CN100527909C - 变色led灯控制系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及LED灯控制系统，尤其涉及一种变色LED灯控制系统及控制方法。该系统包括具有输入端(AC1)及输入端(AC2)的交流电源输入单元、微处理单元MCU和连接于电源输入单元与微处理单元MCU之间的限流稳压电路、连接于电源输入单元与微处理单元MCU之间的采样电路、与微处理单元连接的功能选择单元、连接于电源输入单元与微处理单元MCU之间的双路半波整流驱动电路，双路半波整流驱动电路控制连接于双路半波整流驱动电路二个输出端之间的LED灯的点亮、熄灭及颜色控变换。本发明的另一方案是提供一种通过一路输出控制变色LED灯发出三种颜色光的方法。

Description

变色LED灯控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及LED灯控制系统，尤其涉及一种变色LED灯控制系统及控制方法。
背景技术
日常生活中经常用到装饰灯，尤其是节日，各种不同颜色的LED灯串广泛应用到庆典和建筑物装饰以及圣诞灯饰中。这些能够变化出n种颜色的LED灯串，传统动态控制方式是由一只控制器输出n路，分别直接控制n路各种颜色的LED灯串才能变化出n种颜色。即倘若要实现三种颜色的动态变化，用传统的技术方案就要让控制器输出三路才能实现。这种方式既是增加了材料的用量，又给生产和加工方面带来一定的难度。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种通过一路输出控制变色LED灯发出三种颜色光控制系统及其控制方法。
为达到所述目的，本发明提供了一种通过一路输出控制变色LED灯发出三种颜色光的控制系统。该系统包括具有输入端(AC1)及输入端(AC2)的交流电源输入单元、微处理单元MCU和连接于电源输入单元与微处理单元MCU之间的限流稳压电路，限流稳压电路为微处理单元MCU供电；还进一步包括连接于电源输入单元与微处理单元MCU之间的采样电路，采样电路采集输入交流电的信号周期并传送至微处理单元MCU；还进一步包括与微处理单元连接的功能选择单元，功能选择单元用于输入控制指令，控制LED灯点亮的颜色和点亮时长；还进一步包括连接于电源输入单元与微处理单元MCU之间的双路半波整流驱动电路，双路半波整流驱动电路具有二个输出端，双路半波整流驱动电路从微处理单元MCU获取控制信号，控制连接于双路半波整流驱动电路二个输出端之间的LED灯的点亮、熄灭及颜色控变换。
所述限流稳压电路由电阻(R2)、二极管(D5)和(D3)、稳压二极管(Z1)和电容(C1)组成；电阻(R2)连接于交流电源输入端(AC1)与二极管(D5)的正极端之间；电容(C1)的正极与二极管(D5)的负极端、及稳压二极管(Z1)的负极端连接，电容(C1)的负极通过二极管(D3)与另一交流电源输入端(AC2)连接；稳压二极管(Z1)连接于电容(C1)的二端，稳压二极管(Z1)的正极端连接电容(C1)的负极；电容(C1)的正极连接微处理单元MCU的电源正极输入端(VDD)，电容(C1)的负极连接微处理单元MCU的负极电源输入端(VSS)。
所述的交流信号采样电路由电阻(R3)、电容(C2)和电阻(R1)组成；电容(C2)通过电阻(R3)与交流电输入端(AC1)相连，通过电阻(R1)与交流电源输入端(AC2)相连；电容(C2)与电阻(R3)连接的一端同时连接微处理单元MCU的信号输入端(Y)。
所述功能选择电路由电阻(R5)和开关(S1)连接而成；开关(S1)的一端通过电阻(R5)与微处理单元MCU的正极电源输入端(VDD)连接，另一端与微处理单元MCU的负极电源输入端(VSS)连接；开关(S1)与电阻(R5)连接的一端同时连接微处理单元MCU的手动指令信号输入端(Z)。
