CN103906304A - 具有动态调节延时功能的双模式夜间照明管理装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种具有动态调节延时功能的双模式夜间照明管理装置，其将一般照明灯具和移动感应启亮灯具的功能整合成单一装置，并以动态延时技术来切换两种不同的功能。本装置的系统包括电源供应单元、光感测单元、微控制单元、延时管理单元、移动感应控制单元及发光单元。入夜时，光感测单元自动启亮光源，展现全亮的照明模式。在无触发信号输入的情况下，系统持续全亮模式直到黎明时由光感测单元关闭光源。夜间全亮模式进行的任一时间点，若使用者发出一触发信号，此装置系统即以两步骤回应。步骤一为立即令光源由全亮模式切换成节能模式。步骤二为立即将该触发信号输入的时间点存储于存储器内，并启动每24小时重复执行切换光源模式的程序。

Description

具有动态调节延时功能的双模式夜间照明管理装置

技术领域

本发明涉及照明装置的自动管理技术，特别涉及人性化的双模式夜间照明装置和动态延时技术及其应用。

背景技术

使用移动感应器来启亮夜间短暂的照明需求，属于公知而普遍使用的技术。一般在灯具上装置移动感应器来短暂启亮有两项主要的目的。第一项目的是节省能源，有近距离照明需求时才自动启亮光源。第二项目的是利用瞬间亮度极度变化吓阻入侵的人或动物，达到安全防卫的目的。此种移动感应灯具若欲用作夜间主要照明时有其缺点，即是当人员在感测距离外时，灯具处于熄灭状态，环境一片漆黑，无法辨识行进的方向。为了弥补此项缺点，有业者设计两阶式移动感应灯具(即美国专利案第5,747,937号)，其特点是灯具一入夜时即开启低阶照明，一但有人或动物进入感测范围时，灯具立即从低阶照明放大到高阶照明。如此人们即便于感测范围外时，仍可见到微亮的照明，藉此辨识行进的方向，不致迷失。

此两阶照明的发明是假设人们在夜间时对高亮度照明的需求是属于随机性的，事实上人们夜间的生活习惯在不同的时段有不同照明度的需求。在初夜时段(就寝前)进出频繁，人们倾向于有稳定而高度的照明，而在进入深夜后，对于照明的需求明显降低，此同时对于安全监控的需求增加，此时改以随机性的移动感应启亮方式，颇能符合节能和安全实用的原则。

发明内容

本发明的目的在于提出一种双模式夜间照明管理装置，会依照个人化的延时设定或四季时移的变化，动态调整照明的延时时间，使双模式夜间照明装置可以已设定或是在接近使用者所要的就寝时间关灯或切换至节能模式以节省能源。

本发明实施例提供一种双模式夜间照明管理装置，入夜时令光源自动启亮，展现全亮照明模式，经延时管理后，自动切换成移动感应启亮模式，黎明时光源自动熄灭，所述装置重置并进入另一24小时周期的循环运行。所述装置至少包括光感测单元、微控器单元、延时管理单元、半导体功率控制单元、移动感应单元以及至少一个光源负载。延时管理单元产生延时控制信号。微控器单元以写入其只读存储器的程序并经由其不同引脚分别检测输入的光感测信号、延时控制信号及移动感应信号，并对应使光源负载启亮、熄灭或显示低阶照明。

本发明实施例提供一种双模式夜间照明管理装置，入夜时令光源自动启亮，展现全亮照明模式，经延时管理后，自动切换为节能照明模式，黎明时光源自动熄灭，所述装置重置并进入另一24小时的周期循环运行，所述装置至少包括光感测单元、微控器单元、延时管理单元、半导体功率控制单元以及至少一个光源负载。微控器单元以写入其只读存储器的程序，并经由其相关引脚分别检测并判断所输入的光感测信号和延时信号，并对应输出不同的控制信号到半导体功率控制单元，使光源负载启亮、熄灭或显示低功耗的低阶照明。

本发明的有益效果在于，本发明设计出此双模式照明装置来满足人性化的需求，其特色为入夜时系统自动开启光源，显示全亮照明模式。经延时满足后，自动切换成节能模式，改由移动感应单元根据入侵行动的发生，随时短暂启亮全亮照明直到入侵行动消失。目前并无此种复合式照明装置，本发明所设计的动态延时管理技术可以同时提供不同使用者根据个人的生活作息随意设定延时满足点(即从全亮模式切换成节能模式的时间点，又称为切换点或动态关机点)，是相当符合人性化的创新概念。在全世界即将大量使用发光二极管(LED)作为一般照明光源之际，此双模式照明装置的前段全亮模式所耗电低于前述专利的两阶式移动感应灯具在低阶时所耗的电能。又一般的移动感应灯具虽亦有全亮照明模式的选择，然其是以手动方式以瞬间断电的方式将灯具从感应启亮模式切换为全亮模式，其技术理念与本发明绝然不同，且其为手动方式切换，必须每天夜晚以手动方式操作，不符人性化和自动化的产业趋势。

