CN101039114A - 一种感应亮度变化的控制电路与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种感应亮度变化的控制电路，至少包括：一主动发光体和一亮度感应装置，都连接一运算处理部件并接受该运算处理部件的控制；所述运算处理部件用于控制所述主动发光体依预定规律变化发光，并监测所述亮度感应装置感应到的该具有预定规律的亮度变化，以产生对应控制信号；所述运算处理部件还连接控制一执行元器件，用于根据所述控制信号执行对被控设备的操控动作。本发明控制电路与方法由于采用了一可按预定规律进行亮度变化的主动发光体部件，如同对探测信号进行了预定的调制，结合亮度感应装置和运算处理部件的运算判断，在各种光线的环境中，实现了准确、可靠、方便的感应控制过程。

Description

一种感应亮度变化的控制电路与方法

技术领域

本发明涉及一种感应控制电路及方法，尤其涉及的是一种感应亮度变化的控制电路与方法，用于检测物体接近或接触时亮度变化并进行控制。

背景技术

现有技术的控制开关电路中，常见的感应式开关控制装置，主要有磁感应式、电容感应式、红外反射式及微波感应式等等。以上各种控制电路装置都有一定的缺陷，如电磁感应式受磁性材料、金属材料的干扰较大；电容感应式则容易受空气湿度、导电材料的影响；红外发射式，则容易受其它红外射线的干扰；微波感应式，则容易受临近频率的微波的干扰。

以上各式感应式控制电路装置，如果作为人体接近或接触的控制装置使用时，由于受到干扰就会使控制电路产生误操控；而且在无光线的时候，不能很方便的识别它们的位置，需要外加一个发光体如发光LED来指示位置，使用不方便。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种感应亮度变化的控制电路与方法，通过设置能按一定规律变化发光的主动发光体，以及对应的亮度感应装置和运算处理部件，可以排除各种条件的干扰，在各种光线环境的复杂条件中都可以实现方便、可靠的检测，排除干扰，提高感应控制的准确性。

为了达成上述目的，本发明的技术方案包括：

一种感应亮度变化的控制电路，其中，至少包括：一主动发光体和一亮度感应装置，都连接一运算处理部件并接受该运算处理部件的控制；所述运算处理部件用于控制所述主动发光体依预定规律变化发光，并监测所述亮度感应装置感应到的该具有预定规律的亮度变化，以产生对应控制信号；

所述运算处理部件还连接控制一执行元器件，用于根据所述控制信号执行对被控设备的操控动作。

所述的控制电路，其中，所述运算处理部件还包括一模数转换模块，用于对所述亮度感应装置感应到的模拟信号进行转换。

所述的控制电路，其中，所述亮度感应装置为一光敏二极管、光敏电阻或一光敏三极管。

所述的控制电路，其中，所述亮度感应装置靠近所述主动发光体设置。

所述的控制电路，其中，所述执行元器件设置为MOS晶体管、可控硅、三极管、继电器、接触器或电磁阀。

一种感应亮度变化的控制方法，其包括以下步骤：

A、由一运算处理部件向一主动发光体按预定规律发送控制波形，控制所述主动发光体的发光模式；

B、设置一亮度感应装置在预定位置感应所述主动发光体的发光亮度变化，并将感应信号发送给所述运算处理部件进行比较判断；

C、所述运算处理部件在确定所述亮度感应装置发生具有预定规律的光亮度有变化时，产生预定控制信号；

D、所述控制信号发送给一执行元器件后，用于控制被控设备执行一定的操控动作。

所述的控制方法，其中，所述步骤A中还包括：

所述运算处理部件通过方形波控制所述主动发光体以预定规律闪烁。

所述的控制方法，其中，所述步骤A还包括：

所述闪烁频率设置为肉眼所不能觉察的频率。

所述的控制方法，其中，所述步骤D还包括：

所述运算处理部件控制发出恒定的高或低电平用于控制所述执行元器件，以实现对被控制设备的电源通断控制。

所述的控制方法，其中，所述步骤D还包括：

所述运算处理部件控制发出脉宽调制信号(PWM信号)，用于控制所述执行元器件，以实现对被控制设备的等级调节。

本发明所提供的一种感应亮度变化的控制电路与方法，由于采用了一可按预定规律进行亮度变化的主动发光体部件，如同对探测信号进行了预定的调制，结合亮度感应装置和运算处理部件的运算判断，在各种光线的环境中，实现了准确、可靠、方便的感应控制过程。

