CN109302785A - 切相调光控制装置、方法及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种切相调光控制装置、方法及可读存储介质，通过控制所述零点检测电路的检测动作以获取所述零点信息，并根据所述零点信息控制切相控制电路与照明设备的连通/断开，和/或用于接收所述调光指令并发送至所述切相控制电路以控制其与照明设备的连通/断开。本发明能够提供可联网、可调光、可关断的调光控制，并且可以快速、稳定、低干扰地介入各种网络平台和电子设备。

Description

切相调光控制装置、方法及可读存储介质

技术领域

本发明涉及一种照明控制技术领域，特别是涉及一种切相调光控制装置、方法及可读存储介质。

背景技术

目前市场有很多传统灯具没有调光功能，同时这些灯具也不能接入互联网平台进行调光和关断，无法实现远距离控制。而随着切相调光技术的成熟，各种通讯模块的发展，以及嵌入式微控系统普及，使得智能照明设备或系统逐步取代传统的照明控制方式。

目前主流调光技术有前切相调光和后切相调光，因前切相调光技术具有调节精度高、效率高、易操作、成本低等优点，逐步占据了主导地位，但是其在导通瞬间会产生高频谐波干扰、及低频噪声，在当下满是电子设备、智能家电的环境下，其所产生的干扰严重时会导致周围电子设备无法正常工作，长久来看存在较大的隐患，另外，因为前切相调光技术有最低负荷的要求，因而不能完全关段电流。相比于前切相调光技术，后切相调光技术没有最低负荷的要求，可以在单个照明设备或非常小的负荷上实现更好的性能，实现全控开关。

因此，基于后切相调光技术的优势，能够提供一个可联网、可调光、可关断的调光解决方案，从而可以快速、稳定、低干扰地介入各种网络平台和电子设备。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种切相调光控制装置、方法及可读存储介质，用于提供一个可联网、可调光、可关断的调光解决方案，从而可以快速、稳定、低干扰地介入各种网络平台和电子设备。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种切相调光控制装置，应用于照明设备，包括：零点检测电路，用于检测交流电源的波形中经过零点时的动作以获得零点信息；切相控制电路，用于控制与照明设备的连通/断开以实现调光；无线通信模块，用于通信连接外部设备并接收其发送的调光指令；主控制电路，用于控制所述零点检测电路的检测动作以获取所述零点信息，并根据所述零点信息控制切相控制电路与照明设备的连通/断开；和/或，用于接收所述调光指令并发送至所述切相控制电路以控制其与照明设备的连通/断开。

于本发明的一实施例中，所述零点检测电路包括：第一整流桥、及第一光电耦合器。

于本发明的一实施例中，所述主控制电路分别与所述零点检测电路、切相控制电路、无线通信模块电性连接；所述主控制电路采用电平中断方式以控制所述零点检测电路获取零点信息，根据所述零点信息计算得到所述交流电源的波形的周期、以及得到所述交流电源的波形中小于预设电平范围的误差时间。

于本发明的一实施例中，所述切相控制电路包括：第二整流桥、MOS管、及第二光电耦合器；所述切相控制电路通过控制所述第二光电耦合器的开启/关闭，以使所述MOS管实现连通/断开。

于本发明的一实施例中，所述无线通信模块的通信方式包括：蓝牙、WIFI、ZIGBEE、2.4G、NFC、以太网、GSM、及GPRS中一种或多种组合。

于本发明的一实施例中，所述装置还包括：供电电路，用于向所述装置提供电源；保护电路，用于抑制所述交流电源的电磁干扰；所述供电电路分别与所述零点检测电路、及保护电路电性连接；所述保护电路与所述切相控制电路电性连接。