本发明的节能模式包括有下列四种选择。1.光源完全熄灭直至黎明的节能模式。2.光源由全亮转成微亮的节能模式。3.光源完全熄灭转由移动感应单元控制光源的再短暂启亮。4.光源由全亮转为微亮，搭配移动感测单元进入待机状态，随时根据移动感应，短暂启亮光源的全亮模式。

综上所述，本发明实施例所提供的双模式动态延时照明装置整合两种不同的照明功能于单一装置中，并搭配人性化的动态延时技术，能满足不同使用者对夜间照明的需求。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与附图仅用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。

附图说明

图1为本发明实施例的双模式夜间照明管理装置的系统概念方框图。

图2A为本发明实施例的可动态设定延时功能的双模式照明装置的电路方框图。

图2B为本发明实施例的微控器的系统工作流程图。

图3为本发明实施例的双模式夜间照明装置的另一系统概念方框图图。

图4A为本发明实施例的双模式夜间照明装置的电路图。

图4B为本发明实施例的双模式夜间照明装置的另一电路图。

图5为本发明另一实施例的双模式夜间照明装置的电路图。

图6为本发明另一实施例的双模式照明装置电路图。

其中，附图标记说明如下：

MCU、U1：微控器

U2、U2’：秒脉冲信号发生器

P0.0、P1.0、P1.2、P1.3、P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.5、P5.4、RST、VDD、VSS：引脚

R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11：电阻

C1、EC3、：电容

Tr：可控硅

CDS：光敏电阻

Q1、Q2、Q3、Q4：三极管

D4、D5：二极管

SW1、SW2：开关

K1、K2：继电器

21、106：移动感应单元

Load、107：光源负载

LAMP1、LAMP2：负载灯

VAC：交流电源

U3：存储器

22、103：过零检测电路

1：可动态设定延时功能的双模式照明装置

101：开关单元

102：光控检测单元

105：功率控制单元

108：秒脉冲信号发生器

109：手动关机信号输入单元

110：交流/直流转换器

具体实施方式

请参照图1，图1为本发明实施例的双模式夜间照明管理装置的系统概念方框图。将夜间的照明管理划分为初夜的全亮模式和深夜的节能模式，并以动态延时管理来衔接两个模式的切换。日落时，光源自动启亮显示全亮模式，经动态延时管理满足后，切换成节能模式直到黎明时，系统归零重设进入另一个循环运行。本实施例的发光单元可以是单一负载的光源，亦可以是两个以上的多负载光源。在全亮模式时，所有光源负载不论是单负载的光源或多负载的光源都全部完全启亮。在无外控制信号输入系统的情况下，光源负载持续启亮直到黎明时，由光感测单元切断电源供应，光源随即熄灭。此即所谓的黑夜至黎明(Dusk To Dawn)照明模式，光源整个夜晚完全启亮。当有外控制信号输入时，微控制器立即将光源从全亮照明模式切换成节能照明模式，而如前所述，节能照明模式可以有四种不同选择方案。包括：1.光源完全熄灭，2.光源改为低阶照明，3.光源熄灭搭配移动感应启亮，4.光源降为低阶照明搭配移动感应启亮。前两种节能照明模式(完全熄灭或微亮)不搭配移动感应器，功能较简单，为节省篇幅，不予分别叙述，然其仍为本专利的范围。

请同时参照图1，图2A与图2B说明图1的系统运行。图2A为本发明实施例的可动态设定延时功能的双模式照明装置的电路方框图。图2B为微控器的系统工作流程图。在图2A，可动态设定延时功能的双模式照明装置1包括开关单元101、光控检测单元102、电源供应单元(即AC)、过零检测电路103、微控器单元MCU、功率控制单元105、移动感应单元106、光源负载107、秒脉冲信号发生器108、手动关机信号输入单元109及交流/直流转换器110。其中有关于动态延时的设定及运行原理以图2B流程图方式详述于微控器(MCU)的系统工作流程图。微控器单元MCU使用其引脚P2.0连接光控检测单元102，引脚P2.1、P2.2连接秒脉冲信号发生器108，引脚VDD经由交流/直流转换器110连接开关单元101，引脚P1.2连接手动关机信号输入单元109，引脚P5.4经由过零检测电路103连接开关单元101，引脚P1.0经由功率控制单元105连接光源负载107、引脚P2.3、P2.4连接电可擦可编程只读存储器EEPROM(Electrically Erasable programble ROM)，引脚P1.3连接移动感应单元106。可动态设定延时功能的延时管理单元可以为可编程延时管理单元(如图2A中的电可擦可编程只读存储器EEPROM)，其将使用者输入外部信号的时间点存储为一延时满足点并在该延时满足点进行照明模式的切换。延时管理单元接收外部控制信号的输入方式可以有多种方式，将于后续说明。值得一提的是，电可擦可编程只读存储器也可以用快闪存储器(FLASH)取代。