附图说明

下面将结合一较佳实施例和附图对本发明作详细说明如下，其中附图包括：

图1是本发明感应亮度变化的控制电路与方法的电路原理图；

图2是本发明感应亮度变化的控制电路与方法中的运算处理部件输出给主动发光体的驱动波形图；

图3是本发明感应亮度变化的控制电路与方法的一较佳实施例中运算处理部件输出的控制信号示意图；

图4是本发明感应亮度变化的控制电路与方法的另一较佳实施例中运算处理部件输出的控制信号示意图。

具体实施方式

以下将对本发明的各较佳实施例进行更为详细的说明。

本发明感应亮度变化的控制电路中，如图1所示的，包括：一主动发光体部件110，一亮度感应装置120，一运算处理部件130，一执行元器件140。其中，所述运算处理部件130用于连接控制整个电路，会向所述主动发光体110以预定规律变化发送控制脉冲，如图2所示的，同时设置所述亮度感应装置120在所述主动发光体的底部或者附近位置，以便有较强的感应信号。

所述亮度感应装置120可以感知其安装位置的亮度变化，由所述运算处理部件130进行运算判断，滤除没有依预定规律变化的亮度变化，例如当用手电照射时，手电的发光是恒定的，因此，对所述亮度感应装置120所感应到的具有预定规律变化的光亮度变化进行监测，就可以摒弃其他光线的干扰。

当本发明的运算处理部件130监测到所述亮度感应装置位置120上的具有规律变化的亮度发生了变化时，如图1所示，当有人体或物体接近或接触了本发明的控制装置，如设定的触摸开关，或，设定的感知领域，这根据本发明的预先调整可以设置不同的感应范围。当有人体或物体接近或接触本发明的感应范围时，导致主动发光体的光反射，引起所述亮度感应装置上的具有依预定规律变化的亮度值的改变。

本发明主动发光体110在装置工作过程中，将一直工作在所述运算处理部件的驱动脉冲信号控制下，其预定的规律变化由所述运算处理部件控制。

本发明的主动发光体既是在物体靠近感应区域后产生光反射引起其周围亮度变化的光源，又能起到无光线时装置的位置指示作用，使本发明装置在作为人体接近(或接触)控制装置时，安装使用非常方便。

本发明的亮度感应装置120一直感应所述主动发光体周围的亮度变化，将光亮度特性转变为电信号后输入给运算处理部件，运算处理部件130中设置有一A/D数模转换模块131可对这种变化的模拟信号，进行A/D(模/数)转换，转换为数字量，用于运算判断。

另外，所述运算处理部件内还设有一个亮度预置数值，本发明运算处理部件会根据主动发光体周遭环境光亮度的变化而改变亮度预置数值，目的是过滤掉因发光体周遭环境光线的整体亮度变化而引起的变化信号，例如白天与黑夜的不同，因为是稳定的亮度变化，不会影响本发明的所述主动发光体发出的依预定规律变化的光亮度变化。

所述运算处理部件只对因人手或其它物体靠近或接触发光体时，由于光反射，会引起的主动发光体周围的亮度变化，这种亮度变化是反射了具有预定规律变化的光信号，因此运算处理部件会对所述亮度感应装置感应到的这种亮度电信号作出响应，让这种变化信号值与亮度预置数值相比较，如果变化信号值超出预置数值，所述运算处理部件就会输出一个控制信号给执行元器件，执行元器件根据控制信号对被控设备执行各种控制动作，这些被控设备可以是与本发明装置相连的电路或系统，例如照明装置或其它设备。本发明装置可以对连接的照明装置或其它设备进行电源通断控制，或渐变调节控制如调光、调速等等。

本发明的感应亮度变化的控制电路与方法中，由于物体(包括人体)靠近主动发光体时，由于物体的光发射会引起主动发光体周围的光亮度变化，而这种光亮度变化与主动发光体发出的光是依照同样预定规律变化的，例如闪烁，亮暗变化等，对于其它环境光引起的亮度变化由于基本稳定，本发明电路可以过滤排除掉，从而不受其干扰。对于其它变化的物理特征，如温度，湿度，电磁波，磁场等等，完全不会响应，所以本发明电路及方法使用非常可靠、准确。

本发明感应亮度变化的控制电路与方法中，对所述主动发光体的驱动信号是由所述运算处理部件输出的按一定规律变化的脉冲信号，该脉冲信号控制所述主动发光体的闪烁频率高于人眼所能觉察的频率，这样当人眼看主动发光体时就不会觉得闪烁难受。

在很靠近所述主动发光体安装的亮度感应装置却可以感应到主动发光体按一定频率闪烁的光，并将这种闪烁的光转变为脉冲电信号，输入给所述运算处理部件。当人手或其它物体靠近主动发光体时，由于光反射的原因，所述主动发光体周围这种闪烁变化的光的亮度会加强，即亮度会更亮，则亮度感应装置转变输出的脉冲电信号的幅值会增大，所述运算处理部件对这种变化的信号进行运算处理后，与其内置数值进行比较，当超出内置数值时，运算处理部件会输出一个控制信号给执行元器件，执行元器件再根据控制信号对与装置连接的设备执行响应的控制动作，例如电源通断控制，调光，调速控制等。反之运算处理部件就不会输出控制信号，执行元器件不执行任何操作。

