一種燈具功率自校正方法與流程
2023-04-23 13:34:46
本發明涉及led技術領域，尤其涉及一種燈具功率自校正方法。
背景技術：
近幾年led技術的飛速發展，有些光源可以做到150lm/w以上，但是光衰方面依然存在，而且不同的廠家或不同款式的光衰率也不一樣。有些燈具在應用上沒有更好解決光衰問題，反而使光衰越來越嚴重。隨著使用時間延長光衰量增大，燈具亮度越來越暗縮短了壽命，嚴重的影響到人們的使用。參考美國能源之星lm－80標準，6000h光通量維持率≥94.1%，50000h光通量維持率≥70%。那麼維持燈具的亮度就變得至關重要。
現有的通常做法如下：1.可調恆流源；2.時控可調恆流源；3.增加ntc熱敏電阻傳感器；4.增加風扇或高散熱材料；5.降低光源使用功率；以上方法雖然可以降低led的光衰率，延長壽命。但沒有解決光衰引起亮度下降，同樣沒實現亮度維持不度。
選用可調恆流源和時控可調恆流源調節電流，根據led的光衰量進行手動或自動調節彌補亮度使達到一致性，但精度不夠，操作複雜，成本高，效率低。通過燈具內部增加ntc熱敏電阻傳感器、風扇或高散熱材料和降低光源使用功率都是為了控制和降低led的工作溫度減小光衰率，但成本高並最終沒有實現亮度維持不變和延長壽命。對防水燈具內部為密封結構空氣不對流，因此增加風扇是非常不可取的。
技術實現要素：
為了解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種能自動調整功率，維持燈具亮度不變的一種燈具功率自校正方法。
本發明所採取的技術方案是：
一種燈具功率自校正方法，包括以下步驟：
a、初始化系統，並設置參數；
b、計算環境亮度有效平均值sem，並輸出pwm[n]值控制點亮led；
c、分別對led亮度、電壓和電流進行採樣和收集，並計算其有效值，得到採樣led亮度有效值、採樣電壓有效值和電流採樣有效值，進而計算得到功率值；
d、根據led亮度比較，從而進行功率校正。
作為所述的一種燈具功率自校正方法的進一步改進，所述步驟a包括：
延時等待系統工作穩定；
初始化設置預設亮度值slmp、預設輸入電壓值vinp和電流與pwm值對應數據表；
讀取pwm[n]值。
作為所述的一種燈具功率自校正方法的進一步改進，所述步驟b包括：
根據採樣數據，調用濾除採樣壞點算法，得出壞點和幹擾點位置bdd[n]和數量bddnumber；
調用計算n點x次有效平均值算法，對gd（gd=n-bddnumber）個有效環境光傳感器進行數據採樣並計算環境亮度有效平均值sem；
輸出pwm[n]值控制點亮led。
作為所述的一種燈具功率自校正方法的進一步改進，所述步驟c包括：
調用計算n點x次有效平均值算法，對gd個有效環境光傳感器進行數據採樣計算有效平均值並輸出總亮度有效平均值selm，並進而計算led實際亮度slm＝selm-sem，即得到採樣led亮度有效值；
循環採樣n個點x次電壓數據vds[x]，調用計算單點有效平均值算法計算每個點x次的有效平均電壓vds[iv]，並判斷是否滿足vds[iv]=0或vds[iv]＞vinp，若是，則判斷led是短路或開路，並記錄位置bds[iv]、數量bdsn和有效電壓值總和svds，進而計算累加有效電壓值總和svds=svds+vds[iv]，即得到採樣電壓有效值；
循環採樣n個點x次電流數據ids[x]，調用計算單點有效平均值算法計算出每個點x次的有效平均電流數據ids[ii]，即得到電流採樣有效值；
循環去除壞點，再累加計算功率sps=sps+vds[ip]*ids[ip]，得到功率值。
作為所述的一種燈具功率自校正方法的進一步改進，所述步驟d包括：
根據燈具的功率sps和led實際亮度slm，計算每瓦光通量lmw=sps/slm；
計算預設亮度slmp與燈具實際亮度slm的亮度差：dlmtemp=|slm-slmp|；
根據亮度差dlmtemp和每瓦光通量lmw，計算校正功率值spcp=dlmtemp/lmw；
根據校正功率值spcp、有效電壓值總和svds、有效電壓點數量（n-bdsn）和原來電流值，計算得到最新校正每個迴路電流值ids[ii]＝spcp/svds/(n-bdsn)+ids[ii]；
