一種基於LED燈的環境光感應控制器的製作方法

2023-04-24 18:23:44 2

本發明涉及燈控設備技術領域，具體涉及一種基於led燈的環境光感應控制器。

背景技術：

燈具的光感控制器可以實現燈具白天燈不亮，天黑自動亮的自動化控制，是一種非常實用方便的產品。但是傳統的光感控制器無法識別燈具本身發光和環境可見光，也就是說在受到自身燈光幹擾時無法識別白天還是黑夜，只能把控制器安裝在不被燈具本身的光照射到的地方，這樣安裝燈具就受到很多限制，造成很大的困擾；並且這種辦法也不能做到精準的恆光照明，無法精準地避開自身燈光幹擾，識別環境光照強度而做出光照補償。

led固態照明的普及為對一體化智能燈具的設計提供了平臺，將光感控制器內置在燈具內部結構有著迫切的需求，但是這使得光感控制器不得不面對燈具自身的發光問題，也是在自身燈光幹擾下難以分辨白天還是黑夜環境，為了解決識別燈具自身的光和環境可見光，當前的光感控制器一般利用檢測電路設置為定時檢測環境光的同時快速關閉燈具自身的光源來判斷環境可見光強度，這樣在這個檢測時間點，燈具會短暫閃爍一下，如果定時檢測周期比較短的話，這個閃爍就很明顯，如果定時檢測過長的話當環境可見光已經很強了但是燈具還一直亮直到下一個檢測時間點，這樣會造成不必要的浪費，也沒有根本解決問題。

技術實現要素：

本發明的目的是解決當前光感控制器無法識別自然光和燈具自身光，而對燈具安裝造成的限制問題，降低當前光感控制器造成的資源浪費。

為了實現上述目的，本發明提供了一種基於led燈的環境光感應控制器，用於控制led燈的開關與亮度，包括微控制器、穩壓電路和光照檢測電路，穩壓電路與led燈連接並向微控制器和光照檢測電路輸出工作電壓；

微控制器上設置pwm埠，微控制器還通過pwm埠連接並驅動燈控開關，燈控開關與led燈連接，微控制器通過控制pwm埠的輸出頻率控制led燈的發光頻率；微控制器同時將光照檢測電路檢測到的照度變化值轉化為電信號與預設的電壓值進行比較，根據比較結果再通過pwm埠控制led的開關與亮度。

進一步，光照檢測電路包括串聯的光敏三極體和電阻。

進一步，穩壓電路向微控制器輸出的電壓為3v-5.5v。

進一步，燈控開關為mos管、三極體、集成電路、驅動電源ic、可控矽或繼電器。

在上述技術方案中，本發明解決了目前光感控制器無法抑制自身燈光幹擾的問題，能夠準確識別環境光線強度，沒有閃爍現象且產品體驗好，實現了將光感控制器安裝在燈具的任何部分的目的，降低了對燈具外觀結構的限制，大大促進燈具智能控制的發展，能夠節約社會節約能源和人力，有利於推動行業升級發展。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明中記載的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明基於led燈的環境光感應控制器與led燈框圖連接示意圖；；

圖2為本發明基於led燈的環境光感應控制器與led燈的電路連接示意圖；

圖3為本發明所述的基於led燈的環境光感應控制器中led燈的照度值與光照檢測電路中電路的關係對應圖；

圖4為本發明所述的基於led燈的環境光感應控制器一個實施例中採用的光敏三極體的電路圖；

圖5為本發明所述的基於led燈的環境光感應控制器中燈控開關一個實施例的電路圖。

具體實施方式

為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細介紹。

為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細介紹。

目前的led光控制器無法區分可見光和led本身發光的技術缺陷，本發明提出一種能夠快速檢測環境可見光和燈具發光的裝置，即本發明提供的一種基於led的光反應控制裝置。

如圖1-2所示，本發明所述的基於led燈的環境光感應控制器100，用於控制led燈200的開關與亮度，包括微控制器1、穩壓電路2和光照檢測電路3，穩壓電路2與led燈200連接並向微控制器1和光照檢測電路3提供工作電壓；

微控制器1上設置pwm埠，微控制器還通過pwm埠連接並驅動燈控開關4，微控制器1通過控制pwm埠的輸出頻率控制led燈的發光頻率；微控制器同時將光照檢測電路3檢測到的照度變化值轉換為的電信號與預設的電壓值進行比較，根據比較結果再通過pwm埠控制led燈的開關與亮度。