于本发明的一实施例中，所述供电电路通过BUCK芯片、及低压差线性稳压器进行两次降压供电以确保供电稳定性。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种切相调光控制方法，应用于如上述所述的切相调光控制装置，包括如下步骤：S1、根据所述零点信息计算得到所述交流电源的波形的周期、以及得到所述交流电源的波形中小于预设电平范围的误差时间，以生成第一调光时间；S2、检测是否接收调光指令；若是，则根据所述调光指令的调光百分比设置第二调光时间；若否则依据默认所述调光百分比设置第三调光时间；S3、当照明设备开启时，启动定时器并延时所述第一调光时间；S4、所述第一调光时间延时完成就再延时所述第二调光时间或所述第三调光时间；S5、所述第二调光时间或所述第三调光时间延时完成后关闭所述照明设备，并关闭所述定时器；S6、重复上述S2-S5步骤，以实现切相调光控制过程。

于本发明的一实施例中，所述第一调光时间为＝(T-t)/2；其中，T为所述周期，t为所述误差时间。

于本发明的一实施例中，所述第二调光时间或所述第三调光时间为＝X％*(T-t)/2；其中，X为调光百分比

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述所述的切相调光控制方法。

如上所述，本发明的切相调光控制装置、方法及可读存储介质，通过控制所述零点检测电路的检测动作以获取所述零点信息，并根据所述零点信息控制切相控制电路与照明设备的连通/断开，和/或用于接收所述调光指令并发送至所述切相控制电路以控制其与照明设备的连通/断开。达到了以下有益效果：

可联网、可调光、可关断的实现调光控制，并且可以快速、稳定、低干扰地介入各种网络平台和电子设备。

附图说明

图1为本发明实施例中的一种切相调光控制装置的模块示意图；

图2为本发明实施例中的零点检测电路的电路示意图；

图3为本发明实施例中的切相控制电路的电路示意图；

图4为本发明实施例中的一种切相调光控制装置的电路示意图；

图5为本发明实施例中的一种切相调光控制方法的流程示意图。

元件标号说明

101 零点检测电路

102 切相控制电路

103 无线通信模块

104 主控制电路

105 供电电路

106 保护电路

S1～S6 方法步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1所示，展示本发明实施例中的一种切相调光控制装置的模块示意图，如图所示，本装置包括：零点检测电路101、切相控制电路102、无线通信模块103、及主控制电路104。所述主控制电路104分别与所述零点检测电路101、切相控制电路102、无线通信模块103电性连接。

于本发明的一实施例中，所述主控制电路104主要通过控制零点检测电路101获取到交流电源正弦波信息，和/或接收来自无线通信模块103的调光指令及调光数据，最后通过切相控制电路102对交流电源形成的波进行延时控制，以实现对照明设备的切相调光。

于本发明的一实施例中，通常交流电源所形成的波为正弦波，而检测零点则为检测当正弦波上升或下降经过零点的动作。

所述过零检测指的是在交流系统中，当波形从正半周向负半周转换时，经过零位时，系统作出的检测，可作开关电路或者频率检测。

于本发明的一实施例中，所述装置还包括：供电电路105、及保护电路106。所述供电电路105分别与所述零点检测电路101、及保护电路106电性连接；所述保护电路106与所述切相控制电路104电性连接。

于本发明的一实施例中，所述供电电路105用于向所述装置提供电源。

于本发明的一实施例中，所述供电电路105通过BUCK芯片、及低压差线性稳压器进行两次降压供电以确保供电稳定性。

于本发明的一实施例中，所述供电电路105通过两级降压方式来提供系统供电的稳定性，可以使主控制电路104、及无线通信模块103的供电更加稳定可靠，且纹波小，提高整个系统的稳定性。如，通过BUCK芯片降压5V后经过低压差线性稳压器最终降压到3.3V。

于本发明的一实施例中，所述保护电路106用于抑制所述交流电源的电磁干扰。

如图2所示，展示本发明实施例中的零点检测电路的电路示意图，如图所示，所述零点检测电路包括：第一整流桥、及第一光电耦合器。

于本发明的一实施例中，所述零点检测电路用于检测交流电源的波形中经过零点时的动作以获得零点信息。

于本发明的一实施例中，零点检测通过对交流电源正弦波整流后得到馒头波，给所述第一光电耦合器输入的发光二极管供电，由于此发光二极管导通电压VF的限制，当馒头波电压高于VF时，发光二极管导通，当馒头波电压低于VF时，发光二极管截止。利用这个原理来近似检测零点，然后利用主控制电路检测可以补偿这个近似点。