根據到最新校正每個迴路電流值ids[ii]，查詢電流與pwm值對應數據表輸出pwm[n]調節led電流進行自動校正功率，並並返回執行步驟c進行重新採樣檢測校正，直到當slm=slmp，則記錄自動校正功率值增加數據點重新生成功率曲線圖並存儲功率值、曲線圖和pwm[n]值。
作為所述的一種燈具功率自校正方法的進一步改進，所述濾除採樣壞點算法，其具體包括：
輸出pwm[n]值，並點亮led預設亮度svp作為採樣數據參考值；
採樣n點x次的數據ds[x][n]≥0，其中x＞2，n＞2，輸入篩選條件的篩選比例pvb%，然後輸出pwm[n]=0關閉led；
初始化變量清除壞點和幹擾點的位置數據bdd[n]=0和數量bddnumber=0；
循環對n點x次的數據進行求和stemp=stemp+ds[j][i]，並判斷每個點x次的平均值stemp/x與預設亮度的篩選比例svp*pvb%進行比較，若stemp/x＜svp*pvb%，則說明是壞點和幹擾點，記錄該點的位置bdd[n]=1和數量bddnumber=bddnumber+1；反之，則記錄該點的位置bdd[n]=0；直到所有點循環完畢；其中，i和j均為整數，且0≤i＜n，0≤j＜x；
輸出壞點和幹擾點的位置bdd[n]和數量bddnumber。
作為所述的一種燈具功率自校正方法的進一步改進，所述單點有效平均值算法，其具體包括：
輸入採樣x次的數據ds[x]、篩選條件hlv上限值和llv上限值；
初始化變量輸出平均值vsample和臨時求和值stemp，計錄臨時點值dstemp[x]；
循環對採樣x次數據超過下限幅值llv和上限幅值hlv的值進行濾除，取有效值並記錄有效值數量k；
循環對k個有效值進行求和與比較找出最大值dsmax和最小值dsmin，去除最大最小值求平均值vsample=(stemp-dsmax-dsmin)/(k-2)並輸出。
作為所述的一種燈具功率自校正方法的進一步改進，所述n點x次有效平均值算法，其具體包括：
採樣n點x次數據ds[x][n]，其中x＞2，n＞2，輸入預設亮度svp和預設亮度值百分比pvm%；
初始化變量輸出平均值sve，n個有效點數組sdsm[n]，壞點標記數組dd[n]，壞點標記個數ndd，無效次標記數組dt[n]，記錄最大值sdsmmax和最小值sdsmmin；
根據預設的採樣篩選條件，去除掉壞點和無效次的採樣數據；
記錄k次數據並進行求和stemp=stemp+ds[i][j]，將不滿足｜svp-stemp/k｜＜svp*pvm%的數據進行濾除，並計算m個有效值點k次數據的平均值sdsm[m]=stemp/k；
循環對m個點有效平均值進行求和並比較找出最大值和最小值，去除最大值和最小值後計算平均值sve=(stemp-sdsmmax-sdsmmin)/(m-2)並輸出。
本發明的有益效果是：
本發明一種燈具功率自校正方法通過實時對燈具亮度、電壓和電流檢測，並自動調節電流校正功率從而實現亮度維持不變，延長使用壽命。而且本發明檢測除排異常實時採樣數據，採用算法計算有效平均值確保採樣數據的有效性，通過環境光和總亮度的計算比較確保數據的準確性，並結合led工作電壓和電流進行自動校正功率曲線使用亮度維持不變、精度高、使用靈活方便不需要人為操作，能有效延長燈具的使用壽命。
附圖說明
下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明：
圖1是本發明一種燈具功率自校正方法的步驟流程圖；
圖2是本發明一種燈具功率自校正方法步驟a的步驟流程圖；
圖3是本發明一種燈具功率自校正方法步驟b的步驟流程圖；
圖4是本發明一種燈具功率自校正方法步驟d的步驟流程圖。
具體實施方式
一種燈具功率自校正方法，包括以下步驟：
a、初始化系統，並設置參數；
b、計算環境亮度有效平均值sem，並輸出pwm[n]值控制點亮led；
c、分別對led亮度、電壓和電流進行採樣和收集，並計算其有效值，得到採樣led亮度有效值、採樣電壓有效值和電流採樣有效值，進而計算得到功率值；
d、根據led亮度比較，從而進行功率校正。
參考圖2，進一步作為優選的實施方式，所述步驟a包括：
