CN107155243B - 一种led灯光控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及照明技术领域，尤其涉及一种LED灯光控制方法及装置，该方法通过计算用户输入的灯光调节指令的调节范围，首先根据计算得到的“整数”部分控制点亮的LED灯珠的数量，保证了灯光调节的范围足够大；然后根据计算得到的“小数”部分采用PWM灯光调节方式调节目前点亮的LED灯珠的亮度，保证了灯光调节的平滑性；本发明的灯光调节方法不仅保证了灯光调节的范围足够大，同时确保灯光调节的精度，从而提高了LED灯光调节的效率，改善了用户体验。
Description
技术领域
本申请涉及照明技术领域，尤其涉及一种LED灯光控制方法及装置。
背景技术
目前，由于LED光源以寿命长、无污染、光效高等特点，LED灯越来越多地被应用在各种照明设备和装饰设备当中，从而对LED灯也提出了不同需求，如可以调节LED灯的亮度、灯光色温及颜色等。同时，智能灯光控制也是人们一直追求的生活品质。
现有的LED灯光通常采用两种方式来进行控制，一种是通过改变点亮的LED灯珠的数量来调节亮度；一种是保持点亮的led灯珠的数量不变，通过改变LED的电压或者电流的方式来调节亮度，如常见的PWM调光。
然而，在实际应用中，上述两种LED灯光控制方式各有优缺点，前者虽然可以实现LED灯光亮度的大范围调节，但该调节方式是有差调节，造成用户使用体验不佳；或者虽然可以实现无级调节即平滑调节，但由于调节的是LED的电压或者电流，如果大幅度的进行调节，会造成LED的电压或者电流过大或者过小，从而严重影响LED灯珠的使用寿命。因此，上述两种LED灯光控制方式仍然存在调节效率低下的问题。
因此，有待提出一种既能大范围调节LED灯光的亮度又能实现LED无级调节的灯光控制方法，来进一步提高LED灯光调节的效率。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种LED灯光控制方法，所述方法包括如下步骤：
S1，接收用户的灯光控制指令，所述灯光控制指令为平滑或者线性调节指令；
S2，计算需要打开或者关闭的LED灯珠的数量和灯光调节余量；
S3，根据所述计算打开或者关闭所述数量的LED灯珠；
S4，根据所述计算得到的所述灯光调节余量通过PWM调光方式对当前点亮的LED灯珠进行亮度调节。
作为一种优选的实施方式，所述LED灯光的所有灯珠以阵列的方式排布，LED的所述打开或者关闭以特定的阵列控制。
作为一种优选的实施方式，所述步骤S2还包括：所述打开或者关闭的LED灯珠数量为：∆L=[∆d/D*L]，其中，∆d为用户的灯光控制指令调节的距离，所述D为用户可调节的灯光控制指令的最大调节距离，所述L为LED灯珠的总数量。
作为一种优选的实施方式，所述∆L=[∆d/D*L]具体为：如果用户的调节指令为预设正方向调节，则∆L=[∆d/D*L]为向上取整；如果用户的调节指令为预设正方向的反方向调节，则∆L=[∆d/D*L]为向下取整。
作为一种优选的实施方式，所述步骤S2还包括：所述灯光调节余量的计算方法为：如果所述∆L=[∆d/D*L]为向上取整，则∆M=([∆d/D*L]- ∆L)*M，其中，M为所述LED灯珠在标准状态下的光通量，∆M为所述PWM调光方式对当前点亮的LED灯珠的光通量进行减弱调整的数值；如果所述∆L=[∆d/D*L]为向下取整，则∆M=(∆L-[∆d/D*L])*M，其中，M为所述LED灯珠在标准状态下的光通量，∆M为所述PWM调光方式对当前点亮的LED灯珠的光通量进行减弱调整的数值。
此外，本发明提出了一种LED灯光控制装置，所述装置包括如下模块：
LED调光指令接收单元，用于接收用户的灯光控制指令，所述灯光控制指令为平滑或者线性调节指令；
