CN104486889B - 一种光敏led灯的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光敏LED灯，包括电源单元、MCU单元、光敏传感器、功率调整单元和LED灯；所述MCU单元、光敏传感器和功率调整单元的电源输入端分别与所述电源单元电连接；所述光敏传感器的输出端和功率调整单元的控制输入端分别与MCU单元电连接，所述功率调整单元的输出端与所述LED灯电连接。本发明光敏LED灯的输出亮度可调，节能环保。

Description

一种光敏LED灯的控制方法
技术领域
本发明涉及LED照明领域，特别是涉及一种能够自动识别自身与环境光线并进行亮度补偿的光敏LED灯及控制方法。
背景技术
目前市面上的光感灯泡和灯具在检测外界光线时都必须避开自身光线的干扰，以避免因感应到自己所发的光线而产生的闪烁。现有的灯泡或灯具只能控制也灯泡的开启或关闭，亮度不会随外界光线变化调整灯的亮度，不能根据外界环境亮度自动进行亮度补偿，造成能源浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种光敏LED灯及控制方法，能够智能识别自身发光与环境光线，使得光敏不需要避开光源，有利于结构设计的优化和美观，同时解决现有光敏灯具不具有调光功能。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种光敏LED灯，包括电源单元、MCU单元、光敏传感器、功率调整单元和LED灯；所述MCU单元、光敏传感器和功率调整单元的电源输入端分别与所述电源单元电连接；所述光敏传感器的输出端和功率调整单元的控制输入端分别与MCU单元电连接，所述功率调整单元的输出端与所述LED灯电连接。
进一步的，所述光敏传输器为高速光敏二极管或高速光敏三极管。
进一步的，所述电源单元包括5V电压输出端和220V电压输出端；所述5V电压输出端分别与所述MCU单元和光敏传感器电连接，所述220V电压输出端与所述功率调整单元的电源输入端电连接。
进一步的，所述功率调整单元包括MOSFET和设置于MOSFET背部的铝合金散热片；所述MOSFET的漏极电连接所述电源单元，MOSFET的栅极电连接所述MCU单元，MOSFET的源极电连接所述LED灯。
进一步的，还包括模/数转换芯片，所述光敏传感器通过所述模/数转换芯片电连接于所述MCU单元。
为解决上述技术问题，本发明提供的另一技术方案为：
一种以上所述的光敏LED灯的控制方法，包括步骤：
S1、MCU单元上电初始化；
S2、关闭LED灯，使用高速光敏二极管或调整光敏三极管检测环境的光线强度值；
S3、根据所述光线强度值计算光线补偿量；
S4、开启定时器进行计时，并根据所述光线补偿量控制PWM输出信号，直至定时器溢出，其中，所述PWN输出信号用于点亮LED灯；
S5、循环所述S2至S4直至结束。
本发明的有益效果在于：解决了现有区别于现有的光敏LED灯的受自身发光影响的通病，输出功率不可调，只有开启或关闭两种工作状态，存在资源使用不合理浪费电能的问题，本发明光敏LED灯包括光敏传感器、功率调整单元和LED灯，可以根据光敏传感器检测到的环境亮度值来控制功率调整单元的输出功率，从而实现根据环境亮度来调整LED灯的输出功率，智能识别环境光强实时实现光补偿，大大提高了LED灯的节能环保性。
附图说明
图1为本发明一实施方式光敏LED灯的电路原理图；
图2为本发明一实施方式中光敏LED灯的控制流程图；
图3为本发明一实施方式中光敏LED灯的控制方法的流程图。
标号说明：
10、光敏传感器；20、电源单元；30、功率调整单元；40、LED灯；50、MCU单元。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并 配合附图予以说明。
MOSFET：金属-氧化层-半导体-场效晶体管，简称金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管(field-effect transistor)。MOSFET依照其“通道”的极性不同，可分为n-type与p-type的MOSFET，通常又称为NMOSFET与PMOSFET，其他简称尚包括NMOSFET、PMOSFET、nMOSFET、pMOSFET等。[1]金氧半场效晶体管在概念上属于“绝缘栅极场效晶体管”(Insulated-Gate Field Effect Transistor,IGFET)。而IGFET的栅极绝缘层，有可能是其他物质，而非金氧半场效晶体管使用的氧化层。
本发明最关键的构思在于：包括光敏传感器10、功率调整单元30和LED灯40，根据光敏传感器10检测到的光线控制功率调整单元30的功率输出，实现智能亮度控制及功能目的。
请参照图1，本发明一实施方式为，一种光敏LED灯，包括电源单元20、MCU单元50、光敏传感器10、功率调整单元30和LED灯40；
所述MCU单元50、光敏传感器10和功率调整单元30的电源输入端分别与所述电源单元20电连接；
所述光敏传感器10的输出端和功率调整单元30的控制输入端分别与MCU单元50电连接，所述功率调整单元30的输出端与所述LED灯40电连接。
其中，在本实施方式中所述MCU单元50为单片机，在其他实施方式中所述MCU单元50可以选择其它微处理器芯片；