延時等待系統工作穩定；
初始化設置預設亮度值slmp、預設輸入電壓值vinp和電流與pwm值對應數據表；
讀取pwm[n]值。
參考圖3，進一步作為優選的實施方式，所述步驟b包括：
根據採樣數據，調用濾除採樣壞點算法，得出壞點和幹擾點位置bdd[n]和數量bddnumber；
調用計算n點x次有效平均值算法，對gd（gd=n-bddnumber）個有效環境光傳感器進行數據採樣並計算環境亮度有效平均值sem；
輸出pwm[n]值控制點亮led。
進一步作為優選的實施方式，所述步驟c包括：
調用計算n點x次有效平均值算法，對gd個有效環境光傳感器進行數據採樣計算有效平均值並輸出總亮度有效平均值selm，並進而計算led實際亮度slm＝selm-sem，即得到採樣led亮度有效值；
循環採樣n個點x次電壓數據vds[x]，調用計算單點有效平均值算法計算每個點x次的有效平均電壓vds[iv]，並判斷是否滿足vds[iv]=0或vds[iv]＞vinp，若是，則判斷led是短路或開路，並記錄位置bds[iv]、數量bdsn和有效電壓值總和svds，進而計算累加有效電壓值總和svds=svds+vds[iv]，即得到採樣電壓有效值；
循環採樣n個點x次電流數據ids[x]，調用計算單點有效平均值算法計算出每個點x次的有效平均電流數據ids[ii]，即得到電流採樣有效值；
循環去除壞點，再累加計算功率sps=sps+vds[ip]*ids[ip]，得到功率值。
參考圖4，進一步作為優選的實施方式，所述步驟d包括：
根據燈具的功率sps和led實際亮度slm，計算每瓦光通量lmw=sps/slm；
計算預設亮度slmp與燈具實際亮度slm的亮度差：dlmtemp=|slm-slmp|；
根據亮度差dlmtemp和每瓦光通量lmw，計算校正功率值spcp=dlmtemp/lmw；
根據校正功率值spcp、有效電壓值總和svds、有效電壓點數量（n-bdsn）和原來電流值，計算得到最新校正每個迴路電流值ids[ii]＝spcp/svds/(n-bdsn)+ids[ii]；
根據到最新校正每個迴路電流值ids[ii]，查詢電流與pwm值對應數據表輸出pwm[n]調節led電流進行自動校正功率，並並返回執行步驟c進行重新採樣檢測校正，直到當slm=slmp，則記錄自動校正功率值增加數據點重新生成功率曲線圖並存儲功率值、曲線圖和pwm[n]值。
進一步作為優選的實施方式，所述濾除採樣壞點算法，其具體包括：
輸出pwm[n]值，並點亮led預設亮度svp作為採樣數據參考值；
採樣n點x次的數據ds[x][n]≥0，其中x＞2，n＞2，輸入篩選條件的篩選比例pvb%，然後輸出pwm[n]=0關閉led；
初始化變量清除壞點和幹擾點的位置數據bdd[n]=0和數量bddnumber=0；
循環對n點x次的數據進行求和stemp=stemp+ds[j][i]，並判斷每個點x次的平均值stemp/x與預設亮度的篩選比例svp*pvb%進行比較，若stemp/x＜svp*pvb%，則說明是壞點和幹擾點，記錄該點的位置bdd[n]=1和數量bddnumber=bddnumber+1；反之，則記錄該點的位置bdd[n]=0；直到所有點循環完畢；其中，i和j均為整數，且0≤i＜n，0≤j＜x；
輸出壞點和幹擾點的位置bdd[n]和數量bddnumber。
進一步作為優選的實施方式，所述單點有效平均值算法，其具體包括：
輸入採樣x次的數據ds[x]、篩選條件hlv上限值和llv上限值；
初始化變量輸出平均值vsample和臨時求和值stemp，計錄臨時點值dstemp[x]；
循環對採樣x次數據超過下限幅值llv和上限幅值hlv的值進行濾除，取有效值並記錄有效值數量k；
循環對k個有效值進行求和與比較找出最大值dsmax和最小值dsmin，去除最大最小值求平均值vsample=(stemp-dsmax-dsmin)/(k-2)並輸出。
進一步作為優選的實施方式，所述n點x次有效平均值算法，其具體包括：
採樣n點x次數據ds[x][n]，其中x＞2，n＞2，輸入預設亮度svp和預設亮度值百分比pvm%；