在本发明的感应亮度变化的控制电路与方法中，在一实施例中，主动发光体可以是发光二极管(LED)、白炽灯或日光灯等等各种发光物体；所述亮度感应装置可以是各种光敏器件，如光敏二极管、光敏电阻、光敏三极管等等。所述运算处理部件可以是带A/D(模/数)转换的微处理器(MCU)、DSP、PC机等各种运算处理部件或系统。所述执行元器件可以是MOS晶体管、可控硅、三极管、继电器、接触器或电磁阀等等控制作用器件与部件。

如图1所示，在本发明的该实施例中，用LED(发光二极管)作为主动发光体，用光敏二极管作为亮度感应装置，用带A/D(数/模)转换的MCU作为运算处理部件，用功率MOSFET作为执行元器件。

本发明电路在工作时，作为主动发光体的LED在微处理器(MCU)输出的驱动信号的控制下一直工作，驱动信号可以采用如图2所示的，是一个按预定规律变化的脉冲信号。在该主动发光体底部或很靠近主动发光体周围安装有亮度感应装置即光敏二极管，一直感应所述主动发光体周围的亮度信号，并将亮度信号转变为电信号输入给运算处理部件即微处理器(MCU)；运算处理部件即微处理器(MCU)一直对输入的电信号进行A/D(数/模)转换，并一直将转换后的数值与内置的亮度预设数值进行比较。

该微处理器(MCU)内置的亮度预设数值一定要恰当合理，要保证在没有物体靠近时，亮度感应装置感应到的亮度信号数值不会超出微处理器(MCU)内置的亮度预设数值，微处理器(MCU)不会输出控制信号给执行元器件。而当物体靠近发光体，出现光线反射，引起反光体周围亮度变化时，亮度感应装置感应到的亮度信号数值会超出微处理器(MCU)内置的亮度预设数值，微处理器(MCU)会输出控制信号给执行元器件。

在本发明具体实施例中所述微处理器(MCU)输出的控制信号可以是一个恒定高电平或低电平信号，如图3所示，这样就可以控制功率MOSFET的通断，也即控制了LED灯组的电源通断，实现了对LED灯组的通断开关控制。微处理器(MCU)也可以输出一个脉宽调制信号(即PWM信号)给功率MOSFET，如图4所示，这样就可以实现对LED灯组的亮度进行调节，实现调光的控制。

需要说明的是，上述针对具体实施例的说明中，本发明被控设备采用的是LED灯组，但并不限于LED灯组，还可以有其它设备，如电机、空调机等等，都可以由本发明控制电路和方法实现感应控制。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉此技术者，在本发明精神和范围内，当可作等同之更动与润饰，都应当落入本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1、一种感应亮度变化的控制电路，其特征在于，至少包括：一主动发光体和一亮度感应装置，都连接一运算处理部件并接受该运算处理部件的控制；所述运算处理部件用于控制所述主动发光体依预定规律变化发光，并监测所述亮度感应装置感应到的该具有预定规律的亮度变化，以产生对应控制信号；

所述运算处理部件还连接控制一执行元器件，用于根据所述控制信号执行对被控设备的操控动作。

2、根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述运算处理部件还包括一模数转换模块，用于对所述亮度感应装置感应到的模拟信号进行转换。

3、根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述亮度感应装置为一光敏二极管、一光敏电阻或一光敏三极管。

4、根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述亮度感应装置靠近所述主动发光体设置。

5、根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述执行元器件设置为MOS晶体管、可控硅、三极管、继电器、接触器或电磁阀。

6、一种感应亮度变化的控制方法，其包括以下步骤：

A、由一运算处理部件向一主动发光体按预定规律发送控制波形，控制所述主动发光体的发光模式；

B、设置一亮度感应装置在预定位置感应所述主动发光体的发光亮度变化，并将感应信号发送给所述运算处理部件进行比较判断；

C、所述运算处理部件在确定所述亮度感应装置发生具有预定规律的光亮度有变化时，产生预定控制信号；

D、所述控制信号发送给一执行元器件后，用于控制被控设备执行一定的操控动作。

7、根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述步骤A中还包括：所述运算处理部件通过方形波控制所述主动发光体以预定规律闪烁。

8、根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述步骤A还包括：所述闪烁频率设置为肉眼所不能觉察的频率。

9、根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述步骤D还包括：所述运算处理部件控制发出恒定的高或低电平用于控制所述执行元器件，以实现对被控制设备的电源通断控制。

10、根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述步骤D还包括：所述运算处理部件控制发出脉宽调制信号(PWM信号)，用于控制所述执行元器件，以实现对被控制设备的等级调节。

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