CN103152899A - 流水灯光实现方法和装置、以及发光设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了流水灯光实现方法和装置、以及发光设备，该方法包括：生成正弦波信号；在每一个控制周期内，根据正弦波信号对多个发光单元的发光进行控制，在一个控制周期结束的情况下，以预定步长对正弦波信号进行循环移位，并通过循环移位后的正弦波信号在下一控制周期内对多个发光单元的发光进行控制；其中，正弦波信号的传输周期内的预定参考位置处设置有与多个发光单元一一对应的多个采样点，并且，在进行控制时，根据多个采样点对应的正弦波信号的信号幅度控制相应发光单元在当前控制周期内的发光时间长度。本发明能够避免采用大量芯片等硬件结构，很容易地调整控制周期的长度以及正弦波的幅度来对发光的样式进行调整，具有很强的可操作性。

Description

流水灯光实现方法和装置、以及发光设备

技术领域

本发明涉及一种流水灯光实现方法和装置、以及发光设备。

背景技术

目前，流水灯一种常用的灯，这种灯能够通过一系列能够发光的发光单元(灯泡或者二极管阵列等)发出类似水流样式的灯光。

制作流水灯的主要难点在于如何实现各个发光单元之间的发光时间差。目前，已经有厂商提出了通过硬件方式来控制多个发光单元进行发光的方案，但是，这些方案需要采用大量的硬件器件，并且需要进行复杂的连接和架构才能够实现流水样式的发光效果，并且需要大量的芯片才能够实现，不仅成本较高，设计以及生产的难度很大，并且会消耗较大的功率；由于这些灯的实现借助于大量的硬件，因此这些灯一旦设定了一种发光样式(例如，发光点运动的速度)，将很难改变和调整，不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数，缺乏可操作性。

针对相关技术中流水灯的控制难度大、设计复杂、可操作性差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中流水灯的控制难度大、设计复杂、可操作性差的问题，本发明提出一种流水灯光实现方法和装置、以及发光设备，能够降低灯光控制的复杂度、节省实现成本、并且有效提高灯光控制的可操作性。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种流水灯光实现方法。

根据本发明的流水灯光实现方法包括：

生成正弦波信号；在每一个控制周期内，根据正弦波信号对多个发光单元的发光进行控制，在一个控制周期结束的情况下，以预定步长对正弦波信号进行循环移位，并通过循环移位后的正弦波信号在下一控制周期内对多个发光单元的发光进行控制；其中，正弦波信号的传输周期内的预定参考位置处设置有与多个发光单元一一对应的多个采样点，并且，在进行控制时，根据多个采样点对应的正弦波信号的信号幅度控制相应发光单元在当前控制周期内的发光时间长度。

其中，多个发光单元以相等的间隔依次设置，并且多个采样点以相等的间隔分布。

此外，对于每个发光单元，在控制该发光单元发光时，在当前控制周期开始时启动预先设置的与该发光单元对应的定时器，在该定时器的计时值大于该发光单元的采样点所对应的当前正弦波信号的信号幅度表示的时间值时，控制该发光单元停止发光。

另外，对于每个发光单元，在该发光单元的发光状态变化时，该发光单元的亮度以正弦方式变化。

根据本发明的另一方面，还提供了一种流水灯光实现装置。

根据本发明实施例的流水灯光实现装置包括：生成模块，用于生成正弦波信号；控制模块，用于在每一个控制周期内，根据正弦波信号对多个发光单元的发光进行控制，在一个控制周期结束的情况下，以预定步长对正弦波信号进行循环移位，并通过循环移位后的正弦波信号在下一控制周期内对多个发光单元的发光进行控制；其中，正弦波信号的传输周期内的预定参考位置处设置有与多个发光单元一一对应的多个采样点，并且，在进行控制时，控制模块用于根据多个采样点对应的正弦波信号的信号幅度控制相应发光单元在当前控制周期内的发光时间长度。

其中，多个发光单元以相等的间隔依次设置，并且，多个采样点以相等的间隔分布。

此外，该装置可进一步包括与每个发光单元一一对应的定时器，在控制一个发光单元发光时，该发光单元对应的定时器在当前控制周期开始时启动；并且，控制模块用于在该定时器的计时值大于该发光单元的采样点所对应的当前正弦波信号的信号幅度表示的时间值时，控制该发光单元停止发光。