初始化變量輸出平均值sve，n個有效點數組sdsm[n]，壞點標記數組dd[n]，壞點標記個數ndd，無效次標記數組dt[n]，記錄最大值sdsmmax和最小值sdsmmin；
根據預設的採樣篩選條件，去除掉壞點和無效次的採樣數據；
記錄k次數據並進行求和stemp=stemp+ds[i][j]，將不滿足｜svp-stemp/k｜＜svp*pvm%的數據進行濾除，並計算m個有效值點k次數據的平均值sdsm[m]=stemp/k；
循環對m個點有效平均值進行求和並比較找出最大值和最小值，去除最大值和最小值後計算平均值sve=(stemp-sdsmmax-sdsmmin)/(m-2)並輸出。
本發明的具體實施例如下：
s01、開始，延時等待系統工作穩定；
s02、初始化系統，寄存器、i2c、adc、變量、預設亮度值slmp,預設輸入電壓值vinp，電流與pwm值對應數據表等參數的初始化定義和賦值；
s03、讀取eeprom保存的上次關機前pwm[n]和功率值，如出錯重新讀取並輸出pwm[n]點亮n路led，並開啟定時器中斷開始累加計算led燈具工作時間，當出錯不一致重新讀取，從而確保數據的準確性；
s04、根據採樣數據，調用濾除採樣壞點算法，得出壞點和幹擾點位置bdd[n]和數量bddnumber；
s05、調用計算n點x次有效平均值算法，對gd（gd=n-bddnumber）個有效環境光傳感器進行數據採樣並計算環境亮度有效平均值sem；
s06、輸出pwm[n]值控制點亮led；
s07、分別對led亮度、電壓和電流進行採樣和收集，並計算其有效值，得到採樣led亮度有效值、採樣電壓有效值和電流採樣有效值，進而計算得到功率值；
調用計算n點x次有效平均值算法，對gd個有效環境光傳感器進行數據採樣計算有效平均值並輸出總亮度有效平均值selm，並進而計算led實際亮度slm＝selm-sem，即得到採樣led亮度有效值；
循環採樣n個點x次電壓數據vds[x]，調用計算單點有效平均值算法計算每個點x次的有效平均電壓vds[iv]，並判斷是否滿足vds[iv]=0或vds[iv]＞vinp，若是，則判斷led是短路或開路，並記錄位置bds[iv]、數量bdsn和有效電壓值總和svds，進而計算累加有效電壓值總和svds=svds+vds[iv]，即得到採樣電壓有效值；
循環採樣n個點x次電流數據ids[x]，調用計算單點有效平均值算法計算出每個點x次的有效平均電流數據ids[ii]，即得到電流採樣有效值；
循環去除壞點，再累加計算功率sps=sps+vds[ip]*ids[ip]，得到功率值；
s08、根據燈具的功率sps和led實際亮度slm，計算每瓦光通量lmw=sps/slm；
s09、計算預設亮度slmp與燈具實際亮度slm的亮度差：dlmtemp=|slm-slmp|；
s10、根據亮度差dlmtemp和每瓦光通量lmw，計算校正功率值spcp=dlmtemp/lmw；
s11、根據校正功率值spcp、有效電壓值總和svds、有效電壓點數量（n-bdsn）和原來電流值，計算得到最新校正每個迴路電流值ids[ii]＝spcp/svds/(n-bdsn)+ids[ii]；
s12、根據到最新校正每個迴路電流值ids[ii]，查詢電流與pwm值對應數據表輸出pwm[n]調節led電流進行自動校正功率，並並返回執行步驟c進行重新採樣檢測校正，直到當slm=slmp，則記錄自動校正功率值增加數據點重新生成功率曲線圖並存儲功率值、曲線圖和pwm[n]值。
從上述內容可知，本發明一種燈具功率自校正方法通過實時對燈具亮度、電壓和電流檢測，並自動調節電流校正功率從而實現亮度維持不變，延長使用壽命。而且本發明檢測除排異常實時採樣數據，採用算法計算有效平均值確保採樣數據的有效性，通過環境光和總亮度的計算比較確保數據的準確性，並結合led工作電壓和電流進行自動校正功率曲線使用亮度維持不變、精度高、使用靈活方便不需要人為操作，能有效延長燈具的使用壽命。
以上是對本發明的較佳實施進行了具體說明，但本發明創造並不限於所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權利要求所限定的範圍內。