举例来说，交流电源为正玄波，经过全波整流后得到2倍频率的馒头波，而所述第一光电耦合器的输入二极管Vf是0.7V，大于0.7V导通，低于0.7V关断。主控制电路有边沿中断功能，通过设定上升沿中断就可以得到两个上升沿中断的时间，从而可以得到整流后馒头波的周期T以及频率f。主控制电路设定上升沿后又设定成下降沿，这就可以定时得到每个馒头波周期低于0.7V区域的时间t，即误差时间，得到这个t是为了后面延时T/2馒头波的准确性，是一个修正值，为后沿切相做准备。

如图3所示，展示本发明实施例中的切相控制电路的电路示意图。如图所示，所述切相控制电路包括：第二整流桥、MOS管、及第二光电耦合器。

于本发明的一实施例中，所述切相控制电路还包括：稳压管、电容、及电阻。

于本发明的一实施例中，所述切相控制电路用于控制与照明设备的连通/断开以实现调光。

于本发明的一实施例中，所述切相控制电路通过控制所述第二光电耦合器的开启/关闭，以使所述MOS管实现连通/断开。

于本发明的一实施例中，所述切相控制电路主要是通过所述第二整流桥和所述MOS管来实现的。其中，所述稳压管为MOS管栅极提供驱动电压，当所述第二光电耦合器导通，所述MOS管栅极与所述稳压管接通，使所述MOS管导通，从而使电路中的电通过所述第二整流桥内的二极管、MOS管并向照明设备供电；一旦所述第二光电耦合器截止，所述MOS管关断，则停止向照明设备供电。当检测到零点后，对所述MOS管进行开关操作，就可实现对照明设备的切相调光了。

于本发明的一实施例中，后沿切相调光的实现是在零点检测基础上开展的，利用检测到的馒头波周期T以及每个馒头波低于0.7V区域的时间t来实现调光。

举例来说，主控制电路设定上升沿中断，如有中断，启动光电耦合器来开通MOS管，延时(T-t)/2后，如果接收到的调光数据是x％，则再延时x％*(T-t)/2后关闭光耦来关断MOS管，总体上采用这种方法来进行后沿切相调光。

于本发明的一实施例中，无线通信模块用于通信连接外部设备并接收其发送的调光指令。

于本发明的一实施例中，所述外部设备包括终端设备，如智能手机、平板电脑、台式电脑、服务器、车载终端、智能手表等。

于本发明的一实施例中，所述无线通信模块的通信方式包括：蓝牙、WIFI、ZIGBEE、2.4G、NFC、以太网、GSM、GPRS中一种或多种组合。

于本发明的一实施例中，所述无线通信模块的通信连接可以是一个或多个有线和/或无线网络的任何合适的组合形式。例如，通信方式可以包括物联网、互联网、内联网、广域网(WAN)、局域网(LAN)、无线网络、数字用户线(DSL)网络、帧中继网络、异步传输模式(ATM)网络、虚拟专用网络(VPN)和/或任何其它合适的通信网络中的任何一个或多个。

于本发明的一实施例中，无线通信模块根据不同无线通信串口协议编写匹配的串口协议，以实现对本发明所述装置发送调光指令及调光数据。另外，通过无线通信模块还可以获取照明设备信息数据，或以多种方式从互联网平台获取各种终端指令，如调光信息以及查询灯具状态信息。

于本发明的一实施例中，主控制电路用于控制所述零点检测电路的检测动作以获取所述零点信息，并根据所述零点信息控制切相控制电路与照明设备的连通/断开；和/或，用于接收所述调光指令并发送至所述切相控制电路以控制其与照明设备的连通/断开。

于本发明的一实施例中，所述主控制电路可以由微控制器构成。

举例来说，所述主控制电路可有是20位微控制器，如PIC16F509型号单片机，其中第2管脚可电性连接零点检测电路，第5管脚可电性连接切相控制电路，第18管脚可设置为定时器等。

