Led照明調(diào)控器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種LED照明調(diào)控器。該調(diào)控器以無線微控制器和四通道LED驅(qū)動器為核心，并配置紅外接收器、場景存儲器、調(diào)光電位器以及多種傳感器，可在外部發(fā)送的無線、紅外遙控指令控制下，實(shí)現(xiàn)多種光強(qiáng)、色溫組合場景的配置、存儲與重現(xiàn)，并且具有環(huán)境感知功能，可產(chǎn)生隨環(huán)境條件而變化的照明效果。該調(diào)控器具有智能性高、通用性好、成本較低的優(yōu)點(diǎn)，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。
【專利說明】LED照明調(diào)控器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于照明控制領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種LED照明調(diào)控器。

【背景技術(shù)】
[0002]與傳統(tǒng)照明方式相比，LED具有光效高、顯色性好、壽命長、無污染等明顯優(yōu)勢，因而近幾年來，其在城市路燈、建筑景觀、商業(yè)及辦公照明領(lǐng)域得到了較快發(fā)展。隨著產(chǎn)品整體質(zhì)量的提升以及價(jià)格的不斷下降，LED也開始在家庭照明領(lǐng)域快速普及。
[0003]隨著物質(zhì)生活水平的提高，越來越多的人開始關(guān)注光對人們心理的影響。不同光強(qiáng)與色溫的多種組合所營造的個性化照明氛圍，能夠更好地滿足人們的精神需求，提高人們的工作效率和生活品質(zhì)。然而，目前大多數(shù)LED燈只是利用驅(qū)動器對白光LED進(jìn)行恒流控制，即便具有調(diào)光功能，也只能調(diào)節(jié)光強(qiáng)，不能調(diào)節(jié)色溫，而且，大多數(shù)LED燈也不具備環(huán)境感知功能，不能根據(jù)環(huán)境狀況自動進(jìn)行照明光的調(diào)節(jié)。上述缺陷一定程度上制約了 LED的進(jìn)一步普及，特別是在家庭照明中的普及。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種可自由調(diào)節(jié)光強(qiáng)與色溫并具有場景存儲、環(huán)境感知功能的LED照明調(diào)控器。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種LED照明調(diào)控器，包括無線微控制器、四通道LED驅(qū)動器、紅外接收器、場景存儲器、調(diào)光電位器、光照傳感器、溫度傳感器、聲音傳感器；所述紅外接收器為一體化紅外接收頭，其解調(diào)信號輸出端與所述無線微控制器的異步串行輸入口線相連，所述場景存儲器為串行EEPROM芯片，其時(shí)鐘和數(shù)據(jù)引腳與所述無線微控制器的2根通用I/O 口線分別相連，所述調(diào)光電位器、光照傳感器、溫度傳感器、聲音傳感器的模擬電壓輸出端與所述無線微控制器的4個ADC輸入引腳分別相連，所述四通道LED驅(qū)動器包括4個分別用于驅(qū)動紅、綠、藍(lán)、白四色LED的恒流控制單元，其4個調(diào)光輸入端與所述無線微控制器的4根PWM輸出口線分別相連。
[0006]所述無線微控制器為內(nèi)含CPU、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、并行接口、串行接口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷控制器、A/D轉(zhuǎn)換器、IEEE 802.15.4射頻收發(fā)器的集成電路芯片。
[0007]所述四通道LED驅(qū)動器用于紅、綠、藍(lán)、白四色LED的恒流控制，并可在無線微控制器4路PWM信號控制下，動態(tài)調(diào)節(jié)紅、綠、藍(lán)、白四色LED的功率配比，通過混色，產(chǎn)生相應(yīng)的光強(qiáng)與色溫組合，即照明場景。光照傳感器、溫度傳感器、聲音傳感器用于環(huán)境感知，以實(shí)現(xiàn)與環(huán)境條件相關(guān)聯(lián)的特殊照明效果。場景存儲器用于存儲各組照明場景對應(yīng)的4路PWM占空比、定時(shí)及環(huán)境控制參數(shù)，調(diào)光電位器用于當(dāng)前色溫下的光強(qiáng)調(diào)節(jié)。