请参照图2B，入夜时，光控检测单元102的光敏电阻CDS接收不到足够的光照度时(步骤S101)，微控器单元MCU进行上电复位初始化(步骤S103)，其计时器开始计时(步骤S105)，为使计时更精准，可同时装置秒脉冲信号产生器来协助运行。接下来，微控器单元MCU进行检测存储器的状态(步骤S107：检测动态关机点)。在未检测到有延时满足点(即切换点或动态关机点)的信息情况下(步骤S109)，微控器单元MCU使光源负载107显示全亮照明模式(步骤S113)。在无外来触发信号输入的情况下(步骤S125)，光源负载107维持全亮照明模式直到黎明(步骤S127)。黎明时，光敏电阻CDS检测到高光照度(步骤S102)，微控器单元MCU进入睡眠状态(步骤S104)，光源于是转为熄灭。在全亮模式的任何一个时间点(步骤S113)，有外来控制信号输入时(步骤S117、S121或步骤S129、S131)，微控器单元MCU即认定该时间点为延时满足点(亦即关机点或模式切换点)，而存储于存储器内同时输出控制信号与功率控制单元，使光源负载切换为节能模式，若微控器MCU在检测存储器内容时，发现已有延时满足点的信息，微控器MCU即在延时满足时输出控制信号予功率控制单元(步骤S119)，使光源负载切换为节能模式，一直到黎明时光敏电阻CDS检测到高照明度(步骤S102)，微控器MCU于是进入睡眠状态(步骤S104)，且光源熄灭。

延时管理单元接收外来控制信号的输入(即设立延时满足点的方法)至少有四共方式，第一种方式采用瞬间按键短路的方式，使微控器MCU相关的引脚P1.2产生瞬间(如1秒)的低电位，微控器MCU根据此相关引脚P1.2产生低电位的信息判定该时间点为延时满足点，进行存储和模式切换的作业(步骤S117、S121、S123)。此时，延时管理单元包括图2A的手动关机信号输入单元109。第二种方式，采用瞬间断电的方式(用开关切断电源，并于3秒内复电)，经由过零点检测电路电性连接到微控器MCU P5.4的相关引脚，微控器MCU根据该引脚P5.4瞬间断电的信息，判定该瞬间断电的时间点为延时满足点(即关机点或模式切换点)而进行存储和模式切换的作业(步骤S129、S131、S133)。此时，延时管理单元包括图2A的过零检测电路103。可编程延时管理单元的该红外线的检测电路可包括一红外线发射器以及一红外线反射接收器。第三种方式采用红外线检测电路电性连接到微控器相关引脚P1.2输入触发信号，其方法是使用者以红外线发射器对灯体发信号，该红外线检测电路于收到发射的红外线信号时，微控器MCU通过其相关引脚P1.2感测到控制信息(即触发信号)，微控器MCU判定该时间点即为预设定的延时满足点，而进行存储和切换模式的作业。第四种方式同样采用红外线检测电路，与前项不同的是，此红外线检测电路自行发射为低功率极短距离(例如：3英吋(inch))的红外线(使用有源式微功率红外线发射器)，并配置红外线反射接收器，当使用者以手指或物体瞬间阻挡发射的红外线，使其反射回接收器，此检测电路根据此瞬间反射信号经微控器MCU相关引脚P1.2传递触发信号(步骤S117、S121)，微控器MCU据此认定该时间点为预设例的延时满足点而进行存储(步骤S123)和模式切换的作业，其中步骤S115是对延时满足点的倒数计时，步骤S119代表计时完成，即关机时点到达。另外，步骤S110是扫描引脚P1.3，即检测来自图2A中的移动感应单元106的信号。进一步，并且判断引脚P1.3有高电位(步骤S114)或无高电位(步骤S112)。本发明实施例的双模式照明装置可以是室外的照明装置(例如：花园或公园的照明装置)也可以是门廊的照明装置。

请参照图3，图3为本发明实施例的双模式夜间照明装置的另一系统概念方框图。除了以外来控制信号建立延时满足点外，本发明亦提供固定时段的延时选择，例如：3H(3小时)、6H(6小时)或更多时间的可动态延时的双模式夜间照明装置，其特征在于提供多时段的延时选择。由微控器不同的相关引脚的持久低电位状态(以按键方式或滑动开关方式)代表使用者所选择的时段延时，入夜时，光感测单元开启电源供应，光源负载启亮显示全亮照明模式，微控器开始计时，当延时持续到所选择的时段满足点时(例如：3小时)，微控器MCU及时输出控制信号到功率控制单元，使光源负载从全亮照明模式切换成节能照明模式，直到黎明时，光感测单元令光源熄灭，本装置(或称为系统)准备另一24小时周期的循环运行，此种固定时段的延时管理方法，使用者往往必须根据季节时移的效应，不断选择不同时段作调整，例如以3小时延时为例，夏天日落时间约为8PM延时3小时候，系统可于11PM切换成节能照明模式。然而，到了冬天，日落时间提前到4PM，延时3小时后，系统于7PM切换成节能照明模式，由于7PM仍属初夜，系统过早切换为节能照明模式，并不符合人性化的需求。为了克服季节性时移现象所造成的不便，本发明另外设置了夜长变化检测电路，来记录并分析过去数日夜长的变化，加以平均取得平均夜长T。此平均夜长T减去标准的12小时夜长，再除以2所得的Δt即代表季节时移的延时修正，将此Δt与3小时相加，即得每日的动态延时，以此方式管理的动态延时机制，可令光源在固定的时间点，以3小时选择为例，固定延时满足点为9PM。以6小时选择为例，固定延时满足点为12PM，不受季节时移现象所影响。