于本发明的一实施例中，所述主控制电路采用电平中断方式以控制所述零点检测电路获取零点信息，根据所述零点信息计算得到所述交流电源的波形的周期、以及得到所述交流电源的波形中小于预设电平范围的误差时间。

举例来说，交流电源为正玄波，经过全波整流后得到2倍频率的馒头波，而光电耦合器的输入二极管Vf是0.7V，大于0.7V导通，低于0.7V关断。主控制电路有边沿中断功能，通过设定上升沿中断就可以得到两个上升沿中断的时间，从而可以得到整流后馒头波的周期T以及频率f。主控制电路设定上升沿后又设定成下降沿，这就可以定时得到每个馒头波周期低于0.7V区域的时间t，即得到所述交流电源的波形中小于预设电平范围的误差时间。

于本发明的一实施例中，所述切相调光控制装置详细具体的电路图如图4所示。

其中，所述切相调光控制装置还可接入程序下载模块，以对所述主控制电路烧入程序。

如图5所示，展示本发明实施例中的一种切相调光控制方法的流程示意图。如图所示，所述方法应用于如上述所述的切相调光控制装置，包括如下步骤：

步骤S1：根据所述零点信息计算得到所述交流电源的波形的周期、以及得到所述交流电源的波形中小于预设电平范围的误差时间，以生成第一调光时间。

通常来讲，后切相调光是开关在半周期开始时导通，经过与调光位置相对应的一段时间后断开，并将断开状态保持至半周期结束，经过零点后，重复相同操纵。

于本发明的一实施例中，交流电源正玄波经过全波整流，给光电耦合器输入的发光二极管供电，由于此发光二极管导通电压VF的限制，当馒头波电压高于VF时，发光二极管导通，当馒头波电压低于VF时，发光二极管截止，如光电耦合器的输入二极管的限制电压设为是0.7V，那么大于0.7V则导通，低于0.7V则关断，利用这个原理来近似检测零点。

再通过主控制电路的边沿中断功能，设定上升沿中断就可以得到两个上升沿中断的时间，从而可以得到整流后馒头波的周期T；主控制电路设定上升沿后再设定成下降沿，这就可以定时得到每个馒头波周期低于0.7V电平范围的误差时间t。

于本发明的一实施例中，所述第一调光时间为＝(T-t)/2；其中，T为所述周期，t为所述误差时间。

步骤S2：检测是否接收调光指令；若是，则根据所述调光指令的调光百分比设置第二调光时间；若否则依据默认所述调光百分比设置第三调光时间。

于本发明的一实施例中，所述调光百分比可以理解为将正弦波整流后的馒头波的半个周期分成100份，即把(T-t)/2分成100份等于(T-t)/200。

于本发明的一实施例中，所述第二调光时间或所述第三调光时间为＝X％*(T-t)/2；其中，X为调光百分比。

于本发明的一实施例中，调光数据百分比(x％)来自无线模块，主控制电路通过与无线通信模块进行串口通讯获得。

于本发明的一实施例中，通过串口接收中断接收调光指令以及调光数据x％，如果没有接收到调光数据就使用默认的调光数据x’％。并进行处理映射成与灯具亮度百分比匹配的二进制数(8位)X。

举例来说，调光百分比X可以为20，即在原有光的基础上调整20％。所述默认的调光数据x’％可以设定为20％或30％。

于本发明的一实施例中，调光百分比X还可以映射成与灯具亮度百分比匹配的8位二进制数，以便于主控制电路或微处理器进行读取与处理。

步骤S3：当照明设备开启时，启动定时器并延时所述第一调光时间。

于本发明的一实施例中，当照明设备开启，启动定时器并延时所述第一调光时间以进行切相调光，所述定时器的延时处理，可理解为切相处理。

步骤S4：所述第一调光时间延时完成就再延时所述第二调光时间或所述第三调光时间。

于本发明的一实施例中，根据是否检测到调光指令，以选择再延时所述第二调光时间还是所述第三调光时间。

步骤S5：所述第二调光时间或所述第三调光时间延时完成后关闭所述照明设备，并关闭所述定时器。

于本发明的一实施例中，因为所述切相控制电路的MOS管控制着传输至照明设备的电源电路，因交流电源正弦波的特点，所述关闭所述照明设备，即为通过MOS管断开电源电路以使所述照明设备关闭。此时，即完成该周期的切相调光，经过与调光位置相对应的一段时间后断开，并将断开状态保持至半周期结束，当经过零点后，再重复上述操作。