[0008]無線微控制器利用IEEE 802.15.4射頻收發(fā)器或紅外接收器接收外部發(fā)送的遙控指令，通過執(zhí)行指令，實(shí)現(xiàn)照明模式的切換以及照明場景的配置、存儲與重現(xiàn)。所述照明模式包括手動模式、靜態(tài)場景模式以及動態(tài)場景模式，其中，手動模式下允許自由調(diào)節(jié)光強(qiáng)和色溫，并可隨時(shí)將當(dāng)前光強(qiáng)、色溫組合存為場景；靜態(tài)場景模式下通過選擇已存儲的某組場景數(shù)據(jù)立即產(chǎn)生對應(yīng)的照明效果，且不隨時(shí)間和環(huán)境條件而變化；動態(tài)場景模式與靜態(tài)場景模式的不同在于，場景數(shù)據(jù)中的定時(shí)及環(huán)境控制參數(shù)將生效，可產(chǎn)生隨時(shí)間及環(huán)境條件而變化的照明效果。
[0009]本發(fā)明的有益效果是，通過無線微控制器、四通道LED驅(qū)動器、場景存儲器的配合，實(shí)現(xiàn)了多種光強(qiáng)、色溫組合場景的配置與存儲，能夠快速產(chǎn)生用戶期望的照明效果，更好地滿足了人們對LED照明的個性化、精神化需求。另一方面，通過引入多種傳感器，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境感知功能，進(jìn)一步提高了 LED照明的智能性，對改善人與環(huán)境的關(guān)系，建設(shè)低碳社會具有積極意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明提供的LED照明調(diào)控器的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的主控單元硬件原理圖；
圖3為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的四通道LED驅(qū)動器硬件原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0012]參見圖1，本發(fā)明提供的LED照明調(diào)控器包括無線微控制器、四通道LED驅(qū)動器、紅外接收器、場景存儲器、調(diào)光電位器、光照傳感器、溫度傳感器、聲音傳感器；所述紅外接收器為一體化紅外接收頭，其解調(diào)信號輸出端與所述無線微控制器的異步串行輸入口線相連，所述場景存儲器為串行EEPROM芯片，其時(shí)鐘和數(shù)據(jù)引腳與所述無線微控制器的2根通用I/O 口線分別相連，所述調(diào)光電位器、光照傳感器、溫度傳感器、聲音傳感器的模擬電壓輸出端與所述無線微控制器的4個ADC輸入引腳分別相連，所述四通道LED驅(qū)動器包括4個分別用于驅(qū)動紅、綠、藍(lán)、白四色LED的恒流控制單元，其4個調(diào)光輸入端與所述無線微控制器的4根PWM輸出口線分別相連。
[0013]所述無線微控制器為內(nèi)含CPU、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、并行接口、串行接口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷控制器、A/D轉(zhuǎn)換器、IEEE 802.15.4射頻收發(fā)器的集成電路芯片。
[0014]圖2為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的主控單元硬件原理圖。無線微控制器UlOl作為主控單元的核心，其RF_P、RF_N引腳外接天線電路，XoscU Xosc2引腳外接時(shí)鐘電路，DC0UPLE引腳對地連接電容C108，RBIAS引腳對地連接電阻R101。3.3V工作電壓由驅(qū)動器電源VDD經(jīng)穩(wěn)壓芯片U103穩(wěn)壓后提供。上述連接為無線微控制器內(nèi)部程序的正常運(yùn)行提供了基礎(chǔ)條件。