请同时参照图2与图4A、图4B，图4A、图4B为本发明实施例的双模式夜间照明装置的电路图。本发明的一实施例为前述的第三种节能模式。入夜时，光感测单元自动启亮光源负载，展现全亮的照明模式。在无触发信号输入的情况下，系统持续全亮模式值到黎明时，由光感测单元关闭光源。在夜晚，全亮模式进行的任何一个时间点，若使用者发出一种触发信号，此系统的微控器U1立即以二项步骤来回应。步骤一，微控器U1立即令光源由全亮模式切换成熄灭模式，同时启动移动感应单元(PIR)进入待机状态，随时根据入侵行动的检测结果，再短暂启亮光源的全亮状态，直到入侵行动消失。步骤二，为微控器立即将该触发信号发生时的时间点加以记录，为已设定的动态关机点(延时满足点)，并存储于存储器内以便执行每24小时重复关机的功能。图4A、图4B的电路主要由开关单元、电源供应单元、光控单元、红外线感应单元PIR、微控器U1和秒脉冲信号发生器U2共同组成的精密计时电路，及负载切换单元(包括继电器与三极管)等共同组成。另外，存储器U3连接微控器U1的引脚P2.3、P2.4，存储器U3可以是电可擦可编程只读存储器(EEPROM)或者是快闪存储器(FLASH)。

如图4A所示，交流电源VAC经由开辟单元，一路径直接供电给负载切换单元的继电器K1工作，另一路径则进入交流/直流转换器并供电给微控器U1及相关的电路工作。微控器U1和秒脉冲信号发生器U2、开关SW1、光敏电阻CDS及其外围元件构成主控控制系统。如图所示，开关SW1为定时开关设定按钮。光敏电阻CDS、R3和微控器U1共同构成光控系统。在白天，光敏电阻CDS为低阻抗，微控器U1的引脚P2.0为低电位，使微控器U1处于睡眠的低功耗运行状态，微控器U1的继电器K1控制引脚P1.00无电压输出，因此继电器K1不工作，此时负载灯LAMP1(即光源负载)处于熄灭状态。但秒脉冲信号产生器U2仍然输出信号通过引脚P2.1和P2.2进入微控器U1内部，以供给其精确的定时基准信号。当环境光线变暗时，光敏电阻CDS由低阻抗变为高阻抗，微控器U1引脚P2.0电压由低电位翻转为高电位，启动微控器U1，通过引脚P1.0送出电压，经由限流电阻R8控制三极管Q1饱和导通，继电器K1吸合藉此正常工作。负载灯LAMP1于是点亮，其关灯的时间点取决于用户设定的关灯时间点，如果用户设定的关灯时间为晚上11点11分，则第二天晚上的11点11分即为关灯时点，以此类推。负载灯LAMP1关闭后，移动感应单元相继进入工作状态，当有人体或动物入侵感测范围时，移动感应单元将输出电压通过微控器U1引脚P1.3进入微控器U1内部进行综合处理。然后，通过微控器U1引脚P1.0控制继电器K1吸合以正常工作。移动感应单元21在设定的相应延时时间满足后，微控器U1将自动关闭负载灯LAMP1。如果用户未设定关灯时间点，负载灯LAMP1将维持整晚长亮。关灯点的设定有多种方法，此处列举四种方法进一步说明，唯任何一种触发信号用以引领微控器U1设定且执移动态关机点的运行，包括振动方式、声控方式、光照方式、触摸方式，皆不脱离本发明的专利范围。

第一种方法为按键输入法，当光敏电阻CDS检测不到光的状态下，当用户在需要关灯的时间点到达时，按下按键SW11秒再放开，此时的时间即设定为每日自动关灯时间点。例如图4A所示，按键SW1可连接于微控器U1的引脚P1.2和接地端之间。

第二种方法是在光敏电阻CDS检测不到光的状态下，在用户需要关灯的时刻到达时，关闭总电源开关(亦即控制图2A的开关单元101)，让系统瞬间断电，然后在三秒内又给系统复电，微控器U1将根据相关引脚P5.4外接电阻R10、R11共同组成的检测电路22，检测到瞬间断电信号做出相应的判断，而通过此程序自建关灯的时间点。

第三种方法是在光敏电阻CDS检测不到光的情况下，在用户需要关灯的时刻到达时，用户使用红外线发射器，对光源发射信号，微控器U1将根据相关引脚P1.2外接的红外线接收器所输入的信号做出相应的判断，而通过此程序自建关灯时间点。

第四种方法同样是使用红外线检测电路，不同的地方是此方法检测电路自行建置的微功率、极短距离的红外线发射器与反射接收器。当使用者以手指或物件瞬间阻挡红外线使其反射回接收器，此检测电路即根据此瞬间反射信号经微控器U1引脚P1.2传递触发信号。微控器U1据此认定该时间点即为预设定的关灯点，并进行相应的程序运行。