所述双路半波整流驱动电路包括一个由四个二极管(D1)、(D2)、(D3)、(D4)和可控硅(Q1)组成，二极管(D1)的负极端与二极管(D2)的正极端连接，二极管(D3)的正极端与二极管(D4)的正极端连接，二极管(D2)的正极端与二极管(D3)的负极端连接，二极管(D1)的正极端与二极管(D4)的负极端连接；双路半波整流驱动电路的二个输出端连接于交流电源输入端(AC1)与二极管(D1)的正极端之间；交流电源输入端(AC2)与二极管(D2)的正极端连接；可控硅(Q1)的阳极端与二极管(D1)的负极端连接，可控硅(Q1)的阴极端与二极管(D4)的正极端连接，可控硅(Q1)的控制端通过电阻(R4)连接微处理器MCU的信号输出端(X脚)；电阻(R1)的一端与交流电源输入端(AC2)连接，另一端与二极管(D4)的正极端连接。
本发明的另一方案是提供一种通过一路输出控制变色LED灯发出三种颜色光的方法。该方法包含以下步骤：
(1)微处理器MCU信号输出端输出低电平；
(2)扫描功能指令；
(3)指令判断，
若指示为灯全熄灭，则转向第(1)步；
若指示发第二种光，则转向第(7)步；
若指示出第一种光与第二种光的混合光，则转向第(10)步；
(4)判断微处理器MCU信号采集端检测到的交流电是否为高电平，若否，则重复第(4)步；
(5)微处理器MCU信号输出端输出高电平；
(6)判断是否出现熄灭第一种光的条件，
若否，则重复第(6)步；
若是，则转向第(3)步；
(7)判断微处理器MCU信号采集端检测到的交流电是否为低电平，若否，则重复第(7)步；
(8)微处理器MCU信号输出端输出高电平；
(9)判断是否出现熄灭第二种光的条件，
若否，则重复第(9)步；
若是，则转向第(3)步；
(10)微处理器MCU信号输出端输出高电平；
(11)判断是否出现熄灭第一种光与第二种光的混合光的条件，
若否，则重复第(11)步；
若是，则转向第(3)步。
根据本发明，由于变色LED灯控制系统，根据采样电路的采集到的交流电的波形周期信号，可以做出四种选择：a、正波(高电平)时点亮变色LED灯，b、负波(低电平)时点亮变色LED灯，c、正波(高电平)与负波(低电平)时均点亮变色LED灯，d、正波(高电平)与负波(低电平)时均不点亮LED灯。交流电具有一定的频率，不点亮的时间很短，人眼睛感觉到的是点亮的色光，所以前述a和b二种情况可以看到二种不同的色光，前述c情况，二种色光交替点亮，看至的是二种色光混合而成的第三种光。
附图说明
图1是本发明变色LED灯控制系统实施的方框图。
图2是本发明变色LED灯控制系统实施例的电路原理图。
图3是本发明变色LED灯控制系统实施例所控制的LED灯的原理图。
图4是本发明变色LED灯控制系统实施例连接LED灯串时的电路原理图。
图5是本发明变色LED灯控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步详述。
最典型的可以用本实施例控制系统和方法控制的变色LED灯如图3所示，包括二只引脚101和102和一个封装壳105，封装壳105内设有二个不同颜色的LED发光芯片，二个LED发光芯片103和104并联并且连接于二只引脚之间，二个LED发光芯片的极性朝向不同。
本实施例涉及的变色LED灯控制系统，参考图1，该系统包括具有输入端(AC1)及输入端(AC2)的交流电源输入单元、微处理单元MCU和连接于电源输入单元与微处理单元MCU之间的限流稳压电路，限流稳压电路为微处理单元MCU供电；还进一步包括连接于电源输入单元与微处理单元MCU之间的采样电路，采样电路采集输入交流电的信号周期并传送至微处理单元MCU；还进一步包括与微处理单元连接的功能选择单元，功能选择单元用于输入控制指令，控制LED灯点亮的颜色和点亮时长；还进一步包括连接于电源输入单元与微处理单元MCU之间的双路半波整流驱动电路，双路半波整流驱动电路具有二个输出端，双路半波整流驱动电路从微处理单元MCU获取控制信号，控制连接于双路半波整流驱动电路二个输出端之间的LED灯的点亮、熄灭及颜色控变换。
