Led照明調控器的製造方法
2023-10-27 16:53:27
Led照明調控器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種LED照明調控器。該調控器以無線微控制器和四通道LED驅動器為核心，並配置紅外接收器、場景存儲器、調光電位器以及多種傳感器，可在外部發送的無線、紅外遙控指令控制下，實現多種光強、色溫組合場景的配置、存儲與重現，並且具有環境感知功能，可產生隨環境條件而變化的照明效果。該調控器具有智能性高、通用性好、成本較低的優點，具有較高的推廣應用價值。
【專利說明】LED照明調控器
【技術領域】
[0001]本發明屬於照明控制領域，更具體地說，涉及一種LED照明調控器。
【背景技術】
[0002]與傳統照明方式相比，LED具有光效高、顯色性好、壽命長、無汙染等明顯優勢，因而近幾年來，其在城市路燈、建築景觀、商業及辦公照明領域得到了較快發展。隨著產品整體質量的提升以及價格的不斷下降，LED也開始在家庭照明領域快速普及。
[0003]隨著物質生活水平的提高，越來越多的人開始關注光對人們心理的影響。不同光強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。然而，目前大多數LED燈只是利用驅動器對白光LED進行恆流控制，即便具有調光功能，也只能調節光強，不能調節色溫，而且，大多數LED燈也不具備環境感知功能，不能根據環境狀況自動進行照明光的調節。上述缺陷一定程度上制約了 LED的進一步普及，特別是在家庭照明中的普及。
【發明內容】
[0004]針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種可自由調節光強與色溫並具有場景存儲、環境感知功能的LED照明調控器。
[0005]為實現上述目的，本發明採用以下技術方案:
[0006]一種LED照明調控器，包括無線微控制器、四通道LED驅動器、紅外接收器、場景存儲器、調光電位器、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晶片，其時鐘和數據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驅動器包括4個分別用於驅動紅、綠、藍、白四色LED的恆流控制單元，其4個調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。
[0007]所述無線微控制器為內含CPU、程序存儲器、數據存儲器、並行接口、串行接口、定時/計數器、中斷控制器、A/D轉換器、IEEE 802.15.4射頻收發器的集成電路晶片。
[0008]所述四通道LED驅動器用於紅、綠、藍、白四色LED的恆流控制，並可在無線微控制器4路PWM信號控制下，動態調節紅、綠、藍、白四色LED的功率配比，通過混色，產生相應的光強與色溫組合，即照明場景。光照傳感器、溫度傳感器、聲音傳感器用於環境感知，以實現與環境條件相關聯的特殊照明效果。場景存儲器用於存儲各組照明場景對應的4路PWM佔空比、定時及環境控制參數，調光電位器用於當前色溫下的光強調節。
[0009]無線微控制器利用IEEE 802.15.4射頻收發器或紅外接收器接收外部發送的遙控指令，通過執行指令，實現照明模式的切換以及照明場景的配置、存儲與重現。所述照明模式包括手動模式、靜態場景模式以及動態場景模式，其中，手動模式下允許自由調節光強和色溫，並可隨時將當前光強、色溫組合存為場景；靜態場景模式下通過選擇已存儲的某組場景數據立即產生對應的照明效果，且不隨時間和環境條件而變化；動態場景模式與靜態場景模式的不同在於，場景數據中的定時及環境控制參數將生效，可產生隨時間及環境條件而變化的照明效果。
[0010]本發明的有益效果是，通過無線微控制器、四通道LED驅動器、場景存儲器的配合，實現了多種光強、色溫組合場景的配置與存儲，能夠快速產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，實現了環境感知功能，進一步提高了 LED照明的智能性，對改善人與環境的關係，建設低碳社會具有積極意義。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明提供的LED照明調控器的總體結構示意圖；
[0012]圖2為本發明優選實施例的主控單元硬體原理圖；
[0013]圖3為本發明優選實施例的四通道LED驅動器硬體原理圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細說明。
[0015]參見圖1，本發明提供的LED照明調控器包括無線微控制器、四通道LED驅動器、紅外接收器、場景存儲器、調光電位器、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晶片，其時鐘和數據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驅動器包括4個分別用於驅動紅、綠、藍、白四色LED的恆流控制單元，其4個調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。
[0016]所述無線微控制器為內含CPU、程序存儲器、數據存儲器、並行接口、串行接口、定時/計數器、中斷控制器、A/D轉換器、IEEE 802.15.4射頻收發器的集成電路晶片。
[0017]圖2為本發明優選實施例的主控單元硬體原理圖。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工作電壓由驅動器電源VDD經穩壓晶片U103穩壓後提供。上述連接為無線微控制器內部程序的正常運行提供了基礎條件。
[0018]為充分利用無線微控制器的片內資源，簡化軟體設計，各外部設備根據信號類型的不同分別連接到無線微控制器的相應功能口線。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驅動器的4個調光輸入端；紅外接收器IRX的解調信號輸出端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構成，其模擬電壓輸出端連接到無線微控制器UlOl的ADCl引腳；調光電位器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複雜一些，先由駐極體話筒MIC將聲音轉換為電信號，再由三極體TlOl進行放大，二極體DlOl進行整流，電容Clll進行濾波，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的時鐘引腳SCL、數據引腳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。
[0019]圖3為本發明優選實施例的四通道LED驅動器硬體原理圖。四通道LED驅動器包括4個結構相同的恆流控制單元，用於驅動紅、綠、藍、白四色LED。以紅色LED恆流控制單元為例，其LED驅動晶片U201的電源輸入腳VIN與驅動器電源VDD相連，內部功率MOS管輸出腳SW通過電感L201接紅色LED的負極，紅色LED的正極除了接到U201電流檢測腳IS，還通過電流採樣電阻R201接到U201的VIN腳。肖特基二極體D201的負極接U201的VIN腳，正極接U201的SW腳。此外，紅色LED的兩端並聯濾波電容C201，U201的VIN腳對地接濾波電容C202。
[0020]LED驅動晶片通過負反饋實現LED的恆流控制。當流經LED的電流升高到上限值IH時，電流採樣電阻的端電壓也升到上限值VH，此時，LED驅動晶片內部的電壓比較器控制功率MOS管關斷，使LED電流下降。反之，當流經LED的電流下降到下限值IL時，電流採樣電阻的端電壓也降到下限值VL，此時，LED驅動晶片內部的電壓比較器控制功率MOS管導通，使LED電流升高。因此，正常情況下，電流採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採樣電阻的阻值，即為LED的平均工作電流。
【權利要求】
1.一種LED照明調控器，其特徵在於，包括無線微控制器、四通道LED驅動器、紅外接收器、場景存儲器、調光電位器、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晶片，其時鐘和數據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驅動器包括4個分別用於驅動紅、綠、藍、白四色LED的恆流控制單元，其4個調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.根據權利要求1所述的LED照明調控器，其特徵在於，所述無線微控制器為內含CPU、程序存儲器、數據存儲器、並行接口、串行接口、定時/計數器、中斷控制器、A/D轉換器、IEEE 802.15.4射頻收發器的集成電路晶片。
【文檔編號】H05B37/02GK204104167SQ201420299663
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年6月9日 優先權日:2014年6月9日
【發明者】石建國, 何惠龍 申請人:電子科技大學中山學院