请同时参照图4A与图4B，图4B与图4A的差异在于，图4A的电路具有一个光源负载(负载灯LAMP1)，而图4B的电路具有两个光源负载，即负载灯LAMP1和负载灯LAMP2，其中负载灯LAMP1的照明亮度大于负载灯LAMP2的照明亮度，换句话说，一光源负载(LAMP1)的照明亮度大于另一光源负载(LAMP2)的照明亮度。在全亮模式时，微控器U1可以控制负载灯LAMP1和负载灯LAMP2同时启亮，或者仅使负载灯LAMP1启亮。在节能模式时，微控器U1可以使负载灯LAMP1和负载灯LAMP2同时熄灭，或者控制负载灯LAMP2启亮，以显示低阶照明。当移动感应单元21感测到入侵行动时，微控器U1使负载灯LAMP1和负载灯LAMP2同时启亮，或者仅使负载灯LAMP1启亮。为了使负载灯LAMP2启亮，微控器U1通过引脚P0.0经限流电阻R9控制三极管Q2饱和导通，继电器K2吸合藉此正常工作，此时负载灯LAMP2于是点亮。

本发明的第二项实施例如图5的电路图所示，图5为本发明另一实施例的双模式夜间照明装置的电路图，其为前述的第四种节能模式。其不同之点在于前述第一实施例的功率控制单元采用继电器，而本第二实施例则改为可控硅(Triac)。入夜时，光感测单元的开启电源供应，微控器U1输出一与交流电源VAC同步的触发信号到可控硅Tr的栅极，令其完全导通，光源负载Load因此显示全亮照明模式。当有外控信号输入或微控器U1的存储器内有延时记录时，微控器U1于延时满足的时间点输出一较交流电源VAC过零点延迟的触发信号(经由引脚P1.0)，令可控硅Tr产生部分导通，使光源负载Load显示低阶照明。此同时，移动感应单元由微控器引脚P1.3指挥微控器U1进入待机状态，当移动感应单元检测到有入侵行动时，微控器U1经引脚P1.3测知，即对应输出一与交流电源VAC同步的触发信号到可控硅Tr的基极，令其完全导通。光源负载Load即时由低阶照明放大为全亮照明，直至入侵行动消失后，微控器U1改变触发信号使可控硅Tr回复到部分导通状态，光源因此回复到低阶照明。另外，在图5中，秒脉冲信号产生器U2’连接微控器U1的引脚P2.1及P2.2。存储器U3连接微控器U1的引脚P2.3及P2.4。

本发明的第三实施例如图6所示，图6为本发明另一实施例的双模式照明装置电路图，不同于图1是由外控信号检测电路来建立延时满足点，此实施例改为不同时段延时选择电路，例如：3小时或6小时(或更多)由使用者加以选择。入夜时，光敏电阻(或称为光感测单元)CDS检测到环境照度低于预设值时，光源(光源负载LAMP)被启亮，显示全亮照明模式，微控器U1开始扫描检测其时段延时选择电路，在无延时时段选择的情况下(3小时或6小时，简称3H或6H)，光源持续全亮模式直到黎明，光感测单元CDS检测到环境照度高于预设值时，光源被熄灭，若微控器U1检测到有延时时段选择时(例如:3H或6H)，即微控器U1检测到其代表相关延时的引脚产生恒久的低电位变化，微控器U1立即启动相应时段的计时，当延时满足时(3H或6H)，微控器U1即输出一控制信号，功率控制单元将光源负载LAMP切换为节能模式。此同时，移动感应单元21进入待机状态，当其感测范围内有入侵行动发生时，输出控制信号，光源恢复短暂启亮，直到入侵行动消失为止，光源再回复到节能状态。此不同时段延时选择电路在实际应用时无法解决因季节性时移效应(Time shift effect)。在立春或立秋时，昼夜长短相同为12小时，若6PM时天黑，延时时段选择3H，系统于9PM延时满足时切换成节能模式(例如：光源熄灭而移动感应器进入待机状态)。到了冬天，日落时间提早为4PM，选择3H延时，将使系统在7PM即熄灭而转为移动感应启亮，对于一般人来说，熄灯时间太早，到了夏天，日落时间延迟到8PM，选择3小时延时，系统变成11PM才切换成节能模式，就大部分人来说，11PM熄灯就寝嫌太晚，为了解决时移现象所造成的不便。本发明实施例加设了一夜长检测电路，耦接于微控器的相关引脚，所述夜长检测电路使用EEPROM，即电可擦可编程只读存储器来更新并记录过去数天(例如：3天)黑夜的长度加以平均得到平均夜长T，将此平均夜长减去12，即T-12=ΔT，ΔT代表夜长的变化，将此平均夜长变化平均分摊于前半夜和后半夜，即Δt=(T-12)/2=ΔT/2，Δt代表延时时段的季节性动态调整或修正。t’=t+Δt，其中t’代表季节修正的延时。以t1＝3小时，t2=6小时为例来说明，立春时平均夜长T=12，故ΔT=0，故Δt=0，因此系统在6PM日落时启亮光源，而于6(PM)+3(H)=9(PM)时熄灭转成移动感应启亮，到了夏天夜长缩短T=8小时，ΔT=8-12=-4，故Δt=-2，故经季节时移修正的延时t’=t+Δt，若选择的延时为3小时，则t’=t+Δt=3+(-2)=1，夏天日落时间8PM，故系统准时于9PM令光源熄灭，同时改为移动感应启亮，到了冬天日落时间提早至4PM，夜长为16小时，t’=t+Δt=3+(16-12)/2=5(H)，故系统于4PM启亮，经延时5小时后，亦即于9PM令光源熄灭，改为移动感应启亮的节能模式。

