CN103298213A

CN103298213A - 一种实现手自动一体调节led灯的方法及装置

Info

Publication number: CN103298213A
Application number: CN2013102112327A
Authority: CN
Inventors: 罗笑南; 黄晓园; 孟思明; 薛凯军
Original assignee: Institute of Dongguan of Sun Yat Sen University
Current assignee: Institute of Dongguan of Sun Yat Sen University
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2013-09-11

Abstract

本发明公开了一种实现手自动一体调节LED灯的方法及装置，其中方法包括如下步骤：判断LED灯的开关装置是否开启，如果开启则进入到手自动调节的识别模式；若识别出LED灯调节模式处于手动调节模式下，则判断手动调节模式下的档位，基于档位调节通过LED灯的电流大小；若识别出LED灯调节模式处于自动调节模式下，则基于光敏电阻器感知周边光强度信息，根据光强度信息通过调节电位器调制PWM的占空比调节通过LED灯的电流大小。通过实施本发明，发明提供多样的客户选择，分为自动和手动控制模式。

Description

一种实现手自动一体调节LED灯的方法及装置

技术领域

本发明涉及灯光自动调节技术领域，具体涉及一种实现手自动一体调节LED灯的方法及装置。

背景技术

LED照明又称固态照明，作为继白炽灯、荧光灯后的第三代照明技术，具有节能、环保、安全可靠的特点，固态光源是被业界看好的未来十年替换传统照明器具极具潜力的新型光源，代表照明技术的未来。发展新固态照明，不仅是照明领域的革命，而且符合当前政府提出的“建设资源节约型和环境友好型社会”的要求。.发展LED照明符合国家产业发展战略，政府十分重视半导体照明产业的发展，“十二五”计划已经将LED项目纳为重点扶持项目。

自上世纪60年代第一个商用LED产品面市以来，LED在室内商业照明的应用经过了漫漫长路。随着LED技术的不断成熟，LED照明应用于越来越多的行业中,室内商业照明成为必不可少的发展元素，室内照明领域成为LED未来发展的一个重要领域。

台灯是家家户户都在使用的普通灯具，是LED室内照明一个非常重要的领域。这几年高亮度的LED光源因其制造技术突飞猛进，而其生产成本又节节下降，如今台灯得以使用LED光源作为高亮度、高效率而又省电、无碳排放的照明光源。LED台灯是典型的绿色照明光源产品，作为国家绿色照明推广使用的产品，具有广阔的应用前景。

LED台灯作为室内照明系统的重要部分，除了保持LED固态照明的优点外，能够提供、自动化智能化的控制模式，以及多样化的用户选择也非常重要。随着PWM调光技术和嵌入式在智能家居方面的应用，实现LED台灯的智能控制不是一个难题。

现有的LED台灯采用了普遍都是恒流驱动，以同样的电流驱动LED发光。同时，在调光方面，使用脉冲宽度调制PWM调光技术，即通过调节电位器调整PWM的占空比来调节通过LED的电流大小，实现不同的功率输出。也有触摸式感应调光，在触摸板上滑动手指可以调光，代替了旋钮和按键。

LED台灯在实际的应用中，发现LED灯在周边亮度大时依然以同一功率发光，不会随周边光线环境的变化而变化，这样不仅会存在电能浪费，而且对视力会造成一定的影响。同时，因为LED的发热量和电流存在正相关的关系，发热影响了LED的寿命，所以在不必要的亮度下也减少了LED的寿命。

发明内容

本发明提供实现手自动一体调节LED灯的方法及装置，本发明提供多样的客户选择，分为自动和手动控制模式。自动控制模式根据周边环境情况自动调光可以有效的节约电能，避免在光线较亮的情况下台灯依然按照同一功率发光，较少LED发热，延长LED寿命。另外，手动控制模式设置三档：偏暗、适中、最亮，可以满足用户的偏好。