所述光敏传感器10设置于LED灯的外壳以外，用于检测外界环境的亮度，光敏传感器10可以选择光敏二极管或光敏三极管；
请参照图2，为本光敏LED灯的控制流程图，装置上电；MCU单元50进行初始化；判断是否需要校验光敏传感器10，如果不要则进入光线亮度与LED灯功率控制的循环控制，所述循环控制的具体流程包括，所述MCU单元50对外部环境的光的强度进行AD采样；其得到的AD值进行算法分析，计算出所需要补偿的光强；开启定时器；再以PWM信号控制功率调整单元30的输出功率，从而实现对LED灯40输出亮度进行控制，当定时器溢出时进入下一次循环。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明光敏LED灯包括、MCU单元50、光敏传感器10、功率调整单元30和LED灯40，通过光敏传感器10检测环境亮度，并通过MCU单元50的AD转换成得到亮度的数字信号值，MCU根据该亮度的数字信号值计算出需要补偿的光强，从而产生相应的PWM信号控制功率调整单元30输出相应功率的电流，实现LED灯40亮度调整，本发明光敏LED灯由于增设了功率调整单元30，可以根据外界光线亮度调整LED灯40的亮度，从而大大提高了LED灯40的节能环保性能。
进一步的，为了提高光敏传感器10的检测速率，在另一实施方式中，所述光敏传感器10选用调整光敏二极管或调整光敏三极管。所述电源单元20包括5V电压输出端和220V电压输出端；
所述5V电压输出端分别与所述MCU单元50和光敏传感器10电连接，所述220V电压输出端与所述功率调整单元30的电源输入端电连接。
由上述描述可知，本设实施方式使用高速感应的光敏二极管或三极管，并利用LED灯40的快速响应性，在us级的时间里关闭LED灯40进行外部环境检测试，由于人眼的光生物的视觉暂留原理，所以丝毫察觉不出LED灯40有开关的动作，解决了现有技术中光敏传感器10检测外界光线时存在的闪烁问题。
进一步的，在一实施方式中，所述功率调整单元30包括MOSFET和设置于MOSFET背部的铝合金散热片；
所述MOSFET的漏极电连接所述电源单元20，MOSFET的栅极电连接所述MCU单元50，MOSFET的源极电连接所述LED灯40。
进一步的，在一实施方式中，所述光敏LED灯还包括模/数转换芯片(A/D芯片)，所述光敏传感器10通过所述模/数转换芯片电连接于所述MCU单元50，用于将光敏传感器10检测到的模拟信号转换成数字信号后再发送给MCU单元50，由于A/D芯片的精度远远高于MCU内部集成的AD转换模块，从而大大提高了亮度检测的精度，特别适用于一些对光线精度要求较高的特殊照明场所。
请参阅图3，本发的另一技术方案为：一种光敏LED灯的控制方法，包括步骤：
一种上述光敏LED灯的控制方法，包括步骤：
S1、MCU单元上电初始化；
S2、关闭LED灯，使用高速光敏二极管或调整光敏三极管检测环境的光线强度值；
S3、根据所述光线强度值计算光线补偿量；
S4、开启定时器进行计时，并根据所述光线补偿量控制PWM输出信号，直至定时器溢出，其中，所述PWN输出信号用于点亮LED灯；
S5、循环所述S2至S4直至结束。
由上述描述可知，本发明的有益效果在于，使用高速感应的光敏二、三极管和LED灯的快速响应性，利用人眼的光生物的视觉暂留原理，在us级的时间里关闭LED灯进得外部环境检测试，再根据，MCU对外部环境的光的强度进行AD采样，其得到的AD值进行算法分析，计算出所需要补偿的光强，再以PWM的方式对LED的输出亮度进行控制，从而实现智能识别环境光强实时实现光补偿的效果。
进一步的，所述步骤S2之前还包括步骤：判断是否需要进行光线检测校验。
由上述可知，通过校验可以保证光线检测的准确性。
进一步的，所述步骤S2的执行时长小于10us。
综上所述，本发明提供的光敏LED灯不仅可以根据外界光线亮度调整LED灯40的输出功率，并且光敏传感器10检测速率高，不会产生LED闪烁现象，进一步的本发明光敏LED灯还可以根据外设的A/D芯片对光线模拟信号进行转换，提高光线采集以及对LED灯40功率控制的精度，满足对光线值精度要求高的照明场所。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种光敏LED灯的控制方法，其特征在于，包括步骤：
S1、MCU单元上电初始化；
S2、关闭LED灯，使用高速光敏二极管或调整光敏三极管检测环境的光线强度值；
S3、根据所述光线强度值计算光线补偿量；
S4、开启定时器进行计时，并根据所述光线补偿量控制PWM输出信号，直至定时器溢出，其中，所述PWM输出信号用于点亮LED灯；
S5、循环所述S2至S4直至结束；
所述步骤S2的执行时长小于10us；
所述光敏LED灯包括电源单元、MCU单元、光敏传感器、功率调整单元和LED灯；
所述MCU单元、光敏传感器和功率调整单元的电源输入端分别与所述电源单元电连接；
所述光敏传感器的输出端和功率调整单元的控制输入端分别与MCU单元电连接，所述功率调整单元的输出端与所述LED灯电连接。
2.根据权利要求1所述的光敏LED灯的控制方法，其特征在于，所述步骤S2之前还包括步骤：判断是否需要进行光线检测校验。
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