu)包括：白色發(fā)光二極管、燈罩、燈架、紅外線接收器、電源開關(guān)、蓄電池、太陽能電板、光敏電阻。該便攜式智能節(jié)能臺燈通過技術(shù)上的創(chuàng)新改進，安裝有太陽能電板，可以在不用是置于太陽光下充電，到了需要的時候再用，充分節(jié)約了資源；可以在太陽能轉(zhuǎn)化的電能不足時，插上電源繼續(xù)工作；可以根據(jù)周圍環(huán)境的亮暗來自動調(diào)節(jié)光照強度；可以通過遙控器控制開關(guān)或主動調(diào)節(jié)光照強度，操作方便；可以折疊易于攜帶。

2　便攜式智能節(jié)能臺燈的結(jié)構(gòu)與材料

本文講述了一種便攜式智能節(jié)能臺燈，能夠吸收太陽能轉(zhuǎn)化為電能貯存，通過光敏電阻控制臺燈根據(jù)外界的亮暗變化調(diào)節(jié)光照強度，也可以通過人工遙控調(diào)節(jié)光暗變化和控制臺燈開關(guān)，采用輕巧的折疊式結(jié)構(gòu)，攜帶十分方便。

2.1便攜式智能節(jié)能臺燈的結(jié)構(gòu)

該便攜式智能節(jié)能臺燈由白色發(fā)光二極管、燈罩、燈架、紅外線接收器、電源開關(guān)、蓄電池、太陽能電板、光敏電阻組成。

其中所述太陽能電板安裝在燈罩、燈架上，最大限度的吸收太陽能，并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軆Υ嬖谛铍姵刂?；所述光敏電阻安裝在燈罩上，避免了臺燈燈光對周圍燈光強度的檢測，能在周圍較暗時，發(fā)出強的亮光；能在周圍較亮?xí)r，發(fā)出較弱的亮光；所述紅外線接收器在燈架上，人可以通過遙控器遠程控制臺燈的開關(guān)，以及光照強度。如圖1，其中1燈罩、2燈架、3太陽能電板、4光敏電阻、5電源開關(guān)、6紅外線接收器。

2.2太陽能板的原理

太陽能電板的原理主要是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)，即一些半導(dǎo)體材料受到光照是，載流子數(shù)量會劇增，導(dǎo)電能力隨之增強，這就是半導(dǎo)體的光敏特性

2.3光敏電阻的原理

智能節(jié)能臺燈簡圖

在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當受到光照時，只要光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價帶中的電子吸收一個光子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶，并在價帶中產(chǎn)生一個帶正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子—空穴對增加了半導(dǎo)體材料中載流子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強，阻值愈低。入射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子—空穴對將逐漸復(fù)合，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復(fù)原值。

3　便攜式智能節(jié)能臺燈的工作原理

本文講述的便攜式智能節(jié)能臺燈在工作過程中，首先按下電源開關(guān)5，接著臺燈會優(yōu)先使用太陽能電板3在臺燈閑置時，所吸收太陽能所轉(zhuǎn)變的電能，當這部分電能不夠時，便可接上電源。臺燈工作時，由于光敏電阻4的特性，會自動感應(yīng)周圍環(huán)境的亮暗，改變自身電阻大小，從而改變電流大小，最終起到自動調(diào)節(jié)臺燈光照強度的目的。當使用者不方便或離臺燈較遠時，可通過遙控器向紅外線接收器6發(fā)射信號，便可開關(guān)臺燈或調(diào)節(jié)臺燈光照強度。使用完后，還可將臺燈折疊起來，便于攜帶。

4　結(jié)論

本文講述的是一種智能節(jié)能臺燈，以太陽能作為能源、可自動感應(yīng)亮度并調(diào)節(jié)亮度、可遠程控制的臺燈。借助于智能節(jié)能臺燈，可以在不用時置于太陽光下，其會自動將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，并儲存在蓄電池中，等到需要時提供電能，充分節(jié)約了能源；可以根據(jù)周圍環(huán)境的亮暗程度，通過光敏電阻自動調(diào)節(jié)，在周圍較暗時，發(fā)出較強的亮光；能在周圍較亮?xí)r，發(fā)出較弱的亮光；可以通過遙控器遠程控制臺燈的開關(guān)，以及光照強度；可以在使用完后，將其折疊，便于攜帶。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，人們對于生活的要求也越來越高，因此為了設(shè)計出更加合理、可行的便攜式智能節(jié)能臺燈仍需要我們不斷地努力。

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