另外，对于每个发光单元，在该发光单元的发光状态变化时，控制模块控制该发光单元的亮度以正弦方式变化。

根据本发明的再一方面，还提供了一种发光设备。

根据本发明的发光设备包括：多个发光单元；生成模块，用于生成正弦波信号；控制模块，用于在每一个控制周期内，根据正弦波信号对多个发光单元的发光进行控制，在一个控制周期结束的情况下，以预定步长对正弦波信号进行循环移位，并通过循环移位后的正弦波信号在下一控制周期内对多个发光单元的发光进行控制；其中，正弦波信号的传输周期内的预定参考位置处设置有与多个发光单元一一对应的多个采样点，并且，在进行控制时，控制模块用于根据多个采样点对应的正弦波信号的信号幅度控制相应发光单元在当前控制周期内的发光时间长度。

本发明通过对正弦波信号进行模拟，根据各采样的振幅大小控制相应各个发光单元的发光时间，并且通过对正弦波进行周期移位及移位方向的控制，从而在不同时间内对每个发光单元实现了亮度变化，在整体上实现了流水灯光的效果，其过程仅需要对正弦波进行操作识别并进一步进行发光控制即可，能够避免采用大量的芯片等硬件结构，并且能够很容易地调整控制周期的长度以及正弦波的幅度来对发光的样式进行调整，具有很强的可操作性。

附图说明

图1是根据本发明实施例的流水灯光实现方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的流水灯光实现方法对多级发光单元实现的发光占空比的示意图；

图3是根据本发明实施例的流水灯光实现方案中每个发光单元的亮度变化的示意图；

图4是根据本发明实施例的流水灯光实现方案中各个发光单元的发光时间和亮度对比的示意图；

图5是根据本发明实施例的流水灯光实现方法的具体实现过程的流程图；

图6是根据本发明实施例的流水灯光实现装置的框图。

具体实施方式

根据本发明的实施例，提供了一种流水灯光实现方法。

如图1所示，根据本发明实施例的流水灯光实现方法包括：

步骤S101，生成正弦波信号；

步骤S103，在每一个控制周期内，根据正弦波信号对多个发光单元的发光进行控制，在一个控制周期结束的情况下，以预定步长对正弦波信号进行循环移位，并通过循环移位后的正弦波信号在下一控制周期内对多个发光单元的发光进行控制；

其中，正弦波信号的传输周期内的预定参考位置处设置有与多个发光单元一一对应的多个采样点，并且，在进行控制时，根据多个采样点对应的正弦波信号的信号幅度控制相应发光单元在当前控制周期内的发光时间长度。

对于每个发光单元，在控制该发光单元发光时，在当前控制周期开始时启动预先设置的与该发光单元对应的定时器，在该定时器的计时值大于该发光单元的采样点所对应的当前正弦波信号的信号幅度表示的时间值时，控制该发光单元停止发光。

也就是说，正弦波信号所在参照系的横坐标上分布了多个采样点，正纵坐标表示正弦波的幅度，因此，在一个控制周期(可以是正弦波的幅度最大值)内，每个采样点对应的发光时间长度是不同的，有的采样点对应的发光单元甚至会始终不发光。当一个控制周期开始时，需要发光的发光单元会开始发光，采样点对应的定时器都开始计时(始终不发光的点对应的定时器可以不进行计时)，假设一个发光单元的发光时间长度到达了其采样点对应的正弦波信号的幅度所表达的时间长度时，则会控制该发光单元停止发光。当一个控制周期结束后，该正弦波信号会以预定步长向预定方向进行循环移位(相对于多个采样点进行移位，采样点的位置不变)，这样，很多(甚至全部)采样点所对应的正弦波信号的幅度会发生变化，在当前控制周期内，会根据当前移位后的正弦波进行发光，控制方法同上。如此往复，由于正弦波每次都会移动一定步长的距离，因此，很多正在发光的采样点对应的发光单元的发光时间长度也会出现一定的变化，这样，整体观察多个发光单元所排成的阵列，就会出现流水样式的效果。