步骤S6：重复上述S2-S5步骤，以实现切相调光控制过程。

于本发明的一实施例中，所述步骤S2-S5即为一个周期的切相调光过程，重复上述过程即实现完成的切相调光处理。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述所述的切相调光控制方法。

所述计算机可读存储介质，本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序相关的硬件来完成。前述的计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种切相调光控制装置，其特征在于，应用于照明设备，包括：

零点检测电路，用于检测交流电源的波形中经过零点时的动作以获得零点信息；

切相控制电路，用于控制与照明设备的连通/断开以实现调光；

无线通信模块，用于通信连接外部设备并接收其发送的调光指令；

主控制电路，用于控制所述零点检测电路的检测动作以获取所述零点信息，并根据所述零点信息控制切相控制电路与照明设备的连通/断开；和/或，用于接收所述调光指令并发送至所述切相控制电路以控制其与照明设备的连通/断开。

2.根据权利要求1所述的切相调光控制装置，其特征在于，所述零点检测电路包括：第一整流桥、及第一光电耦合器。

3.根据权利要求1所述的切相调光控制装置，其特征在于，所述主控制电路分别与所述零点检测电路、切相控制电路、及无线通信模块电性连接；

所述主控制电路采用电平中断方式以控制所述零点检测电路获取零点信息，根据所述零点信息计算得到所述交流电源的波形的周期、以及得到所述交流电源的波形中小于预设电平范围的误差时间。

4.根据权利要求1所述的切相调光控制装置，其特征在于，所述切相控制电路包括：第二整流桥、MOS管、及第二光电耦合器；所述切相控制电路通过控制所述第二光电耦合器的开启/关闭，以使所述MOS管实现连通/断开。

5.根据权利要求1所述的切相调光控制装置，其特征在于，所述无线通信模块的通信方式包括：蓝牙、WIFI、ZIGBEE、2.4G、NFC、以太网、GSM、及GPRS中一种或多种组合。

6.根据权利要求1所述的切相调光控制装置，其特征在于，所述装置还包括：

供电电路，用于向所述装置提供电源；

保护电路，用于抑制所述交流电源的电磁干扰；

所述供电电路分别与所述零点检测电路、及保护电路电性连接；所述保护电路与所述切相控制电路电性连接。

7.根据权利要求6所述的切相调光控制装置，其特征在于，所述供电电路通过BUCK芯片、及低压差线性稳压器进行两次降压供电以确保供电稳定性。

8.一种切相调光控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1～7中任意一项所述的切相调光控制装置，包括如下步骤：

S1、根据所述零点信息计算得到所述交流电源的波形的周期、以及得到所述交流电源的波形中小于预设电平范围的误差时间，以生成第一调光时间；

S2、检测是否接收调光指令；若是，则根据所述调光指令的调光百分比设置第二调光时间；若否则依据默认所述调光百分比设置第三调光时间；

S3、当照明设备开启时，启动定时器并延时所述第一调光时间；

S4、所述第一调光时间延时完成就再延时所述第二调光时间或所述第三调光时间；

S5、所述第二调光时间或所述第三调光时间延时完成后关闭所述照明设备，并关闭所述定时器；

S6、重复上述S2-S5步骤，以实现切相调光控制过程。

9.根据权利要求8所述的切相调光控制方法，其特征在于，所述第一调光时间为＝(T-t)/2；其中，T为所述周期，t为所述误差时间。

10.根据权利要求9所述的切相调光控制方法，其特征在于，所述第二调光时间或所述第三调光时间为＝X％*(T-t)/2；其中，X为调光百分比。

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求8至10中任意一项所述的切相调光控制方法。