参考图2，所述限流稳压电路由电阻(R2)、二极管(D5)和(D3)、稳压二极管(Z1)和电容(C1)组成；电阻(R2)连接于交流电源输入端(AC1)与二极管(D5)的正极端之间；电容(C1)的正极与二极管(D5)的负极端、及稳压二极管(Z1)的负极端连接，电容(C1)的负极通过二极管(D3)与另一交流电源输入端(AC2)连接；稳压二极管(Z1)连接于电容(C1)的二端，稳压二极管(Z1)的正极端连接电容(C1)的负极；电容(C1)的正极连接微处理单元MCU的电源正极输入端(VDD)，电容(C1)的负极连接微处理单元MCU的负极电源输入端(VSS)。
参考图2，所述的交流信号采样电路由电阻(R3)、电容(C2)和电阻(R1)组成；电容(C2)通过电阻(R3)与交流电输入端(AC1)相连，通过电阻(R1)与交流电源输入端(AC2)相连；电容(C2)与电阻(R3)连接的一端同时连接微处理单元MCU的信号输入端(Y)。
参考图2，所述功能选择电路由电阻(R5)和开关(S1)连接而成；开关(S1)的一端通过电阻(R5)与微处理单元MCU的正极电源输入端(VDD)连接，另一端与微处理单元MCU的负极电源输入端(VSS)连接；开关(S1)与电阻(R5)连接的一端同时连接微处理单元MCU的手动指令信号输入端(Z)。
参考图2，所述双路半波整流驱动电路包括一个由四个二极管(D1)、(D2)、(D3)、(D4)和可控硅(Q1)组成，二极管(D1)的负极端与二极管(D2)的正极端连接，二极管(D3)的正极端与二极管(D4)的正极端连接，二极管(D2)的正极端与二极管(D3)的负极端连接，二极管(D1)的正极端与二极管(D4)的负极端连接；双路半波整流驱动电路的二来个输出端连接于交流电源输入端(AC1)与二极管(D1)的正极端之间；交流电源输入端(AC2)与二极管(D2)的正极端连接；可控硅(Q1)的阳极端与二极管(D1)的负极端连接，可控硅(Q1)的阴极端与二极管(D4)的正极端连接，可控硅(Q1)的控制端通过电阻(R4)连接微处理器MCU的信号输出端(X脚)；电阻(R1)的一端与交流电源输入端(AC2)连接，另一端与二极管(D4)的正极端连接。
图4是示出了本发明变色LED灯控制系统连接LED灯串时的电路原理图。变色LED灯控制系统201具有二个电源输入端AC1和AC2，以及二个输出端，若干个变色LED灯202以串联方式串成一串，连接于二个输出端之间。变色LED灯202包括二只引脚和一个封装壳，封装壳内设有二个不同颜色的LED发光芯片，二个LED发光芯片2021和2022并联并且连接于二只引脚之间，二个LED发光芯片的极性朝向不同。
图5示出了本发明变色LED灯控制方法的流程图，该方法包含以下步骤：
(1)微处理器MCU信号输出端输出低电平；
(2)扫描功能指令；
(3)指令判断，
若指示为灯全熄灭，则转向第(1)步；
若指示发第一种光，则转向第(4)步；
若指示发第二种光，则转向第(7)步；
若指示出第一种光与第二种光的混合光，则转向第(10)步；
(4)判断微处理器MCU信号采集端检测到的交流电是否为高电平，若否，则重复第(4)步；
(5)微处理器MCU信号输出端输出高电平；
(6)判断是否出现熄灭第一种光的条件，
若否，则重复第(6)步；
若是，则转向第(3)步；
(7)判断微处理器MCU信号采集端检测到的交流电是否为低电平，若否，则重复第(7)步；
(8)微处理器MCU信号输出端输出高电平；
(9)判断是否出现熄灭第二种光的条件，
若否，则重复第(9)步；
若是，则转向第(3)步；
(10)微处理器MCU信号输出端输出高电平；
(11)判断是否出现熄灭第一种光与第二种光的混合光的条件，
若否，则重复第(11)步；
若是，则转向第(3)步。
前述第(6)、(9)、(11)步所述的熄灭条件，可以是满足延时条件，也可以是扫描到了点亮其它色光的指令，还可以是熄灭指令。
依图5所示流程编制出的程序，驱动图2所示的变色LED灯控制系统，将图3所示的变色LED灯，依图4所示方式与变色LED灯控制系统连接，可以通过按键S1实现变色LED灯点亮、熄灭、及颜色的控制。实现一种通过一路输出控制变色LED灯发出三种颜色光控制。

Claims (6)

1、一种变色LED灯控制系统，包括具有输入端AC1及输入端AC2的交流电源输入单元、微处理单元MCU和连接于交流电源输入单元与微处理单元MCU之间的限流稳压电路，限流稳压电路为微处理单元MCU供电；其特征在于，