[0015]為充分利用無線微控制器的片內(nèi)資源，簡化軟件設(shè)計(jì)，各外部設(shè)備根據(jù)信號類型的不同分別連接到無線微控制器的相應(yīng)功能口線。圖2中，無線微控制器UlOl通過PWM輸出口線P03?P06連接四通道LED驅(qū)動器的4個調(diào)光輸入端；紅外接收器IRX的解調(diào)信號輸出端OUT連接到無線微控制器UlOl的異步串行輸入口線P14 ;光照傳感器由光敏電阻R102串接定值電阻R103構(gòu)成，其模擬電壓輸出端連接到無線微控制器UlOl的ADCO引腳；溫度傳感器由熱敏電阻R104串接定值電阻R105構(gòu)成，其模擬電壓輸出端連接到無線微控制器UlOl的ADCl引腳；調(diào)光電位器WlOl的模擬電壓輸出端連接到無線微控制器UlOl的ADC2引腳；聲音傳感器電路相對復(fù)雜一些，先由駐極體話筒MIC將聲音轉(zhuǎn)換為電信號，再由三極管TlOl進(jìn)行放大，二極管DlOl進(jìn)行整流，電容Clll進(jìn)行濾波，所得到的輸出信號連接到無線微控制器UlOl的ADC7引腳；場景存儲器U102的時(shí)鐘引腳SCL、數(shù)據(jù)引腳SDA分別外接上拉電阻R11UR110，再分別與無線微控制器的通用I/O 口線PlUPlO相連。
[0016]圖3為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的四通道LED驅(qū)動器硬件原理圖。四通道LED驅(qū)動器包括4個結(jié)構(gòu)相同的恒流控制單元，用于驅(qū)動紅、綠、藍(lán)、白四色LED。以紅色LED恒流控制單元為例，其LED驅(qū)動芯片U201的電源輸入腳VIN與驅(qū)動器電源VDD相連，內(nèi)部功率MOS管輸出腳SW通過電感L201接紅色LED的負(fù)極，紅色LED的正極除了接到U201電流檢測腳IS，還通過電流采樣電阻R201接到U201的VIN腳。肖特基二極管D201的負(fù)極接U201的VIN腳，正極接U201的SW腳。此外，紅色LED的兩端并聯(lián)濾波電容C201，U201的VIN腳對地接濾波電容C202。
[0017]LED驅(qū)動芯片通過負(fù)反饋實(shí)現(xiàn)LED的恒流控制。當(dāng)流經(jīng)LED的電流升高到上限值IH時(shí)，電流采樣電阻的端電壓也升到上限值VH，此時(shí)，LED驅(qū)動芯片內(nèi)部的電壓比較器控制功率MOS管關(guān)斷，使LED電流下降。反之，當(dāng)流經(jīng)LED的電流下降到下限值IL時(shí)，電流采樣電阻的端電壓也降到下限值VL，此時(shí)，LED驅(qū)動芯片內(nèi)部的電壓比較器控制功率MOS管導(dǎo)通，使LED電流升高。因此，正常情況下，電流采樣電阻的平均端電壓為其電壓上限值VH與電壓下限值VL之和的二分之一，該平均端電壓除以電流采樣電阻的阻值，即為LED的平均工作電流。
【權(quán)利要求】
1.一種LED照明調(diào)控器，其特征在于，包括無線微控制器、四通道LED驅(qū)動器、紅外接收器、場景存儲器、調(diào)光電位器、光照傳感器、溫度傳感器、聲音傳感器；所述紅外接收器為一體化紅外接收頭，其解調(diào)信號輸出端與所述無線微控制器的異步串行輸入口線相連，所述場景存儲器為串行EEPROM芯片，其時(shí)鐘和數(shù)據(jù)引腳與所述無線微控制器的2根通用I/O口線分別相連，所述調(diào)光電位器、光照傳感器、溫度傳感器、聲音傳感器的模擬電壓輸出端與所述無線微控制器的4個ADC輸入引腳分別相連，所述四通道LED驅(qū)動器包括4個分別用于驅(qū)動紅、綠、藍(lán)、白四色LED的恒流控制單元，其4個調(diào)光輸入端與所述無線微控制器的4根PWM輸出口線分別相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED照明調(diào)控器，其特征在于，所述無線微控制器為內(nèi)含CPU、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、并行接口、串行接口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷控制器、A/D轉(zhuǎn)換器、IEEE 802.15.4射頻收發(fā)器的集成電路芯片。
【文檔編號】H05B37/02GK104053277SQ201410249193
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】石建國, 何惠龍 申請人:電子科技大學(xué)中山學(xué)院