一種led燈具觸摸控制裝置的製作方法
2023-06-21 20:33:26 1
專利名稱：一種led燈具觸摸控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及燈光控制領域，更具體地說，涉及一種LED燈具觸摸控制裝置。
背景技術：
LED控制器(LED controller)就是通過晶片處理控制LED燈電路中的各個位置的開關。控制器根據預先設定好的程序再控制驅動電路使LED陣列有規律地發光，從而顯示出文字或圖形。LED控制器系列是一款專用於LED燈飾的RGB三色智能調光控制器，採用先進電腦控制晶片和目前最先進的PWM (脈寬調製)數位化亮度調節技術；可以用IR (紅夕卜)/RF (射頻)遙控來遠距調光；可滿足商業或家庭照明不同時段與不同環境的光線需要，延長LED壽命，節能；具有接線方便，使用簡單等優點，據客戶實際需求可實現跳變、漸變等燈光變化效果。目前，LED燈具控制器已成為現代燈光效果重要設備之一，傳統的觸摸控制器大部分功能比較多，同時體積也比較大、成本較高、不夠精緻美觀。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在於，針對現有技術的上述體積較大、成本較高的缺陷，提供一種體積較小、成本較低的LED燈具觸摸控制裝置。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是:構造一種LED燈具觸摸控制裝置，包括金屬外殼、比較放大單元、控制單元、輸出接口單元和用於向所述比較放大單元和控制單元供電的電源單元；所述比較放大單元的一輸入端與所述金屬外殼連接、將所述金屬外殼被觸摸時的觸摸電壓與所述比較放大單元另一輸入端的基準電壓進行比較放大；所述控制單元與所述比較放大單元的一輸出端連接、用於接收所述比較放大單元的輸出信號並輸出控制信號；所述輸出接口單元的輸入端與控制單元的設定輸出端連接，用於接收所述控制信號並控制所述LED燈具的狀態。在本實用新型所述的LED燈具觸摸控制裝置中，所述比較放大單元包括偏置電路和電壓比較電路；所述偏置電路包括串接的第三電阻和第四電阻，所述第三電阻和第四電阻的連接端與所述電壓比較電路的一輸入端連接，所述第三電阻的另一端與所述電源單元的輸出端連接，所述第四電阻的另一端接地。在本實用新型所述的LED燈具觸摸控制裝置中，所述電壓比較電路包括電壓比較器和輸入端電路；所述第三電阻和第四電阻的連接端與所述電壓比較器的反相輸入端連接、並將分壓後第四電阻兩端的電壓作為基準電壓輸入到所述反相輸入端；所述輸入端電路包括並接的第四電容和第五電阻，所述第四電容和第五電阻的一連接端接地、另一連接端與所述電壓比較器的同相輸入端連接，所述第四電容和第五電阻的另一連接端還與所述金屬外殼連接，當所述金屬外殼被觸摸時，其產生的觸摸電壓輸入到所述同相輸入端。在本實用新型所述的LED燈具觸摸控制裝置中，所述電壓比較電路還包括輸出端電路；所述輸出端電路包括第三二極體以及並接的第九電阻和第九電容；所述第九電阻和第九電容的一連接端與所述第三二極體的陰極連接、其另一連接端接地；所述第三二極體的陽極與所述電壓比較器的一輸出端連接。在本實用新型所述的LED燈具觸摸控制裝置中，所述第九電阻和第九電容的一連接端還與所述控制單元的一輸入端連接，所述控制單元的設定輸出端包括設定個數控制端，所述設定個數控制端依據所述控制單元的一輸入端電平的不同狀態分別輸出不同的控制信號。在本實用新型所述的LED燈具觸摸控制裝置中，所述設定個數控制端為3個控制端，所述3個控制端分別為第一控制端、第二控制端和第三控制端。