计算单元，用于计算需要打开或者关闭的LED灯珠的数量和灯光调节余量；
PWM调光控制单元，用根据所述计算得到的所述灯光调节余量通过PWM调光方式对当前点亮的LED灯珠进行亮度调节；
LED开关控制单元，用于根据所述计算打开或者关闭所述数量的LED灯珠；
LED灯珠阵列，所述LED灯光的所有灯珠以阵列的方式排布，LED的所述打开或者关闭以特定的阵列控制；
所述LED调光指令接收单元发送调光指令给所述计算单元，所述计算单元将计算结果发送给所述PWM调光控制单元和所述LED开关控制单元，所述PWM调光控制单元和所述LED开关控制单元打开或者关闭以特定的LED灯珠阵列和/或调节所述LED灯珠阵列的亮度。
作为一种优选的实施方式，所述计算单元还包括：所述打开或者关闭的LED灯珠数量为：∆L=[∆d/D*L]，其中，∆d为用户的灯光控制指令调节的距离，所述D为用户可调节的灯光控制指令的最大调节距离，所述L为LED灯珠的总数量。
作为一种优选的实施方式，所述∆L=[∆d/D*L]具体为：如果用户的调节指令为预设正方向调节，则∆L=[∆d/D*L]为向上取整；如果用户的调节指令为预设正方向的反方向调节，则∆L=[∆d/D*L]为向下取整。
作为一种优选的实施方式，所述计算单元还包括：所述灯光调节余量的计算方法为：如果所述∆L=[∆d/D*L]为向上取整，则∆M=([∆d/D*L]- ∆L)*M，其中，M为所述LED灯珠在标准状态下的光通量，∆M为所述PWM调光方式对当前点亮的LED灯珠的光通量进行减弱调整的数值；如果所述∆L=[∆d/D*L]为向下取整，则∆M=(∆L-[∆d/D*L])*M，其中，M为所述LED灯珠在标准状态下的光通量，∆M为所述PWM调光方式对当前点亮的LED灯珠的光通量进行减弱调整的数值。
本发明提出了一种LED灯光控制方法与装置，通过计算用户输入的灯光调节指令的调节范围，首先根据计算得到的“整数”部分控制点亮的LED灯珠的数量，保证了灯光调节的范围足够大；然后根据计算得到的“小数”部分采用PWM灯光调节方式调节目前点亮的LED灯珠的亮度，保证了灯光调节的平滑性；本发明的灯光调节方法不仅保证了灯光调节的范围足够大，同时确保灯光调节的精度，从而提高了LED灯光调节的效率，改善了用户体验。
附图说明
图1是本发明的一种LED灯光控制装置模块示意图。
图2是本发明的一种LED灯珠阵列的示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施例。
实施例一：
本发明提出一种LED灯光控制方法，所述方法包括如下步骤：
S1，接收用户的灯光控制指令，所述灯光控制指令为平滑或者线性调节指令；该指令可以是用户在触摸屏上连续的或者是间断的滑动操作，也可以是用户连续点击或者长按遥控器的灯光控制按钮的操作。如果是用户连续的滑动操作，则将该连续的滑动操作作为用户的灯光控制指令；如果是用户间断的滑动操作，则将该多次间断的滑动操作的总体作为用户的灯光控制指令，具体的，可以是该多次间断的滑动操作的总滑动距离、总的滑动时长等，在此不做限制。此外，如果是是用户连续点击遥控器的灯光控制按钮的操作，则将用户总的点击次数作为用户的灯光控制指令；如果是是用户长按遥控器的灯光控制按钮的操作，则将用户长按的时长作为用户的灯光控制指令。
S2，计算需要打开或者关闭的LED灯珠的数量和灯光调节余量；所述计算可以基于现有技术中的单片机等芯片得以实现，在此不做限制。
S3，根据所述计算打开或者关闭所述数量的LED灯珠；该打开或者关闭操作是基于前一灯光状态进行的调节，前一灯光状态可以是所有或者部分LED灯珠点亮或者关闭的状态；因此，步骤S2中当前的所述计算也是基于前一灯光状态进行的计算。
