CN104837266A - 一种led日光感应灯智能控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED日光感应灯智能控制装置及方法，包括：光敏IC、单片机控制单元和调光电路，所述光敏IC的输出端与所述单片机控制单元的输入端相连，所述单片机控制单元的输出端与所述调光电路的输入端相连，所述调光电路的输出端与LED日光感应灯相连。本发明提供的一种LED日光感应灯智能控制装置及方法，根据光亮度自动调节灯的亮度，使所照亮区域亮度维持在恒定值，并且调光响应速度快，人眼看不出明显的灯光阶变，还减少了灯的频繁变化，使得灯在短时间内稳定在一个照度，节能的同时延长了灯的使用寿命。

Description

一种LED日光感应灯智能控制装置及方法
技术领域
本发明涉及一种LED日光感应灯智能控制装置及方法，属于照明应用技术领域。
背景技术
随着社会的不断进步与科学技术的不断发展，世界上的大多数国家充分认识到环境对人类发展的重要性，其中能源问题是最为重要也是最为紧迫的问题，要从根本上解决能源问题，节能是关键的也是目前最直接有效的重要措施。在智能照明领域，采用智能控制方法通过检测外界参数进而控制灯的亮度，减少电能的浪费，是一种有效的节能措施。
目前市场上大部分智能节能灯均是采用人体感应节能方案，在环境光暗时，若红外传感器检测到有人则灯亮，一定设定时间内无人则灯灭，这种方案对于一些只有在光线比较暗时才需要照明的场合具有明显有效的节能效果，然而对于需要光线维持在比较亮的办公场合则不具有实用性，更达不到节能的效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种根据光亮度自动调节灯的亮度，使所照亮区域亮度维持在恒定值的LED日光感应灯智能控制装置；进一步地，本发明提供一种根据光亮度自动调节灯的亮度，使所照亮区域亮度维持在恒定值，并且调光响应速度快，人眼看不出明显的灯光阶变的LED日光感应灯智能控制方法；更进一步地，本发明提供一种减少了灯的频繁变化，使得灯在短时间内稳定在一个照度的LED日光感应灯智能控制方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种LED日光感应灯智能控制装置，其特征在于：包括：光敏IC、单片机控制单元和调光电路，所述光敏IC的输出端与所述单片机控制单元的输入端相连，所述单片机控制单元的输出端与所述调光电路的输入端相连，所述调光电路的输出端与LED日光感应灯相连。
所述光敏IC和单片机控制单元的连接接口为模数转换接口。
所述单片机控制单元的输出端为PWM输出。
所述光敏IC在灯罩内的部分用套管遮住。
所述套管的材质为避光材质。
所述避光材质包括黑色聚乙烯。
所述单片机控制单元为MCU。
一种LED日光感应灯智能控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将上述的一种LED日光感应灯智能控制装置初始化；
S2：重启看门狗；
S3：读取光敏IC采集的光照度信息并进行信号处理后输出至单片机控制单元的模数转换接口，得到线性的光照度与A/D值之间的关系，读取光照度A/D值；
S4：根据读取的S3中的光照度A/D值，单片机控制单元采用软件控制算法输出不同的PWM占空比到调光电路；
软件控制算法为：单片机控制单元对光敏IC输入的光照度信息采用多次采样去掉最大最小值取平均的方法，确定某一时间准确的光照度信息；根据要维持的亮度恒定值大小，设置多个光亮度范围，多个光亮度范围对应不同的调光方向和PWM占空比变化步长，根据当前的准确的光照度信息确定其所在的光亮度范围，进而得到对应的调光方向和PWM占空比变化步长；根据得到的调光方向和PWM占空比变化步长，把PWM占空比变化步长平均分为若干个小步长，以达到较好的调光视觉效果；
PWM占空比设置有最小占空比和最大占空比；