在本實用新型所述的LED燈具觸摸控制裝置中，所述輸出接口單元包括第一輸出電路、第二輸出電路和第三輸出電路；所述第一輸出電路包括第六電阻和第一 MOS管,所述第六電阻一端與所述第一 MOS管的柵極連接，所述第一 MOS管的漏極與所述LED燈具連接；所述第二輸出電路包括第七電阻和第二 MOS管，所述第七電阻的一端與所述第二 MOS管的柵極連接，所述第二 MOS管的漏極與所述LED燈具連接；所述第三輸出電路包括第八電阻和第三MOS管，所述第八電阻的一端與所述第三MOS管的柵極連接，所述第三MOS管的漏極與所述LED燈具連接；所述第一 MOS管的源極、第二 MOS管的源極和第三MOS管的源極連接並接地。在本實用新型所述的LED燈具觸摸控制裝置中，所述第六電阻的另一端、第七電阻的另一端和第八電阻的另一端分別與所述第一控制端、第二控制端和第三控制端連接。在本實用新型所述的LED燈具觸摸控制裝置中，所述電源單元包括穩壓電路和濾波電路；所述穩壓電路包括第一二極體、第一電阻、第二電阻、第一電容和穩壓二極體，所述第一電阻和第二電阻並接且其並接的兩端分別與所述第一二極體的陰極和穩壓二極體的陰極連接，所述第一二極體的陰極還與所述第一電容的一端連接，所述第一電容的另一端和所述穩壓二極體的陽極接地，所述第一二極體的陽極與第一直流電源連接；所述濾波電路包括並接的第二電容和第三電容，所述第二電容和第三電容並接的一端與所述穩壓二極體的陰極連接，其另一連接端接地，所述第二電容和第三電容並接的一端還與第二電源連接。在本實用新型所述的LED燈具觸摸控制裝置中，所述第一電源為直流12V或24V，所述第二電源為直流5V，所述穩壓二極體為5.1V穩壓二極體。實施本實用新型的LED燈具觸摸控制裝置，具有以下有益效果:由於將金屬外殼接入比較放大單元後，當人體觸摸金屬外殼時，人體的生物靜電引起細微電流變化，細微電流變化所產生的變化的觸摸電壓與給定的基準電壓進行比較放大，比較放大單元將比較放大後的結果輸出到控制單元的一輸入端，控制單元根據上述一輸入端電平變換持續時間的長短，做出開關或切換模式的響應，由於運用靜電觸摸技術且電路結構簡單，節省了材料，所以其體積較小、成本較低。
圖1是本實用新型LED燈具觸摸控制裝置的結構示意圖；圖2是所述實施例中電源單元的結構示意圖；圖3是所述實施例中比較放大單元的結構示意圖；圖4是所述實施例中控制單元的結構示意圖；[0019]圖5是所述實施例中輸出接口單元的結構示意圖。
具體實施方式
為了便於本領域的普通技術人員能夠理解並實施本實用新型，下面將結合附圖對本實用新型實施例作進一步說明。本實施例中，LED燈具觸摸控制裝置的結構示意圖如圖1所示。圖1中，該控制裝置包括金屬外殼(圖中未示出)、比較放大單元1、控制單元2、輸出接口單元3和電源單元4，其中電源單元4用於向比較放大單元I和控制單元2供電；比較放大單元I的一輸入端與金屬外殼連接、將金屬外殼被觸摸時的觸摸電壓與比較放大單元I另一輸入端的基準電壓進行比較放大；控制單元2與比較放大單元I的一輸出端連接，用於接收比較放大單元I的輸出信號並輸出控制信號；輸出接口單元3的輸入端與控制單元2的設定輸出端連接，用於接收控制信號並控制LED燈具的狀態。本實施例中，金屬外殼為不鏽鋼外殼，外殼做的迷你且精緻，簡約而不簡單，當然，在本實施例的一些情況下，金屬外殼也可以採用其他金屬材料。圖2是本實施例中電源單元的結構示意圖。圖2中，電源單元4包括穩壓電路和濾波電路；其中，穩壓電路包括第一二極體Dl、第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容Cl和穩壓二極體D2，第一電阻Rl和第二電阻R2並接且並接的兩端分別與第一二極體Dl的陰極和穩壓二極體D2的陰極連接，即第一電阻Rl和第二電阻R2連接的一端與第一二極體Dl的陰極連接，第一電阻Rl和第二電阻R2連接的另一端與穩壓二極體D2的陰極連接，第一二極體Dl的陰極還與第一電容Cl的一端連接，第一電容Cl的另一端和穩壓二極體D2的陽極接地，第一二極體Dl的陽極與第一直流電源VCC連接；上述濾波電路包括第二電容C2和第三電容C3，第二電容C2和第三電容C3並接，第二電容C2和第三電容C3並接的一端與穩壓二極體D2的陰極連接，其另一連接端接地，第二電容C2和第三電容C3並接的一端還與第二電源連接。