S4，根据所述计算得到的所述灯光调节余量通过PWM调光方式对当前点亮的LED灯珠进行亮度调节。上述PWM调光方式仅仅对上述步骤S3进行调节后的当前点亮的LED灯珠进行灯光亮度调节，该PWM调光方式具体为调节LED供电电路的占空比从而控制LED电路的供电电压来实现该调光功能。该PWM调光方式的调光频率受上述单片机等芯片的控制，从而实现灯光亮度的精确调节。
作为一种优选的实施方式，所述LED灯光的所有灯珠以阵列的方式排布，LED的所述打开或者关闭以特定的阵列控制。为了实现最佳的灯光亮度体验，所有LED灯珠以特定的阵列方式排布，进一步的，不同点亮数量的LED灯珠同样对应不同的点亮阵列，例如，如图2所示，如果前一状态点亮的LED灯珠数量为9个，对应点亮的LED灯珠分别为；1、31、23、32、25、33、27、34、21；根据用户的控制指令计算得到当前应当点亮的LED灯珠数量为8个，则获取点亮灯珠数量为8的应当点亮的LED的阵列，例如，该阵列对应点亮的LED灯珠分别为；21、22、23、24、25、26、27、28，此时，将点亮灯珠数量为9的点亮的LED的阵列切换为点亮灯珠数量为8的点亮的LED的阵列，由此保证灯光亮度的均匀性。此外，同样数量的点亮灯珠的阵列可以有多种，例如，点亮灯珠数量为8的应当点亮的LED的阵列除了上述示例外，还可以是灯珠31、23、32、25、33、27、34、21。用户可以预先设置同样点亮灯珠数量的LED的阵列，以在用户输入灯光调节指令后自动调用对应的LED阵列的点亮模式。需要说明的是，上述阵列仅仅为一种示例性的实施方式，上述点亮的LED的阵列的切换方式同样为一种示例性的实施方式。实际中基于以上方式的变化均在本申请的保护范围内。
作为一种优选的实施方式，所述步骤S2还包括：所述打开或者关闭的LED灯珠数量为：∆L=[∆d/D*L]，其中，∆d为用户的灯光控制指令调节的距离，所述D为用户可调节的灯光控制指令的最大调节距离，所述L为LED灯珠的总数量。上述∆L的计算方法是基于用户输入的灯光控制指令调节的距离占用户可调节的灯光控制指令的最大调节距离的比值与打开或者关闭的LED灯珠数量占LED灯珠的总数量的比值正相关的原理；此外，还可以为上述∆L的计算设置调节系数k，即∆L=k*[∆d/D*L]，该系数k可以由用户根据实际需要设定，也可以由厂家预先设定，两种设定方式均可以是动态的或者是可调节的，以满足不同照明场景的需求。
作为一种优选的实施方式，所述∆L=[∆d/D*L]具体为：如果用户的调节指令为预设正方向调节，则∆L=[∆d/D*L]为向上取整；如果用户的调节指令为预设正方向的反方向调节，则∆L=[∆d/D*L]为向下取整。例如，当用户输入的调节指令为增加灯光亮度，即正向调节，并经计算得到∆d/D*L=5.6，则向上取整，需要在原有基础上点亮的LED数量为∆L=6，这种计算取整方法是为了在满足照明亮度需求的条件下保证调整后点亮的LED灯珠的工作电压不高于额定工作电压，以保证LED的工作寿命不受灯光亮度调节的影响。基于同样的原理，当用户输入的调节指令为减弱灯光亮度，即反向调节，并经计算得到∆d/D*L=5.6，则向下取整，需要在原有基础上点亮的LED数量为∆L=5，这种计算取整方法是为了在满足照明亮度需求的条件下保证调整后点亮的LED灯珠的工作电压不高于额定工作电压，以保证LED的工作寿命不受灯光亮度调节的影响。