S5：当某一时间准确的光照度信息大于要维持的亮度恒定值，且PWM占空比大于最小占空比，则进行PWM占空比减处理，则LED日光感应灯亮度变暗；
S6：当某一时间准确的光照度信息小于要维持的亮度恒定值，且PWM占空比小于最大占空比，则进行PWM占空比增处理，则LED日光感应灯亮度变亮。
所述要维持的亮度恒定值为设置的一个亮度范围，以减少LED日光感应灯的频繁变化，使得LED日光感应灯在短时间内稳定在一个照度。
本发明由光敏IC、单片机控制单元、调光电路组成。光敏IC与单片机控制单元连接，并将光敏IC在灯罩内的部分使用套管，避免灯罩内漏光的影响；单片机控制单元与调光电路连接。光敏IC采集光亮度信息并进行信号处理，输出至单片机控制单元的模拟口，得到线性的光照度与A/D值之间的关系；单片机控制单元根据光敏IC输入的光照度信息采用软件控制算法输出不同的PWM占空比到调光电路，调光电路实现灯的亮度调节，使所照亮区域亮度维持在恒定的照度。
本发明不是根据光线强弱控制灯的亮灭，而是根据光亮度自动调节灯的亮度，使所照亮区域亮度维持在恒定值，发明有如下优点：
1）将光敏IC在灯罩内的部分使用套管遮住，避免了灯罩内漏光的影响，使得采集的照度值准确地反映当前的光亮度信息；
2）光敏IC输入的光照度信息采用多次采样去掉最大最小值取平均的方法，避免了瞬间干扰引起的光的较大变化，进一步增强了采集的光照度信息的准确性和有效性；
3）本发明根据要维持的光亮度值大小，设置多个光亮度范围，对应不同的调光方向和PWM占空比变化步长，具有较好的响应速度；
4）本发明考虑到灯亮度变化的视觉效果，把PWM占空比变化步长分为若干个小步长去实现，使得人眼看不出明显的灯光阶变；
5）本发明将要维持的光亮度设置一个亮度范围，减少灯的频繁变化，使得灯在短时间内稳定在一个照度；
6）本发明考虑到灯从很小的亮度到灭或者从灭到很小的亮度变化的时候，人眼必然会明显的感觉到，进而会打扰人的工作，所以设置了最小占空比，即在灯的开关打开的状态下，灯的最低亮度为以最小PWM占空比输出至调光电路时的亮度；
7）本发明可方便地修改要维持的光照度值；
8）单片机控制单元根据光敏IC输入的光照度信息，采用软件控制算法输出不同的PWM占空比到调光电路，调光电路实现灯的亮度调节，使所照亮区域亮度维持在恒定的照度。
本发明提供的一种LED日光感应灯智能控制装置及方法，根据光亮度自动调节灯的亮度，使所照亮区域亮度维持在恒定值，并且调光响应速度快，人眼看不出明显的灯光阶变，还减少了灯的频繁变化，使得灯在短时间内稳定在一个照度，节能的同时延长了灯的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明智能控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1~2所示，一种LED日光感应灯智能控制装置，其特征在于：包括：光敏IC、单片机控制单元和调光电路，所述光敏IC的输出端与所述单片机控制单元的输入端相连，所述单片机控制单元的输出端与所述调光电路的输入端相连，所述调光电路的输出端与LED日光感应灯相连。
所述光敏IC和单片机控制单元的连接接口为模数转换接口。
所述单片机控制单元的输出端为PWM输出。
所述光敏IC在灯罩内的部分用套管遮住。
所述套管的材质为避光材质。
所述避光材质包括黑色聚乙烯。
所述单片机控制单元为MCU。
一种LED日光感应灯智能控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将上述的一种LED日光感应灯智能控制装置初始化；
S2：重启看门狗；
S3：读取光敏IC采集的光照度信息并进行信号处理后输出至单片机控制单元的模数转换接口，得到线性的光照度与A/D值之间的关系，读取光照度A/D值；
S4：根据读取的S3中的光照度A/D值，单片机控制单元采用软件控制算法输出不同的PWM占空比到调光电路；