本實施例中，第一電源VCC為直流12V或24V，第二電源為直流5V，穩壓二極體D2為5.1V穩壓二極體。穩壓電路將直流12V或24V降壓到5.1V，經過濾波後得到5V直流電源，5V直流電源向比較放大單元I和控制單元2供電。圖3是本實施例中比較放大單元的結構示意圖。圖3中，比較放大單元I包括偏置電路和電壓比較電路；其中，偏置電路包括第三電阻R3和第四電阻R4，第三電阻R3和第四電阻R4串接，且第三電阻R3和第四電阻R4的連接端與電壓比較電路的一輸入端連接，第三電阻R3的另一端與電源單元4的輸出端連接，即第三電阻R3的另一端與5V直流電源連接，第四電阻R4的另一端接地，5V直流電源用於為偏置電路供電。電壓比較電路包括電壓比較器Ul和輸入端電路；第三電阻R3和第四電阻R4的連接端與電壓比較器Ul的反相輸入端連接、並將分壓後第四電阻兩端的電壓作為基準電壓輸入到電壓比較器Ul的反相輸入端；也就是說，第三電阻R3和第四電阻R4為分壓電阻，將5V直流電源進行分壓，並將第四電阻R4兩端的電壓作為基準電壓輸入到電壓比較器Ul的反相輸入端。輸入端電路包括第四電容C4和第五電阻R5，第四電容C4和第五電阻R5並接，且第四電容C4和第五電阻R5的一連接端接地、第四電容C4和第五電阻R5的另一連接端KEY與電壓比較器Ul的同相輸入端連接，第四電容C4和第五電阻R5的另一連接端還與金屬外殼連接，圖中當金屬外殼被觸摸時，其產生的觸摸電壓輸入到電壓比較器Ul的同相輸入端。當然，在另外一些情況下，也可將基準電壓輸入到電壓比較器Ui的同相輸入端，將觸摸電壓輸入到電壓比較器Ul的反相輸入端，當然，這時具體的電路連接關係相應發生變化。電壓比較電路還包括輸出端電路；輸出端電路包括第三二極體D3、第九電阻R9和第九電容C9，其中，第九電阻R9和第九電容C9並接，第九電阻R9和第九電容C9的一連接端T_KEY與第三二極體D3的陰極連接，第九電阻R9和第九電容C9的另一連接端接地；第三二極體D3的陽極與電壓比較器Ul的一輸出端連接。本實施例中，電壓比較器Ul採用集成運放LM358，其第8引腳接5V直流電源。當然，在一些情況下，電壓比較器Ul也可以採用其他具有類似功能的集成運放。當人體(手指)觸摸金屬外殼時，會引起電流的細微變化，電流的細微變化會引起觸摸電壓的變化，電壓比較器Ul將觸摸電壓和基準電壓做比較放大運算後將運算結果輸出。將本實施例中，觸摸電壓大於基準電壓，電壓比較器Ul輸出高電平；當人體未觸摸金屬外殼時，加在電壓比較器Ul的同相輸入端的觸摸電壓為O,也就是這時的觸摸電壓小於基準電壓，電壓比較器Ul輸出低電平。圖4是本實施例中控制單元的結構示意圖，圖4中，第九電阻R9和第九電容C9的一連接端T_KEY還與控制單元2的一輸入端連接，控制單元2的設定輸出端包括設定個數控制端，設定個數控制端依據控制單元2的一輸入端電平的不同狀態分別輸出不同的控制信號。本實施例中，控制單元2採用基於8051的高效1-T結構的單晶片微處理器一MA86X104，第九電阻R9和第九電容C9的一連接端T_KEY與控制單元的第4引腳連接，控制單元2的設定個數控制端為3個控制端，該3個控制端分別為第一控制端、第二控制端和第三控制端，本實施例中，控制單元2的第7引腳、第6引腳和第5引腳分別為第一控制端、第二控制端和第三控制端。當然，在一些情況下，控制單元也可以採用具有類似功能的晶片。圖5是本實施例中輸出接口單元的結構示意圖，圖5中，輸出接口單元3包括第一輸出電路、第二輸出電路和第三輸出電路；其中，第一輸出電路包括第六電阻R6和第一 MOS管Q1，第六電阻R6 —端與第一 MOS管Ql的柵極連接，第一 MOS管Ql的漏極與LED燈具連接；第二輸出電路包括第七電阻R7和第二 MOS管Ql，第七電阻R7的一端與第二 MOS管Q2的柵極連接，第二 MOS管Q2的漏極與LED燈具連接；第三輸出電路包括第八電阻R8和第三MOS管Q3，第八電阻R8的一端與第三MOS管Q3的柵極連接，第三MOS管Q3的漏極與LED燈具連接；第一 MOS管Ql的源極、第二 MOS管Ql的源極和第三MOS管Q3的源極連接並接地。