作为一种优选的实施方式，所述步骤S2还包括：所述灯光调节余量的计算方法为：如果所述∆L=[∆d/D*L]为向上取整，则∆M=([∆d/D*L]- ∆L)*M，其中，M为所述LED灯珠在标准状态下的光通量，∆M为所述PWM调光方式对当前点亮的LED灯珠的光通量进行减弱调整的数值；如果所述∆L=[∆d/D*L]为向下取整，则∆M=(∆L-[∆d/D*L])*M，其中，M为所述LED灯珠在标准状态下的光通量，∆M为所述PWM调光方式对当前点亮的LED灯珠的光通量进行减弱调整的数值。同样基于以上的计算原理和以上的实施方式，在用户正向调节的情况下，由于上述LED灯珠点亮数量大于用户对灯光亮度调节的需求，因此，增加PWM调光部分，以弥补上述灯光调节的差值，即，还需要减弱标准led灯光亮度为∆M=6-5.6=0.4的光通量，这部分灯光亮度的调节则基于PWM调光，以保证灯光亮度调节的准确性。同样，在用户反向调节的情况下，由于上述LED灯珠点亮数量小于用户对灯光亮度调节的需求，因此，增加PWM调光部分，以弥补上述灯光调节的差值，即，还需要增加标准led灯光亮度为∆M=5.6-5=0.6的光通量，这部分灯光亮度的调节则基于PWM调光，以保证灯光亮度调节的准确性。由此可见，通过控制LED灯珠点亮的数量并结合PWM调光，可以实现对LED光源的亮度的准确调节，同时避免了LED灯珠电压过高造成对其寿命的影响。
实施例二：
此外，如图1所示，本发明提出了一种LED灯光控制装置，所述装置包括如下模块：
LED调光指令接收单元，用于接收用户的灯光控制指令，所述灯光控制指令为平滑或者线性调节指令；该指令可以是用户在触摸屏上连续的或者是间断的滑动操作，也可以是用户连续点击或者长按遥控器的灯光控制按钮的操作。如果是用户连续的滑动操作，则将该连续的滑动操作作为用户的灯光控制指令；如果是用户间断的滑动操作，则将该多次间断的滑动操作的总体作为用户的灯光控制指令，具体的，可以是该多次间断的滑动操作的总滑动距离、总的滑动时长等，在此不做限制。此外，如果是是用户连续点击遥控器的灯光控制按钮的操作，则将用户总的点击次数作为用户的灯光控制指令；如果是是用户长按遥控器的灯光控制按钮的操作，则将用户长按的时长作为用户的灯光控制指令。
计算单元，用于计算需要打开或者关闭的LED灯珠的数量和灯光调节余量；所述计算可以基于现有技术中的单片机等芯片得以实现，在此不做限制。
PWM调光控制单元，用根据所述计算得到的所述灯光调节余量通过PWM调光方式对当前点亮的LED灯珠进行亮度调节；
LED开关控制单元，用于根据所述计算打开或者关闭所述数量的LED灯珠；该打开或者关闭操作是基于前一灯光状态进行的调节，前一灯光状态可以是所有或者部分LED灯珠点亮或者关闭的状态；因此，步骤S2中当前的所述计算也是基于前一灯光状态进行的计算。
LED灯珠阵列，所述LED灯光的所有灯珠以阵列的方式排布，LED的所述打开或者关闭以特定的阵列控制；为了实现最佳的灯光亮度体验，所有LED灯珠以特定的阵列方式排布，进一步的，不同点亮数量的LED灯珠同样对应不同的点亮阵列，例如，如图2所示，如果前一状态点亮的LED灯珠数量为9个，对应点亮的LED灯珠分别为；1、31、23、32、25、33、27、34、21；根据用户的控制指令计算得到当前应当点亮的LED灯珠数量为8个，则获取点亮灯珠数量为8的应当点亮的LED的阵列，例如，该阵列对应点亮的LED灯珠分别为；21、22、23、24、25、26、27、28，此时，将点亮灯珠数量为9的点亮的LED的阵列切换为点亮灯珠数量为8的点亮的LED的阵列，由此保证灯光亮度的均匀性。此外，同样数量的点亮灯珠的阵列可以有多种，例如，点亮灯珠数量为8的应当点亮的LED的阵列除了上述示例外，还可以是灯珠31、23、32、25、33、27、34、21。用户可以预先设置同样点亮灯珠数量的LED的阵列，以在用户输入灯光调节指令后自动调用对应的LED阵列的点亮模式。需要说明的是，上述阵列仅仅为一种示例性的实施方式，上述点亮的LED的阵列的切换方式同样为一种示例性的实施方式。实际中基于以上方式的变化均在本申请的保护范围内。
所述LED调光指令接收单元发送调光指令给所述计算单元，所述计算单元将计算结果发送给所述PWM调光控制单元和所述LED开关控制单元，所述PWM调光控制单元和所述LED开关控制单元打开或者关闭以特定的LED灯珠阵列和/或调节所述LED灯珠阵列的亮度。