工作原理：具體實施時如圖1所示，led燈200包括相互連接的led驅動電路201和led模組202。因為環境光線包括各種燈具的發光和自然可見光，它們都有特定的頻率，燈具包括傳統的白熾燈，頻率在50hz或者60hz；節能燈頻率在20-50hz和led直流燈等；而自然可見光的頻率在380-790thz之間。這些可以影響到環境的光頻率都不一樣，而通過檢測一種光的頻率去判斷真實的環境光是很難的，因此本發明通過控制pwm埠輸出的頻率控制led燈的發光頻率，從而實現將led燈中led模組的頻率轉換為與環境可見光不同的頻率。

具體實施時，本發明所述的微控制器(即mcu)可選的設為單片機，通過單片機控制pwm埠輸出的頻率把led燈自身輸出的燈光轉換為有別於其他環境光且肉眼無法辨別的頻率，同時同步檢測光照檢測電路(即對光照有微秒級電流變化響應速度的光敏三極體及與其串聯的電阻組成)中的電流變化信號，單片機將該電流變化信號轉換為數字的電信號後作為比較數據，由於具體實施時還可以通過設定電阻的阻值來調節光感的臨界點或臨界區間，因此與光敏三極體串聯的電阻可設為可變電阻，也可以通過更換不同阻值的電阻實現改變臨界點。光照檢測電路檢測電路變化信號時可以設定為若干秒為一個周期，在一個周期內檢測數十次或上百次，再通過大數據分析來濾出自身燈光與環境光頻率有重複的部分誤差，再做一次判斷來輸出pwm信號來驅動燈控開關。

進一步，光照檢測電路包括串聯的光敏三級管和電阻。具體實施時，光敏三極體可選的採用pt850，對應的路圖如圖4所示。

進一步，穩壓電路向微控制器輸出的電壓為3-5.5v，本實施例中設為了5v。如圖2所示，本實施例中，穩壓電路經過降壓後提供5v電壓供給微控制器(可選的為單片機)、光敏三極體q3及與其串聯的電阻rs工作。經過光敏三極體q3的電流會隨光照強度的變化而變化，如圖3所示。例如，選取30lux為開關燈的臨界值，對應的a檔的亮電流約為50ua，rs取值為20k，所以設定內部基準電壓為v＝i*r＝50ua*20k＝1v。這是因為，首先單片機(即微控制器)的第2腳同步第5腳的輸出頻率將檢測的電流變化信號轉換為的數位訊號與內部基準電壓(1v)，以5秒為一個周期做多次(設為20次)比較判斷後，第5腳再輸出pwm信號驅動燈控開關(本實施例中將燈控開光設為了編號為q2的三極體)來控制led燈的狀態，如果5秒內單片機第2腳檢測電壓變化80％以上超過0.8-1v的話，第5腳就輸出亮燈的pwm信號，否則輸出滅燈的pwm信號。

需要說明的是，穩壓電路向微控制器輸出的電壓為3-5.5v僅是本發明的一個最優的參數值，具體實施時，穩壓電路向微控制器輸出的電壓還可為其他數值，本發明在此不進行限定。

本實施例中將燈控開關設為了mos管，進一步，具體實施時，燈控開關還可選的設為三極體、集成電路、驅動電源ic、可控矽、繼電器等元器件來進行佔空比調節或開關控制。具體實施時，驅動電源ic(如型號為pt4115、mt7816b等)能接收pwm信號，其中，當驅動電源ic為pt4115時，其電路圖如圖5所示。由於是通過pwm信號實現的控制led發光的，因此每個周期都可能會有若干秒的反應時間來增加精確度，在反應時間內的檢測次數越多，精確度就越高。

本實施例中，將基於led燈的環境光感應控制器安裝在了led燈內部，具體實施時，還可選的將其安裝在led等外部，可根據需要進行調節，由於本發明中通過pwm埠控制了led燈的發光頻率，實現了將led燈的發光頻率區別與其他可見光的頻率，因此解決了傳統方式中對安裝位置的限制。

以上只通過說明的方式描述了本發明的某些示範性實施例，毋庸置疑，對於本領域的普通技術人員，在不偏離本發明的精神和範圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，上述附圖和描述在本質上是說明性的，不應理解為對本發明權利要求保護範圍的限制。