为了实现发明目的，本发明提供了一种实现手自动一体调节LED灯的方法，包括如下步骤：

判断LED灯的开关装置是否开启，如果开启则进入到手自动调节的识别模式；

若识别出LED灯调节模式处于手动调节模式下，则判断手动调节模式下的档位，基于档位调节通过LED灯的电流大小；

若识别出LED灯调节模式处于自动调节模式下，则基于光敏电阻器感知周边光强度信息，根据光强度信息通过调节电位器调制PWM的占空比调节通过LED灯的电流大小。

所述基于光敏电阻器感知周边光强度信息包括：

通过光敏电阻器采集对地电压获知LED灯周边光强的变化，基于光敏电阻器的特性获取对地电压；

将光敏电阻器采集到的对地电压进行模数转换转成光敏电阻反馈电压。

所述根据光强度信息通过调节电位器调制PWM的占空比调节通过LED灯的电流大小包括：

将光敏电阻反馈电压与预先设置的LED灯不同的亮度输出的阈值进行对比，若检测到光敏电阻反馈电压超过相应的阈值时，在输出口对应输出相同频率不同占空比的PWM信号送到LED驱动模块中；

利用PWM的占空比来调节传输到LED灯的电流大小。

所述基于档位调节通过LED灯的电流大小中的档位调节包括至少一种档位。所述档位调节包括：低亮度档位调节、中亮度档位调节、高亮度档位调节。

相应的，本发明实施例还公开了一种实现手自动一体调节LED灯的装置，包括：

第一检测模块，用于判断LED灯的开关装置是否开启，若开启则进入到手自动调节的识别模式；

第二检测模块，用于在第一检测模块判断LED灯的开关装置开启后，进入模式识别阶段，判断LED灯是处于自动调节模式，还是处于手动调节模式；

自动调节模块，用于在第二检测模块判断LED灯处于自动调节模式时，基于光敏电阻器感知周边光强度信息，并根据光强度信息通过调节电位器调制PWM的占空比调节通过LED灯的电流大小；

手动调节模块，用于在第二检测模块判断LED灯处于手动调节模式时，基于档位调节通过LED灯的电流大小。

所述自动调节模块包括：

感光单元，用于通过光敏电阻器采集对地电压获知LED灯周边光强的变化，基于光敏电阻器的特性获取对地电压；

模数转换单元，用于将光敏电阻器采集到的对地电压进行模数转换转成光敏电阻反馈电压；

PWM调节单元，用于将光敏电阻反馈电压与预先设置的LED灯不同的亮度输出的阈值进行对比，若检测到光敏电阻反馈电压超过相应的阈值时，在输出口对应输出相同频率不同占空比的PWM信号送到LED驱动模块中；

LED驱动模块，用于利用PWM的占空比来调节传输到LED灯的电流大小。

所述手动调节模块包括至少一种档位。所述手动调节模块中的档位调节包括：低亮度档位调节、中亮度档位调节、高亮度档位调节。

本发明具有以下优点：本发明提供多样的客户选择，分为自动和手动控制模式。自动控制模式根据周边环境情况自动调光可以有效的节约电能，避免在光线较亮的情况下台灯依然按照同一功率发光，较少LED发热，延长LED寿命。另外，手动控制模式设置三档：偏暗、适中、最亮，可以满足用户的偏好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中的实现手自动一体调节LED灯的方法流程图；

图2为本发明实施例中的实现手自动一体调节LED灯的硬件原理图；

图3为本发明实施例中的实现手自动一体调节LED灯的装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例中的实现手自动一体调节LED灯的方法流程图，包括如下：

开始；

S101：判断LED灯的开关装置是否开启；

该开关装置一般是连接着电源，其接入到手自动一体的选择处，如果判断该开关装置开启，接通了电源，则需要进入到手自动调节的识别模式中，如果仅仅开启则无法对设备供电，比如没有接上电源，或者没有开启（接上电源但没有开启）等，设备在判断有对LED灯供电情况下，才算是判断LE灯开启了。

S102：手自动调节的识别模式，如果识别是手动调节模式，则进入到S103，如果识别是自动调节模式，则进入到S104；

S103：基于档位调节通过LED灯的电流大小；

这里的手动档位调节包括至少一种档位，比如只是单一满足，可以设置一种普通档位，即调到手动时，即可满足LED的供电。

当然可以根据用户需求，可以设置一个或者多个以上的档位调节或者档位控制等，比如选择性档位调节，按照强弱方向来实现灯光调节，也可以设置几个档位，比如低亮度档位调节、中亮度档位调节、高亮度档位调节等等，在调到相应位置时，即输出与档位的相设置的电流给LED灯。