每个单独发光单元(例如，LED)亮度以正弦曲线趋势变化，而整个灯串整体亮度同样呈现正弦曲线变化趋势，整个灯串以这种方式进行流动，图2示出了在LED亮度控制周期为8ms的情况下，从第一级发光单元到第N级发光单元的占空比(发光时间)变化情况的一个具体的实例，此外，可以分为20个等级(20个采样点)，其占空比分别为0％～100％～0％成正弦波幅度均匀分布，最小的Tw(采样点之间的最小宽度)＝0.4ms，整个LED灯串的移动速度可以设置为为每秒4个LED(即，每秒移动4个采样点的距离)。

另外，可选地，发光单元可以以相等的间隔依次设置，多个发光单元可以排列为直线，也可以排列为圆形、曲线、矩形、三角形等各种形状。多个采样点可以以相等的间隔分布。

对于每个发光单元，在该发光单元的发光状态变化时，该发光单元的亮度以正弦方式变化，也就是说，每个发光单元不论是从发光到停止发光，还是从不发光到发光，其亮度的变化都可以是渐变，从而进一步提高流水发光的效果。

上述的发光单元可以是发光二极管(LED)，以二极管为例，每个LED的亮度变化如图3所示，另外，相邻的两个LED相差的相位可以是18度(也可以是其他值)，灯光推移的速度(曲线移动的速度)为1个LED/4秒(移动的速度同样可以设置为其他值)，整体上看来为正弦流水状态。

应当理解，对于其他类型的发光单元同样可以采用上述或其他的参数设置，本文不再一一列举。

图4示出了每个发光单元的亮度变化，可以看出，从第一盏灯(第一个发光单元)到第n盏灯(第n个发光单元)，亮度变化曲线的相位存在一定的差异，使得多个发光单元阵列的最亮点不断移动，即，实现了流水灯光的效果。

上述正弦流水灯可以通过单片机来进行控制，使硬件驱动更加简单，通过编程等各种方式来替代传统的硬件，并且能够呈现出更加美观可控的正弦流水波动效果。

图5是实现上述方案的具体过程的一个实例，如图5所示，具体包括以下步骤：

首先，进行初始化，具体地，可以对计数器进行初始化，生成相应的LED正弦计数值，也就是说，对于每个发光单元对应的发光时间(正弦计数值)进行设置；

之后，启动多个发光单元对应的定时器，包括定时器0(PWM周期)、定时器1(PWM最小计数时间)LED位置，更新LED正弦计数值(即，发光单元正在发光)；

判断正在发光的LED的计数值(当前发光时间)是否大于相应的LED正弦计数值(该LED的采样点对应的信号幅度)，如果判断为否，则继续等待，如果判断为是，则需要将该LED置为低(停止发光)。

根据本发明的实施例，还提供了一种流水灯光实现装置。

如图6所示，根据本发明实施例的流水灯光实现装置包括：

生成模块61，用于生成正弦波信号；

控制模块62，用于在每一个控制周期内，根据正弦波信号对发光设备的多个发光单元的发光进行控制，在一个控制周期结束的情况下，以预定步长对正弦波信号进行循环移位，并通过循环移位后的正弦波信号在下一控制周期内对多个发光单元的发光进行控制；

其中，正弦波信号的传输周期内的预定参考位置处设置有与多个发光单元一一对应的多个采样点，并且，在进行控制时，控制模块62用于根据多个采样点对应的正弦波信号的信号幅度控制相应发光单元在当前控制周期内的发光时间长度。

发光单元彼此之间的间隔可以相等，另外，多个采样点彼此间的间隔也可以是相等的。

上述装置可以进一步包括与每个发光单元一一对应的定时器(未示出)，在控制一个发光单元发光时，该发光单元对应的定时器在当前控制周期开始时启动；并且，控制模块用于在该定时器的计时值大于该发光单元的采样点所对应的当前正弦波信号的信号幅度表示的时间值时，控制该发光单元停止发光。