第六電阻R6的另一端、第七電阻R7的另一端和第八電阻R8的另一端分別與第一控制端、第二控制端和第三控制端連接，也即分別與控制單元2的第7引腳、第6引腳和第5引腳連接。本實施例中，第一 MOS管Ql、第二 MOS管Q2和第三MOS管Q3都為N溝道MOS管。本實施例中，LED燈具為RGB燈具，控制單元2輸出的控制信號為RGB控制信號，這個RGB控制信號為頻率500Hz的PWM信號，用以調節RGB三基色的佔空比，控制單元2的第7引腳、第6引腳和第5引腳分別輸出R、G和B的控制信息。接線時，將第一 MOS管Ql、第二 MOS管Q2和第三MOS管Q3的漏極分別接到LED燈具相應R接線、G接線和B接線上。當然，控制單元2的第7引腳、第6引腳和第5引腳分別輸出哪一種顏色的控制信息，根據具體情況可進行設置。本實施例中，當人體觸摸金屬外殼時，觸摸電壓大於基準電壓，控制單元2第4引腳埠為高電平，當觸摸時間在0.1秒-1秒時，輸出接口單元3中的第一 MOS管Q1、第二MOS管和第三MOS管Q3處在開關狀態，這時LED燈具在亮與滅之間切換，當MOS管處在開的狀態時，RGB佔空比固定不變，LED燈具亮且顏色固定不變，當MOS管處在關的狀態時，RGB佔空比為0，LED燈具滅。當觸摸時間大於I秒時，控制單元2的3個控制端輸出PWM信號調節RGB的佔空比，RGB的佔空比一直在變化，這時LED燈具的顏色處在漸變狀態。當人體離開金屬外殼時，RGB佔空比不再變化，這時LED燈具的顏色不再發生變化，如果人體再觸摸一次金屬外殼，則LED燈具滅。當然，上述I秒根據具體需要可進行調節。總之，在本實施例中，將不鏽鋼外殼接入電路，當人體觸摸不鏽鋼外殼時，人體的生物靜電產生的電壓與基準電壓(電壓值固定)經由電壓比較器Ul比較後，將輸出的高電平或低電平送入控制單元2，控制單元2通過判斷埠電平變化持續時間的長短，做出開關或切換模式的響應。控制單元2通過發送RGB控制信號控制MOS管的開關狀態，調整RGB佔空比，達到調節燈具亮度和顏色的目的。此外，觸摸不鏽鋼外殼一次LED燈具亮，再觸摸一次LED燈具滅；LED燈具亮且觸摸時間超過I秒時，LED燈具顏色在單色靜態和RGB漸變兩種模式間切換。用較小體積和精緻外觀的LED燈具觸摸控制裝置可控制大多數常規低壓RGB的LED產品。以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護範圍。因此，本實用新型專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
權利要求1.一種LED燈具觸摸控制裝置，其特徵在於，包括金屬外殼、比較放大單元、控制單元、輸出接口單元和用於向所述比較放大單元和控制單元供電的電源單元；所述比較放大單元的一輸入端與所述金屬外殼連接、將所述金屬外殼被觸摸時的觸摸電壓與所述比較放大單元另一輸入端的基準電壓進行比較放大；所述控制單元與所述比較放大單元的一輸出端連接、用於接收所述比較放大單元的輸出信號並輸出控制信號；所述輸出接口單元的輸入端與控制單元的設定輸出端連接，用於接收所述控制信號並控制所述LED燈具的狀態。
2.根據權利要求1所述的LED燈具觸摸控制裝置，其特徵在於，所述比較放大單元包括偏置電路和電壓比較電路；所述偏置電路包括串接的第三電阻和第四電阻，所述第三電阻和第四電阻的連接端與所述電壓比較電路的一輸入端連接，所述第三電阻的另一端與所述電源單元的輸出端連接，所述第四電阻的另一端接地。