还进一步包括连接于交流电源输入单元与微处理单元MCU之间的采样电路，采样电路采集输入交流电的信号周期并传送至微处理单元MCU；
还进一步包括与微处理单元MCU连接的功能选择单元，功能选择单元用于输入控制指令，控制LED灯点亮的颜色和点亮时长；
还进一步包括连接于交流电源输入单元与微处理单元MCU之间的双路半波整流电路驱动电路，双路半波整流电路驱动电路具有二个输出端，双路半波整流电路驱动电路从微处理单元MCU获取控制信号，控制连接于双路半波整流电路驱动电路二个输出端之间的LED灯的点亮、熄灭及颜色变换。
2、根据权利要求1所述的变色LED灯控制系统，其特征在于，所述限流稳压电路由电阻R2、二极管D5和D3、稳压二极管Z1和电容C1组成；电阻R2连接于交流电源输入端AC1与二极管D5的正极端之间；电容C1的正极与二极管D5的负极端、及稳压二极管Z1的负极端连接，电容C1的负极通过二极管D3与另一交流电源输入端AC2连接；稳压二极管Z1连接于电容C1的二端，稳压二极管Z1的正极端连接电容C1的负极；电容C1的正极连接微处理单元MCU的电源正极输入端VDD，电容C1的负极连接微处理单元MCU的负极电源输入端VSS。
3、根据权利要求1所述的变色LED灯控制系统，其特征在于，所述的采样电路由电阻R3、电容C2和电阻R1组成；电容C2通过电阻R3与输入端AC1相连，通过电阻R1与输入端AC2相连；电容C2与电阻R3连接的一端同时连接微处理单元MCU的信号输入端Y。
4、根据权利要求1所述的变色LED灯控制系统，其特征在于，所述功能选择单元由电阻R5和开关S1连接而成；开关S1的一端通过电阻R5与微处理单元MCU的正极电源输入端VDD连接，另一端与微处理单元MCU的负极电源输入端VSS连接；开关S1与电阻R5连接的一端同时连接微处理单元MCU的手动指令信号输入端Z。
5、根据权利要求1所述的变色LED灯控制系统，其特征在于，所述双路半波整流电路驱动电路包括一个由四个二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和可控硅Q1组成的电路，二极管D1的负极端与二极管D2的负极端连接，二极管D3的正极端与二极管D4的正极端连接，二极管D2的正极端与二极管D3的负极端连接，二极管D1的正极端与二极管D4的负极端连接；双路半波整流驱动电路的二个输出端连接于输入端AC1与二极管D1的正极端之间；输入端AC2与二极管D2的正极端连接；可控硅Q1的阳极端与二极管D1的负极端连接，可控硅Q1的阴极端与二极管D4的正极端连接，可控硅Q1的控制端通过电阻R4连接微处理器MCU的信号输出端X脚；电阻R1的一端与输入端AC2连接，另一端与二极管D4的正极端连接。
6、一种变色LED灯控制方法，该方法包含以下步骤：
(1)微处理器MCU信号输出端输出低电平；
(2)扫描功能指令；
(3)指令判断，
若指示为灯全熄灭，则转向第(1)步；
若指示发第二种光，则转向第(7)步；
若指示出第一种光与第二种光的混合光，则转向第(10)步；
(4)判断微处理器MCU信号采集端检测到的交流电是否为高电平，若否，则重复第(4)步；
(5)微处理器MCU信号输出端输出高电平；
(6)判断是否出现熄灭第一种光的条件，
若否，则重复第(6)步；
若是，则转向第(3)步；
(7)判断微处理器MCU信号采集端检测到的交流电是否为低电平，若否，则重复第(7)步；
(8)微处理器MCU信号输出端输出高电平；
(9)判断是否出现熄灭第二种光的条件，
若否，则重复第(9)步；
若是，则转向第(3)步；
(10)微处理器MCU信号输出端输出高电平；
(11)判断是否出现熄灭第一种光与第二种光的混合光的条件，
若否，则重复第(11)步；
若是，则转向第(3)步；
前述第(6)、(9)、(11)步所述的熄灭条件，是满足延时条件、扫描到了点亮其它色光指令、扫描到熄灭指令三种情况中的一种。
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