软件控制算法为：单片机控制单元对光敏IC输入的光照度信息采用多次采样去掉最大最小值取平均的方法，确定某一时间准确的光照度信息；根据要维持的亮度恒定值大小，设置多个光亮度范围，多个光亮度范围对应不同的调光方向和PWM占空比变化步长，根据当前的准确的光照度信息确定其所在的光亮度范围，进而得到对应的调光方向和PWM占空比变化步长；根据得到的调光方向和PWM占空比变化步长，把PWM占空比变化步长平均分为若干个小步长，以达到较好的调光视觉效果；
PWM占空比设置有最小占空比和最大占空比；
S5：当某一时间准确的光照度信息大于要维持的亮度恒定值，且PWM占空比大于最小占空比，则进行PWM占空比减处理，则LED日光感应灯亮度变暗；
S6：当某一时间准确的光照度信息小于要维持的亮度恒定值，且PWM占空比小于最大占空比，则进行PWM占空比增处理，则LED日光感应灯亮度变亮。
所述要维持的亮度恒定值为设置的一个亮度范围，以减少LED日光感应灯的频繁变化，使得LED日光感应灯在短时间内稳定在一个照度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种LED日光感应灯智能控制装置，其特征在于：包括：光敏IC、单片机控制单元和调光电路，所述光敏IC的输出端与所述单片机控制单元的输入端相连，所述单片机控制单元的输出端与所述调光电路的输入端相连，所述调光电路的输出端与LED日光感应灯相连。
2.根据权利要求1所述的一种LED日光感应灯智能控制装置，其特征在于：所述光敏IC和单片机控制单元的连接接口为模数转换接口。
3.根据权利要求1所述的一种LED日光感应灯智能控制装置，其特征在于：所述单片机控制单元的输出端为PWM输出。
4.根据权利要求1所述的一种LED日光感应灯智能控制装置，其特征在于：所述光敏IC在灯罩内的部分用套管遮住。
5.根据权利要求4所述的一种LED日光感应灯智能控制装置，其特征在于：所述套管的材质为避光材质。
6.根据权利要求5所述的一种LED日光感应灯智能控制装置，其特征在于：所述避光材质包括黑色聚乙烯。
7.根据权利要求1所述的一种LED日光感应灯智能控制装置，其特征在于：所述单片机控制单元为MCU。
8.根据权利要求1~7任一项所述的一种LED日光感应灯智能控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将上述的一种LED日光感应灯智能控制装置初始化；
S2：重启看门狗；
S3：读取光敏IC采集的光照度信息并进行信号处理后输出至单片机控制单元的模数转换接口，得到线性的光照度与A/D值之间的关系，读取光照度A/D值；
S4：根据读取的S3中的光照度A/D值，单片机控制单元采用软件控制算法输出不同的PWM占空比到调光电路；
软件控制算法为：单片机控制单元对光敏IC输入的光照度信息采用多次采样去掉最大最小值取平均的方法，确定某一时间准确的光照度信息；根据要维持的亮度恒定值大小，设置多个光亮度范围，多个光亮度范围对应不同的调光方向和PWM占空比变化步长，根据当前的准确的光照度信息确定其所在的光亮度范围，进而得到对应的调光方向和PWM占空比变化步长；根据得到的调光方向和PWM占空比变化步长，把PWM占空比变化步长平均分为若干个小步长，以达到较好的调光视觉效果；
PWM占空比设置有最小占空比和最大占空比；
S5：当某一时间准确的光照度信息大于要维持的亮度恒定值，且PWM占空比大于最小占空比，则进行PWM占空比减处理，则LED日光感应灯亮度变暗；
S6：当某一时间准确的光照度信息小于要维持的亮度恒定值，且PWM占空比小于最大占空比，则进行PWM占空比增处理，则LED日光感应灯亮度变亮。
9.根据权利要求8所述的一种LED日光感应灯智能控制方法，其特征在于：所述要维持的亮度恒定值为设置的一个亮度范围，以减少LED日光感应灯的频繁变化，使得LED日光感应灯在短时间内稳定在一个照度。
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