对于时间的计算以及发光的控制还可以采用其他的方式并借助其他模块的功能或功能的组合实现，本文不再一一列举。

对于每个发光单元，在该发光单元的发光状态变化时，控制模块控制该发光单元的亮度以正弦方式变化。

综上所述，本发明的方案仅需要借助很少量的芯片就能够完成计算、判别等功能，相比于传统的硬件脉冲宽度调制(PWM)控制模块方式，能够通过更加简单的硬件驱动，加以相关的计数器及定时器实现亮度成正弦曲线规律变化趋势。通过定时器数值的调整及正弦曲线表来实现LED灯串每个单独LED亮度以正弦曲线趋势变化，而整个灯串整体亮度同样呈现正弦曲线变化趋势，同时整个灯串以这种方式进行流动，因此，能够通过改变相应幅度、步长值等来实现不同效果的正弦波流水灯效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种流水灯光实现方法，其特征在于，包括：

生成正弦波信号；

在每一个控制周期内，根据所述正弦波信号对多个发光单元的发光进行控制，在一个控制周期结束的情况下，以预定步长对所述正弦波信号进行循环移位，并通过循环移位后的所述正弦波信号在下一控制周期内对多个发光单元的发光进行控制；

其中，所述正弦波信号的传输周期内的预定参考位置处设置有与所述多个发光单元一一对应的多个采样点，并且，在进行控制时，根据所述多个采样点对应的所述正弦波信号的信号幅度控制相应发光单元在当前控制周期内的发光时间长度。

2.根据权利要求1所述的流水灯光实现方法，其特征在于，所述多个发光单元以相等的间隔依次设置，并且所述多个采样点以相等的间隔分布。

3.根据权利要求1所述的流水灯光实现方法，其特征在于，对于每个发光单元，在控制该发光单元发光时，在当前控制周期开始时启动预先设置的与该发光单元对应的定时器，在该定时器的计时值大于该发光单元的采样点所对应的当前正弦波信号的信号幅度表示的时间值时，控制该发光单元停止发光。

4.根据权利要求1所述的流水灯光实现方法，其特征在于，对于每个发光单元，在该发光单元的发光状态变化时，该发光单元的亮度以正弦方式变化。

5.一种流水灯光实现装置，其特征在于，包括：

生成模块，用于生成正弦波信号；

控制模块，用于在每一个控制周期内，根据所述正弦波信号对多个发光单元的发光进行控制，在一个控制周期结束的情况下，以预定步长对所述正弦波信号进行循环移位，并通过循环移位后的所述正弦波信号在下一控制周期内对多个发光单元的发光进行控制；

其中，所述正弦波信号的传输周期内的预定参考位置处设置有与所述多个发光单元一一对应的多个采样点，并且，在进行控制时，所述控制模块用于根据所述多个采样点对应的所述正弦波信号的信号幅度控制相应发光单元在当前控制周期内的发光时间长度。

6.根据权利要求5所述的流水灯光实现装置，其特征在于，所述多个发光单元以相等的间隔依次设置，并且，所述多个采样点以相等的间隔分布。

7.根据权利要求5所述的流水灯光实现装置，其特征在于，进一步包括与每个发光单元一一对应的定时器，在控制一个发光单元发光时，该发光单元对应的定时器在当前控制周期开始时启动；并且，所述控制模块用于在该定时器的计时值大于该发光单元的采样点所对应的当前正弦波信号的信号幅度表示的时间值时，控制该发光单元停止发光。

8.根据权利要求5所述的流水灯光实现装置，其特征在于，对于每个发光单元，在该发光单元的发光状态变化时，所述控制模块控制该发光单元的亮度以正弦方式变化。

9.一种发光设备，其特征在于，包括：

多个发光单元；

生成模块，用于生成正弦波信号；

控制模块，用于在每一个控制周期内，根据所述正弦波信号对所述多个发光单元的发光进行控制，在一个控制周期结束的情况下，以预定步长对所述正弦波信号进行循环移位，并通过循环移位后的所述正弦波信号在下一控制周期内对多个发光单元的发光进行控制；

其中，所述正弦波信号的传输周期内的预定参考位置处设置有与所述多个发光单元一一对应的多个采样点，并且，在进行控制时，所述控制模块用于根据所述多个采样点对应的所述正弦波信号的信号幅度控制相应发光单元在当前控制周期内的发光时间长度。

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