请参照图6的电路图，其运行原理说明如下。交流电源VAC分别连接光源LAMP与继电器K1及交流/直流转换器23。另外，电阻R3、光敏电阻CDS、三极管Q1、电阻R4、R5及三极管Q2组成的光控电路，如图所示，控制系统工作所需的直流工作电源VDD的传送。当环境光亮度为高照度时，光敏电阻CDS为低阻抗，三极管Q1的基极为低电位，三极管Q1截止，三极管Q2基极限流电阻R5无电流流过，三极管Q2亦截止，微控器U1被强制断电不工作。此时，微控器U1输出控制引脚P1.0为低电位，限流电阻R8无电流流过，二极管D5亦无电流流过，三极管Q3截止，继电器K1不工作、负载灯LAMP不亮。当环境光亮度为低照度时，光敏电阻CDS为高阻抗，三极管Q1基极翻转为高电位，三极管Q1导通，电流经由电阻R5控制三极管Q2导通，微控器U1接上电源VDD后开始工作。微控器U1引脚P1.0由低电位变成高电位，此高电位电压经由限流电阻R8，二极管D5加在三极管Q3的基极上，三极管Q3因而饱和导通，继电器K1吸合，负载灯LAMP被点亮。

简述控制电路组成：电阻R7同电容C1组成微控器U1的上电复位电路。电阻R10及R11构成过零检测电路22，开关SW2为3、6小时延时选择开关，三极管Q3与继电器K1组成负载功率控制切换单元。

移动感测单元21的工作原理简述如下：从主电路功能模块组成可以看出，微控器U1的供电主电源同红外线模块都是同时受光控电路控制的，系统在加电时，红外线控制模块亦同时加电进入监控状态，在设定相应的系统延时时间过后，此时如有人体进入红外线监控区，红外线感应头21即刻触发电路工作，此电压经由二级管D4加在三极管Q3的基极上，三极管Q3饱和导通，负载灯LAMP点亮，其点亮延时时间由红外线模块内部的预设延时时间决定，当延时时间过后，负载灯LAMP熄灭，系统恢复到初始的节能模式，等待下一次的红外线感应触发。

复参见图2与图6，当微控器U1开始延时时间的计时，程序同时检测微控器的引脚P2.1及P2.2的电位状态，当P2.1为低电位时，程序中断6H(六小时)的延时子程序，运行3H(三小时)的延时子程序，从而控制P1.0输出为3小时延时的高电位，此电压经限流电阻R8二极管D5加在三极管Q3的基极上，控制三极管Q3饱和导通，三极管Q3控制继电器K1吸合，被控负载正常工作(负载灯LAMP点亮)，延时工作3H的后自动关闭。当引脚P2.2为低电位时，程序中断3H的延时子程序，运行6H的延时子程序，从而控制引脚P1.0输出为6小时延时的高电位，此电压经限流电阻R8和二极管D5加在三极管Q3的基极上，控制三极管Q3饱和导通，三极管Q3控制继电器K1吸合，被控负载正常工作(负载灯LAMP点亮)，延时工作6H自动关闭后进入节能模式。

复同时参照同时参照图2和图6，从图中可以看出，当关闭交流电源VAC时，过零检测电路22的电阻R10无电流通过，微控器U1的引脚P5.4检测不到与电源同频率的脉冲信号，微控器U1供电部分因有电容EC3的存在，在微控器U1断电的瞬间可以继续放电给微控器U1维持短时间的工作，微控器U1顺序执行程序指令并扫描各输入输出端口(引脚)的电位状态，各端口的运行状态值被寄存在系统运行状态寄存器内，在微控器U1引脚P5.4无脉冲输入的情况下，定时计数器也清零重新计时，3秒为一个中断控制周期，如果系统在断电后3秒内加电，即微控器U1引脚P5.4检测到有与电源同频率的脉冲信号输入，系统运行状态寄存器的值将中断其他输入输出端口，而控制引脚P1.0输出为持久的高电位，经电阻R8同二极管D5控制三极管Q3饱和导通，继电器吸合K1，负载被强制锁定为工作状态，实现手动强制开启负载工作的目的。

白天光亮度较强时，光控电路强制切换微控器U1的工作电源，微控器U1引脚P1.0停止输出电压，电阻R8无电流流过，继电器K1驱动三极管Q3失去驱动电压，继电器K1断开，从而实现电路光控，时间智能延时工作的目的。

（实施例的功效）

根据本发明实施例，上述的双模式夜间照明装置与其动态延时管理方法可在日落时自动启亮，并持续启亮预设的延时时间，以提供使用者充足的光源。在延时时间结束后，双模式夜间照明装置熄灭或以较低的光亮度提供照明，且随时感测使用者的移动。当有使用者活动时，则双模式夜间照明装置提供充足的光源。此外，双模式夜间照明装置的延时机制还可以依据每日改变的日出与日落时间，动态调整延时的长短，使延时机制不受冬天夜长、夏天夜短的季节性变化所影响，而可以兼顾充分照明与节约能源的需要。