S104：基于光敏电阻感知周边光强度信息；

通过光敏电阻器采集对地电压获知LED灯周边光强的变化，基于光敏电阻器的特性获取对地电压；将光敏电阻器采集到的对地电压进行模数转换转成光敏电阻反馈电压。

S105：根据光强度信息通过调节电位器调制PWM的占空比调节通过LED灯的电流大小。

将光敏电阻反馈电压与预先设置的LED灯不同的亮度输出的阈值进行对比，若检测到光敏电阻反馈电压超过相应的阈值时，在输出口对应输出相同频率不同占空比的PWM信号送到LED驱动模块中；利用PWM的占空比来调节传输到LED灯的电流大小。

具体的，实现本发明手自动一体的LED灯，其台灯控制核心模块采用STC89C52作为MCU构建最小系统。STC89C51是一款八位，片内有ROM/EPROM的单片机，其硬件结构具有功能部件种类全，功能强等特点。这种芯片构成的最小系统简单、实用可靠。用STC89C52单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可。本设计所选用的晶振为12MHZ，晶振电容为30PF。

自动转换模块包括光敏电阻反馈、数模转换和PWM输出三部分，以下分别进行说明。

光敏电阻反馈部分：光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换。因此，不断采集光敏电阻对地的电压便可以获知台灯周边光强的变化。

数模转换部分：数模转换芯片采用美国国家半导体公司生产的ADC0809。ADC0809是CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D模数转换器。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。ADC0809将采集到得光敏电阻反馈电压转换成数字信号好送入STC89C52进行进一步的处理。

PWM输出部分：在STC89C52中针对台灯不同的亮度输出设定不同的阈值，当检测到ADC0809采集的光敏电阻反馈电压超过一定的阈值时，在I/O口对应输出相同频率不同占空比的PWM信号送到LED驱动模块中。

手动控制模块：手动控制模块由三个按键和PWM输出部分。三个对应于不同亮度输出的档次，即偏暗、适中、最亮。STC89C52检测按键，根据不同的按键输出相同频率不同占空比的PWM信号送到LED驱动模块中。

LED的亮度受电流控制，通过控制电流调节LED灯的亮度。利用公式

可知，利用调整PWM不同的占空比

就可以控制电流的大小。电流通断的变化用NMOS管K2717实现。在负载上串联一个电阻起到限流作用。

硬件接口设计总体图如图2，以下进行详细说明。ADC0809的A/D转换启动脉冲输入端START、地址锁存允许信号端ALE、数据输出允许信号端OE、A/D转换结束信号端EOC、时钟脉冲输入端CLK分别与STC89C52的P30、P31、P32、P33连接。地址输入端A、B、C对应连接P34、P35、P36。ADC0809的参考电压为+5V，所以Vref+接+5V、Vref-接地。光敏电阻采集的模拟信号从模拟量输入端IN3输入。8位数字量输出端和P0各个I/O对应连接。STC89C52的P20口与驱动模块相连，输出PWM信号。自动/手动转换按键和三个亮度变换的按键对应于P21—P24接口。

具体的，图3示出了本发明实施例中实现手自动一体调节LED灯的装置结构示意图，包括如下：

所述自动调节模块包括：

这里的手动调节模块包括至少一种档位。手动调节模块中的档位调节包括：低亮度档位调节、中亮度档位调节、高亮度档位调节。

以上对本发明所提供的一种实现手自动一体调节LED灯的方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种实现手自动一体调节LED灯的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的实现手自动一体调节LED灯的方法，其特征在于，所述基于光敏电阻器感知周边光强度信息包括：

3.如权利要求2所述的实现手自动一体调节LED灯的方法，其特征在于，所述根据光强度信息通过调节电位器调制PWM的占空比调节通过LED灯的电流大小包括：

利用PWM的占空比来调节传输到LED灯的电流大小。

4.如权利要求1所述的实现手自动一体调节LED灯的方法，其特征在于，所述基于档位调节通过LED灯的电流大小中的档位调节包括至少一种档位。

5.如权利要求4所述的实现手自动一体调节LED灯的方法，其特征在于，所述档位调节包括：低亮度档位调节、中亮度档位调节、高亮度档位调节。

6.一种实现手自动一体调节LED灯的装置，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的实现自动调节LED灯的装置，其特征在于，所述自动调节模块包括：

8.如权利要求6所述的实现自动调节LED灯的装置，其特征在于，所述手动调节模块包括至少一种档位。

9.如权利要求8所述的实现自动调节LED灯的装置，其特征在于，所述手动调节模块中的档位调节包括：低亮度档位调节、中亮度档位调节、高亮度档位调节。