CN109862663B - 用于光遮蔽空间的辅助照明方法和光敏led灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于光遮蔽空间的辅助照明方法，应用于光遮蔽空间的辅助照明控制，该光遮蔽空间打开时能够被外部的环境照明所照亮而处于有环境照明状态，该光遮蔽空间闭合时因外部的环境照明被遮蔽而处于无环境照明状态，通过在光遮蔽空间内提供辅助照明的照明装置在照明期间周期性的熄灭，以提供用于环境照明的检测时隙，进而在该检测时隙对环境照明的光照强度进行检测，实现有环境照明时辅助照明点亮，无环境照明时辅助照明熄灭的应用效果。本发明还公开了一种光敏LED灯，应用了上述方法，适用于电气开关柜等光遮蔽空间的安装应用，简便易用，具有很好的应用前景。

Description

用于光遮蔽空间的辅助照明方法和光敏LED灯

技术领域

本发明涉及LED灯领域，尤其涉及一种用于光遮蔽空间的辅助照明的方法和光敏LED灯。

背景技术

电气开关柜由于是个封闭箱体，电气开关柜打开时，电气开关柜内部可以被电气开关柜外的环境照明照亮，但外部环境照明很难对电气开关柜内部进行充足照明，因此电气开关柜通常都需要在内部设置辅助照明，以便于电气开关柜内部的检修，电气开关柜闭合时，电气开关柜外的环境照明被电气开关柜的柜体所遮蔽，在无内部辅助照明时，电气开关柜内部形成一暗室。通常在电气开关柜柜门边设置行程开关，当电气开关柜开启，开启电气开关柜的辅助照明灯，当电气开关柜闭合时，关闭辅助照明灯。但使用行程开关也存在一定的问题，由于电气开关柜长期处于关闭状态，行程开关则长期处于受力状态，可能存在长期受力失效的问题。同时，行程开关需要通过钣金固定件进行固定，因行程开关在电气开关柜固定位置的差异及电气开关柜结构的差异，在不同电气开关柜中，可能需要选择不同行程的行程开关或设计不同的钣金固定件，增加的设备安装的零件和工序。

发明内容

本发明的目的提供一种适用于在电气开关柜等光遮蔽空间的辅助照明方法，在光遮蔽空间内布置提供辅助照明的照明装置，通过检测光遮蔽空间的光照强度的非接触式采集替代传统的如行程开关等接触式采集来进行检测判断，在光遮蔽空间打开并接受外部环境照明时点亮照明装置进行辅助照明，在光遮蔽空间闭合遮蔽外部环境照明时熄灭照明装置以节约能源。

本发明的另一目的是提供一种应用于电气开关柜等光遮蔽空间的光敏LED灯，该光遮蔽空间处于打开状态时，可被外部环境照明照亮，该光遮蔽空间处于闭合状态，可遮蔽外部的环境照明，该光敏LED灯可根据光遮蔽空间的环境照明的光照强度对LED灯进行控制，而无需采用外部电气开关的控制，实现在光遮蔽空间打开且有外部环境照明时亮灯和光遮蔽空间闭合时熄灯的功能。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于光遮蔽空间的辅助照明方法，在光遮蔽空间内进行光照强度的检测，以及在光遮蔽空间内提供可控的辅助照明，设定一个光照强度的判断阈值，当检测到的当前光遮蔽空间内的光照强度大于等于所述判断阈值时，认定为有环境照明，当检测到的当前光遮蔽空间内的光照强度小于所述判断阈值时，认定为无环境照明，并执行以下步骤：

步骤A：当有环境照明时，转步骤B；当无环境照明时，则通过延时，返回当前步骤A；

步骤B：辅助照明点亮T1周期，转步骤C；

步骤C：辅助照明熄灭T2周期，转步骤A。

进一步的，在所述步骤A中，当无环境照明时，转步骤D:延时T3周期，转步骤A。

进一步的，在所述步骤A中，当无环境照明时，转步骤D':辅助照明熄灭T1周期，转步骤C。

进一步的，所述T1周期是0.5-60秒。

进一步的，所述T2周期是10-50毫秒。

本发明还提供了一种光敏LED灯，包括LED灯组、光敏采集模块、控制模块和开关模块，所述光敏采集模块的输出端连接于所述控制模块的输入端，所述控制模块的输出端连接于所述开关模块的控制端，所述LED灯组、开关模块连接构成LED开关回路，所述控制模块驱动所述LED开关回路控制所述LED灯组的点亮和熄灭，其中：

所述光敏采集模块检测光照强度并输出二值的光敏信号，设定一判断阈值，当所述光照强度大于等于所述判断阈值时，所述光敏信号表示为有环境照明，当所述光照强度小于所述判断阈值时，所述光敏信号表示为无环境照明；

所述控制模块包括第一定时器和第二定时器，所述控制模块的控制内嵌控制程序以执行步骤：

步骤S1：开始，上电初始化，LED灯处于熄灭状态；

步骤S2：环境照明检测，识别光敏信号，当识别光敏信号为有环境照明时，转步骤S3；当识别光敏信号为无环境照明时，则通过延时，转步骤S2；

步骤S3：点亮LED灯组，并启动第一定时器，在第一定时器的定时期间，LED灯组保持点亮状态；在第一定时器的定时结束后，转步骤S4；

步骤S4：熄灭LED灯组，并启动第二定时器，在第二定时器的定时期间，LED灯组保持熄灭状态；在第二定时器的定时结束后，转步骤S2。

进一步的，所述控制模块还包括第三定时器，在所述步骤S2中，当识别光敏信号为无环境照明时，转步骤S5:启动第三定时器，在第三定时器定时结束后，转步骤S2。

进一步的，在所述步骤S2中，当识别光敏信号为无环境照明时，转步骤S5':启动第一定时器，在第一定时器的定时期间，LED灯组保持熄灭状态；在第一定时器结束后，转步骤S4。