以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以局限本发明的专利范围。

Claims (23)

1.一种双模式夜间照明管理装置，其特征在于，入夜时光源自动启亮，展现一全亮照明模式，经延时管理后，自动切换成一移动感应启亮模式，黎明时光源自动熄灭，该装置重置并进入另一24小时周期的循环运行，其中该装置至少包括一光感测单元、一微控器单元、一延时管理单元、一功率控制单元、一移动感应单元以及至少一光源负载；

其中，该延时管理单元产生一延时控制信号；

其中，该微控器单元以写入其只读存储器的程序，并经由其不同引脚分别检测输入的一光感测信号、该延时控制信号及一移动感应信号，并对应使该光源负载启亮、熄灭或显示低阶照明。

2.一种双模式夜间照明管理装置，其特征在于，入夜时令光源自动启亮，展现一全亮照明模式，经延时管理后，自动切换为一节能照明模式，黎明时光源自动熄灭，该装置重置并进入另一24小时的周期循环运行，该装置至少包括有一光感测单元、一微控器单元、一延时管理单元、一功率控制单元以及至少一光源负载；

其中，该微控器单元以写入其只读存储器的程序，经由其相关引脚分别检测并判断所输入的一光感测信号和一延时信号，并对应输出不同的控制信号到该功率控制单元，使该光源负载启亮、熄灭或显示低功耗的低阶照明。

3.如权利要求1或2所述的双模式夜间照明管理装置，其特征在于，其中该延时管理单元为可编程延时管理单元，其将使用者输入外部信号的时间点存储为一延时满足点并在该延时满足点进行照明模式的切换，其中该延时满足点存储于该微控器单元的存储器以供执行每24小时为周期的循环运行。

4.如权利要求1或2所述的双模式夜间照明管理装置，其特征在于，该装置还包括至少二个该光源负载，其中一该光源负载的照明亮度大于另一该光源负载的照明亮度。

5.如权利要求3所述的双模式夜间照明管理装置，其特征在于，其中该可编程延时管理单元的外部控制信号的输入是使用者以瞬间断电复电方式，经由一过零检测电路电性连接该微控器单元的至少一相关引脚来传达，该微控器单元根据所输入的瞬间断电数据来判断并执行相应作业。

6.如权利要求5所述的双模式夜间照明管理装置，其特征在于，其中该可编程延时管理单元瞬间断电的时间长以3秒为判断的数据，若微控器检测该过零检测电路的引脚断电时间低于3秒，则判断为使用者欲以该断电发生的时间点为该延时满足点，即刻进行照明模式的切换，并执行每24小时重复运行；反之，若该微控器单元检测该过零检测电路的引脚断电时间超过3秒，则判断为停电而不改变该控器单元的存储器内的时间数据。

7.如权利要求1或第2所述的双模式夜间照明管理装置，其特征在于，其中该微控器单元的存储器若无该延时满足点的数据，该装置即展现黑夜至黎明的照明模式，入夜时，该光源负载自动启亮，黎明时，该光源负载自动熄灭。

8.如权利要求5所述的双模式夜间照明管理装置，其特征在于，其中该可编程延时管理单元的瞬间断电以3秒钟为判断的数据，在3秒内若微控器的相关引脚检测2次断电，则判断为使用者欲消除该微控器单元的存储器内的延时数据，该装置系统转为黑夜至黎明的照明模式，天黑时，光源自动启亮，黎明时光源自动熄灭。

9.如权利要求3所述的双模式夜间照明管理装置，其特征在于，其中该可编程延时管理单元的外部控制信号的输入是使用者以瞬间短路的方式使该微控器单元的至少一相关的引脚产生瞬间的低电位，该微控器单元根据该瞬间短路的信号立即执行照明模式切换作业，照明模式转换成前述权利要求1的移动感应启亮模式或前述权利要求2的节能照明模式，同时记录该瞬间短路的时间点为该延时满足点于该微控器单元的存储器内，并执行每24小时周期的重复运行。

10.如权利要求9所述的双模式夜间照明管理装置，其特征在于，其中该可编程延时管理单元的瞬间短路的时间长以3秒为判断的数据，若微控器检测到其相关引脚的复电为时间低于3秒，其判断使用者欲以该短路的时间点为该延时满足点；反之，若该微控器单元检测其相关引脚的短路时间超过3秒，则判断为使用者欲改变照明模式为黑夜至黎明的照明模式，入夜时光源自动启亮，黎明时光源自动熄灭。

11.如权利要求3所述的双模式夜间照明管理装置，其特征在于，其中该可编程延时管理单元的外部控制信号的输入是使用者以红外线感应方式使该微控器单元的相关引脚的电性连接的一检测电路接收该红外线控制信号，该微控器单元据此建立该红外线控制信号的发生时间点为该延时满足点，即刻将光源从该全亮照明模切换成前述权利要求1的移动感应启亮模式或前述权利要求2的节能照明模式，同时将该时点记录于该微控器单元的存储器内，以执行24小时周期的循环运行。