3.根據權利要求2所述的LED燈具觸摸控制裝置，其特徵在於，所述電壓比較電路包括電壓比較器和輸入端電路；所述第三電阻和第四電阻的連接端與所述電壓比較器的反相輸入端連接、並將分壓後第四電阻兩端的電壓作為基準電壓輸入到所述反相輸入端；所述輸入端電路包括並接的第四電容和第五電阻，所述第四電容和第五電阻的一連接端接地、另一連接端與所述電壓比較器的同相輸入端連接，所述第四電容和第五電阻的另一連接端還與所述金屬外殼連接，當所述金屬外殼被觸摸時，其產生的觸摸電壓輸入到所述同相輸入端。
4.根據權利要求3所述的LED燈具觸摸控制裝置，其特徵在於，所述電壓比較電路還包括輸出端電路；所述輸出端電路包括第三二極體以及並接的第九電阻和第九電容；所述第九電阻和第九電容的一連接端與所述第三二極體的陰極連接、其另一連接端接地；所述第三二極體的陽極與所述電壓比較器的一輸出端連接。
5.根據權利要求4所述的LED燈具觸摸控制裝置，其特徵在於，所述第九電阻和第九電容的一連接端還與所述控制單元的一輸入端連接，所述控制單元的設定輸出端包括設定個數控制端，所述設定個數控制端依據所述控制單元的一輸入端電平的不同狀態分別輸出不同的控制信號。
6.根據權利要求5所述的LED燈具觸摸控制裝置，其特徵在於，所述設定個數控制端為3個控制端，所述3個控制端分別為第一控制端、第二控制端和第三控制端。
7.根據權利要求6所述的LED燈具觸摸控制裝置，其特徵在於，所述輸出接口單元包括第一輸出電路、第二輸出電路和第三輸出電路；所述第一輸出電路包括第六電阻和第一MOS管，所述第六電阻一端與所述第一 MOS管的柵極連接，所述第一 MOS管的漏極與所述LED燈具連接；所述第二輸出電路包括第七電阻和第二 MOS管，所述第七電阻的一端與所述第二 MOS管的柵極連接，所述第二 MOS管的漏極與所述LED燈具連接；所述第三輸出電路包括第八電阻和第三MOS管，所述第八電阻的一端與所述第三MOS管的柵極連接，所述第三MOS管的漏極與所述LED燈具連接；所述第一 MOS管的源極、第二 MOS管的源極和第三MOS管的源極連接並接地。
8.根據權利要求7所述的LED燈具觸摸控制裝置，其特徵在於，所述第六電阻的另一端、第七電阻的另一端和第八電阻的另一端分別與所述第一控制端、第二控制端和第三控制端連接。
9.根據權利要求8所述的LED燈具觸摸控制裝置，其特徵在於，所述電源單元包括穩壓電路和濾波電路；所述穩壓電路包括第一二極體、第一電阻、第二電阻、第一電容和穩壓二極體，所述第一電阻和第二電阻並接且其並接的兩端分別與所述第一二極體的陰極和穩壓二極體的陰極連接，所述第一二極體的陰極還與所述第一電容的一端連接，所述第一電容的另一端和所述穩壓二極體的陽極接地，所述第一二極體的陽極與第一直流電源連接；所述濾波電路包括並接的第二電容和第三電容，所述第二電容和第三電容並接的一端與所述穩壓二極體的陰極連接，其另一連接端接地，所述第二電容和第三電容並接的一端還與第二電源連接。
10.根據權利要求9所述的LED燈具觸摸控制裝置，其特徵在於，所述第一電源為直流12V或24V，所述第二電源 為直流5V，所述穩壓二極體為5.1V穩壓二極體。
專利摘要本實用新型涉及一種LED燈具觸摸控制裝置，包括金屬外殼、比較放大單元、控制單元、輸出接口單元和用於向所述比較放大單元和控制單元供電的電源單元；所述比較放大單元的一輸入端與所述金屬外殼連接、將所述金屬外殼被觸摸時的觸摸電壓與所述比較放大單元另一輸入端的基準電壓進行比較放大；所述控制單元與所述比較放大單元的一輸出端連接、用於接收所述比較放大單元的輸出信號並輸出控制信號；所述輸出接口單元的輸入端與控制單元的設定輸出端連接，用於接收所述控制信號並控制所述LED燈具的狀態。實施本實用新型的LED燈具觸摸控制裝置，具有以下有益效果體積較小、成本較低。
文檔編號H05B37/02GK202979388SQ201220628409
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月23日 優先權日2012年11月23日
發明者伍鐵軍 申請人:深圳市思坎普科技有限公司