作为一种优选的实施方式，所述计算单元还包括：所述打开或者关闭的LED灯珠数量为：∆L=[∆d/D*L]，其中，∆d为用户的灯光控制指令调节的距离，所述D为用户可调节的灯光控制指令的最大调节距离，所述L为LED灯珠的总数量。上述∆L的计算方法是基于用户输入的灯光控制指令调节的距离占用户可调节的灯光控制指令的最大调节距离的比值与打开或者关闭的LED灯珠数量占LED灯珠的总数量的比值正相关的原理；此外，还可以为上述∆L的计算设置调节系数k，即∆L=k*[∆d/D*L]，该系数k可以由用户根据实际需要设定，也可以由厂家预先设定，两种设定方式均可以是动态的或者是可调节的，以满足不同照明场景的需求。
作为一种优选的实施方式，所述∆L=[∆d/D*L]具体为：如果用户的调节指令为预设正方向调节，则∆L=[∆d/D*L]为向上取整；如果用户的调节指令为预设正方向的反方向调节，则∆L=[∆d/D*L]为向下取整。例如，当用户输入的调节指令为增加灯光亮度，即正向调节，并经计算得到∆d/D*L=5.6，则向上取整，需要在原有基础上点亮的LED数量为∆L=6，这种计算取整方法是为了在满足照明亮度需求的条件下保证调整后点亮的LED灯珠的工作电压不高于额定工作电压，以保证LED的工作寿命不受灯光亮度调节的影响。基于同样的原理，当用户输入的调节指令为减弱灯光亮度，即反向调节，并经计算得到∆d/D*L=5.6，则向下取整，需要在原有基础上点亮的LED数量为∆L=5，这种计算取整方法是为了在满足照明亮度需求的条件下保证调整后点亮的LED灯珠的工作电压不高于额定工作电压，以保证LED的工作寿命不受灯光亮度调节的影响。
作为一种优选的实施方式，所述计算单元还包括：所述灯光调节余量的计算方法为：如果所述∆L=[∆d/D*L]为向上取整，则∆M=([∆d/D*L]- ∆L)*M，其中，M为所述LED灯珠在标准状态下的光通量，∆M为所述PWM调光方式对当前点亮的LED灯珠的光通量进行减弱调整的数值；如果所述∆L=[∆d/D*L]为向下取整，则∆M=(∆L-[∆d/D*L])*M，其中，M为所述LED灯珠在标准状态下的光通量，∆M为所述PWM调光方式对当前点亮的LED灯珠的光通量进行减弱调整的数值。同样基于以上的计算原理和以上的实施方式，在用户正向调节的情况下，由于上述LED灯珠点亮数量大于用户对灯光亮度调节的需求，因此，增加PWM调光部分，以弥补上述灯光调节的差值，即，还需要减弱标准led灯光亮度为∆M=6-5.6=0.4的光通量，这部分灯光亮度的调节则基于PWM调光，以保证灯光亮度调节的准确性。同样，在用户反向调节的情况下，由于上述LED灯珠点亮数量小于用户对灯光亮度调节的需求，因此，增加PWM调光部分，以弥补上述灯光调节的差值，即，还需要增加标准led灯光亮度为∆M=5.6-5=0.6的光通量，这部分灯光亮度的调节则基于PWM调光，以保证灯光亮度调节的准确性。由此可见，通过控制LED灯珠点亮的数量并结合PWM调光，可以实现对LED光源的亮度的准确调节，同时避免了LED灯珠电压过高造成对其寿命的影响。
本发明提出了一种LED灯光控制方法与装置，通过计算用户输入的灯光调节指令的调节范围，首先根据计算得到的“整数”部分控制点亮的LED灯珠的数量，保证了灯光调节的范围足够大；然后根据计算得到的“小数”部分采用PWM灯光调节方式调节目前点亮的LED灯珠的亮度，保证了灯光调节的平滑性；本发明的灯光调节方法不仅保证了灯光调节的范围足够大，同时确保灯光调节的精度，从而提高了LED灯光调节的效率，改善了用户体验。