12.如权利要求11所述双模式夜间照明管理装置，其特征在于，其中该可编程延时管理单元的该红外线的检测电路包括一红外线发射器以及一红外线反射接收器，当使用以手或物件瞬间阻挡红外线使其反射回该红外线反射接收器时，且该微控器单元的相关引脚检测到该反射信号时，即判断并认定该时间点为使用者欲建立并存储的该延时满足点，即刻进行照明模式的切换并执行每24小时周期的循环运行。

13.如权利要求11所述的双模式夜间照明管理装置，其特征在于，其中该红外线检测电路系依红外线接收器，使用者于夜间任何一时间点以红外线信号发射器对准该照明装置发射短暂的红外线信号，该微控器单元经其相关引脚所电性连接的该检测电路接收到外来的控制信号，判断该时间点即为使用者欲建立的该延时满足点，除即时将光源从该全亮照明模式切换为该移动感应启亮模式或该节能模式外，并记录该时间点于该微控器单元的存储器内，以执行每24小时为周期的循环运行。

14.如权利要求12所述的双模式夜间照明管理装置，其特征在于，其中该微控器单元所检测到的红外线信号长度以3秒时间为判断的依据，若红外线信号的感应时间低于3秒，该微控器单元判断使用者与欲以该时间点设定为该延时满足点，反之若微控器感应的红外线持续时间超过3秒，其判断为使用者欲改变为黑夜至黎明的的黑夜启亮模式，入夜时光源负载自动启亮，黎明时光源负载自动熄灭。

15.如权利要求13所述的双模式夜间照明管理装置，其特征在于，其中该微控器单元所检测到的红外线信号长度以3秒时间为判断的依据，若红外线信号的感应时间低于3秒，该微控器单元判断使用者与欲以该时间点设定为该延时满足点，反之若微控器感应的红外线持续时间超过3秒，其判断为使用者欲改变为黑夜至黎明的的黑夜启亮模式，入夜时光源负载自动启亮，黎明时光源负载自动熄灭。

16.如权利要求3所述的双模式夜间照明管理装置，其特征在于，其中该延时管理单元包括至少一组固定时段的延时控制程序写入于该微控器单元的只读存储器，并以该微控器的一相关引脚的持久短路作为启动该固定时段延时的机制，入夜时，光源自动启亮以展现该全亮照明模式，该微控器单元启动该固定时段延时的机制，同时进行计时直到代表该固定时段延时满足的时间点，随即将光源从该全亮照明模式切换成该移动感应启亮模式，黎明时光源自动熄灭，系统自动归零进入下一周期的循环运行。

17.如权利要求3所述的双模式夜间照明管理装置，其特征在于，其中该延时管理单元包括一电可擦可编程只读存储器或一快闪存储器。

18.如权利要求3所述的双模式夜间照明管理装置，其特征在于，其中该延时管理单元包括至少一组固定时段的延时程序，一动态检测并记录季节性夜长变化数据的电路，该微控器单元根据所提供夜长数据动态调整原固定时段的延时长度，逐日建立一动态延时满足点，据此该装置恒于夜间固定的时点将光源从该全亮照明模式切换成该移动感应启亮模式或该节能模式，不受季节时移现象或使用地点的影响。

19.如权利要求18所述的双模式夜间照明管理装置，其特征在于，其中该动态调整延时长度的方式系以标准夜长12小时为比较基础，若T代表数日检测的平均夜长，t为原始设定的固定时段常，Δt为每日需动态调整的时移，t’为经动态调整后的延时时段长度，则Δt=(T-12)/2，而t’=t+Δt=t+(T-12)/2。

20.如权利要求1所述的双模式夜间照明管理装置，其特征在于，其中该移动感应启亮的照明模式为在延时满足点后，将光源完全熄灭，该移动感应单元进入待机状态，当感测范围内有入侵行动发生时，该移动感应单元经该微控器单元的相关引脚输入一感应信号，该微控器单元据此输出一控制信号到该功率控制单元，令光源瞬间启亮并持续至入侵行动消失，光源回复熄灭状态，该移动感应单元持续待机直到黎明时该装置重新归零，进入另一周期的循环运行。

21.如权利要求1所述的双模式夜间照明管理装置，其特征在于，其中该移动感应启亮模式为延时满足后光源从全亮状态调降为低功耗的微亮照明，同时该移动感应单元进入待机状态，当检测范围内有入侵行动发生时，该移动感应单元经该微控器单元的相关引脚输入一感应信号，该微控器单元据此输出一控制信号到该功率控制单元，令光源瞬间从微亮照明状态放大为全亮状态，并持续至入侵行动消失为止，光源恢复低功率的微亮照明，该移动感应单元持续待机直到黎明，光源从微亮状态进入熄灭状态，该装置重新归零，进入另一周期的循环运行。

22.如权利要求2所述的双模式夜间照明管理装置，其特征在于，其中该节能照明模式为光源于延时满足后切换成完全熄灭的照明模式。

23.如权利要求2所述的双模式夜间照明管理装置，其特征在于，其中该节能照明模式为光源于延时满足后切换成低功耗的低阶照明模式。

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