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效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种LED灯光控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1，接收用户的灯光控制指令，所述灯光控制指令为平滑或者线性调节指令；
S2，计算需要打开或者关闭的LED灯珠的数量和灯光调节余量；
S3，根据所述计算打开或者关闭所述数量的LED灯珠；
S4，根据所述计算得到的所述灯光调节余量通过PWM调光方式对当前点亮的LED灯珠进行亮度调节；
所述步骤S2还包括：所述打开或者关闭的LED灯珠数量为：∆L=[∆d/D*L]，其中，∆d为用户的灯光控制指令调节的距离，所述D为用户可调节的灯光控制指令的最大调节距离，所述L为LED灯珠的总数量；
所述∆L=[∆d/D*L]具体为：如果用户的调节指令为预设正方向调节，则∆L=[∆d/D*L]为向上取整；如果用户的调节指令为预设正方向的反方向调节，则∆L=[∆d/D*L]为向下取整；
所述步骤S2还包括：所述灯光调节余量的计算方法为：如果所述∆L=[∆d/D*L]为向上取整，则∆M=([∆d/D*L]- ∆L)*M，其中，M为所述LED灯珠在标准状态下的光通量，∆M为所述PWM调光方式对当前点亮的LED灯珠的光通量进行减弱调整的数值；如果所述∆L=[∆d/D*L]为向下取整，则∆M=(∆L-[∆d/D*L])*M，其中，M为所述LED灯珠在标准状态下的光通量，∆M为所述PWM调光方式对当前点亮的LED灯珠的光通量进行增加调整的数值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述LED灯光的所有灯珠以阵列的方式排布，LED的所述打开或者关闭以阵列控制。
3.一种LED灯光控制装置，其特征在于，所述装置包括如下模块：
LED调光指令接收单元，用于接收用户的灯光控制指令，所述灯光控制指令为平滑或者线性调节指令；
计算单元，用于计算需要打开或者关闭的LED灯珠的数量和灯光调节余量；
PWM调光控制单元，用根据所述计算得到的所述灯光调节余量通过PWM调光方式对当前点亮的LED灯珠进行亮度调节；
LED开关控制单元，用于根据所述计算打开或者关闭所述数量的LED灯珠；
LED灯珠阵列，所述LED灯光的所有灯珠以阵列的方式排布，LED的所述打开或者关闭以阵列控制；
所述LED调光指令接收单元发送调光指令给所述计算单元，所述计算单元将计算结果发送给所述PWM调光控制单元和所述LED开关控制单元，所述PWM调光控制单元和所述LED开关控制单元打开或者关闭LED灯珠阵列和/或调节所述LED灯珠阵列的亮度；
所述计算单元还包括：所述打开或者关闭的LED灯珠数量为：∆L=[∆d/D*L]，其中，∆d为用户的灯光控制指令调节的距离，所述D为用户可调节的灯光控制指令的最大调节距离，所述L为LED灯珠的总数量；
所述∆L=[∆d/D*L]具体为：如果用户的调节指令为预设正方向调节，则∆L=[∆d/D*L]为向上取整；如果用户的调节指令为预设正方向的反方向调节，则∆L=[∆d/D*L]为向下取整；
所述计算单元还包括：所述灯光调节余量的计算方法为：如果所述∆L=[∆d/D*L]为向上取整，则∆M=([∆d/D*L]- ∆L)*M，其中，M为所述LED灯珠在标准状态下的光通量，∆M为所述PWM调光方式对当前点亮的LED灯珠的光通量进行减弱调整的数值；如果所述∆L=[∆d/D*L]为向下取整，则∆M=(∆L-[∆d/D*L])*M，其中，M为所述LED灯珠在标准状态下的光通量，∆M为所述PWM调光方式对当前点亮的LED灯珠的光通量进行增加调整的数值。
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