进一步的，所述第一定时器的定时周期是0.5-60秒。

进一步的，所述第二定时器的定时周期是10-50毫秒。

进一步的，所述第三定时器的定时周期是50毫秒-1000毫秒。

进一步的，所述开关模块包括半导体开关器件，所述半导体开关器件是场效应开关管。

进一步的，所述光敏采集模块包括光敏器件，所述光敏器件是光敏三极管。

本发明的有益效果：

本发明的用于光遮蔽空间的辅助照明方法，通过在光遮蔽空间内提供辅助照明的照明装置的照明期间做周期性的熄灭，以提供用于环境照明的检测时隙，进而在该检测时隙对环境照明进行检测，实现有环境照明时辅助照明点亮，无环境照明时辅助照明熄灭的应用效果。

相较于现有技术，对于如电气开关柜这类光遮蔽空间的开启与否，通常都是采用在舱门的位置布置接触式开关进行判断，然而，本案发明人突破惯性思维，通过光敏采集模块(非接触式)对光遮蔽空间的光照强度的变化以判断舱门的开启与否，即采用间接采集判断的方式替代了传统的直接接触采集的方式，从而具有技术优势。具体地说，本发明通过在LED灯辅助照明期间周期性的熄灭LED灯，以提供用于环境照明的检测时隙，进而在该检测时隙对环境照明进行检测，实现有环境照明时LED灯点亮，无环境照明时LED灯熄灭的应用效果，从而无需通过装置外部的开关器件对LED灯进行开关控制。本发明的光敏LED灯，由于采用非接触式光敏采集判断实现，不仅简便易用，且具有长久使用寿命(可靠性高)，适用于电气开关柜等设施的内部辅助照明，具有很好的应用前景。

附图说明

图1是本发明的光敏LED灯的原理框图；

图2是本发明的光敏LED灯的控制流程图的第一实施例；

图3是本发明的光敏LED灯的控制流程图的第二实施例；

图4是本发明的光敏LED灯的一个较佳实施例的电路原理图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1所示，本发明公开了一种光敏LED灯，包括光敏采集模块10、控制模块20、开关模块30和LED灯组40，光敏采集模块10和控制模块20的输入连接，控制模块20的输出和开关模块30的控制端连接，开关模块30和LED灯组40连接组成LED开关电路。

光敏采集模块10识别环境照明和LED灯组40辅助照明的光照强度，输出光敏信号给控制模块20，光敏信号通过高低电平分别指示有照明或无照明，光敏采集模块10设有判断阈值，当检测到光照强度大于等于判断阈值时，光敏信号表示为有照明，当检测到光照强度小于判断阈值时，光敏信号表示为无照明，具体的，光敏信号为高电平或低电平；控制模块20识别光敏信号的电平，形成控制逻辑并输出控制信号；控制信号控制开关模块30以开关驱动LED灯组40的点亮或熄灭。这里的环境照明是指除LED灯自身的辅助照明外的连续照明，包括日光照明、节能灯照明和直流驱动的LED灯照明。

光敏采集模块10输出的光敏信号的状态包括：

(1)在有环境照明，无LED辅助照明时，光敏信号输出指示有照明；

(2)在有环境照明，有LED辅助照明时，光敏信号输出指示有照明；

(3)在无环境照明，有LED辅助照明时，光敏信号输出指示有照明；

(4)在无环境照明，无LED辅助照明时，光敏信号输出指示无照明。

因此为周期性的识别环境照明，在LED辅助照明期间需要周期性的熄灭LED灯组40，以提供检测时隙，并在该检测间隙进行环境照明的检测，此时当光敏信号识别为无照明时，即指示无环境照明；当光敏信号识别为有照明时，即指示有环境照明。因此，在控制模块20中设置了第一定时器22和第二定时器23，以周期性的点亮和熄灭LED灯组40。

如图2所示，控制模块20的控制流程的第一实施例，包括步骤：

步骤S1：开始，上电初始化，LED灯处于熄灭状态；

步骤S2：环境照明检测，当识别为有环境照明时，转步骤S3；当识别为无环境照明时，转步骤S5；

步骤S3：点亮LED灯，并启动第一定时器，在第一定时器的定时期间，LED灯保持点亮状态；在第一定时器的定时结束后，转步骤S4；

步骤S4：熄灭LED灯，并启动第二定时器，在第二定时器的定时期间，LED灯保持熄灭状态；在第二定时器的定时结束后，转步骤S2；

步骤S5：启动第三定时器，在第三定时器的定时结束后，转步骤S2。

在控制模块20的控制流程的第一实施例中，控制模块20启动了三个定时器，第一定时器和第二定时器用于分别控制LED灯照明的周期性点亮和熄灭，并在LED灯熄灭时，周期性地进行环境照明检测。

如图3所示，控制模块20的控制流程的第二实施例，包括步骤：

步骤S1：开始，上电初始化，LED灯处于熄灭状态；

步骤S2：环境照明检测，当识别有环境照明时，转步骤S3；当未检测到环境照明时，转步骤S5’；

步骤S3：点亮LED灯，并启动第一定时器，在第一定时器的定时期间，LED灯保持点亮状态；在第一定时器的定时结束后，转步骤S4；

步骤S4：熄灭LED灯，并启动第二定时器，在第二定时器的定时期间，LED灯保持熄灭状态；在第二定时器的定时结束后，转步骤S2；

步骤S5’：启动第一定时器，在第一定时器的定时期间，LED灯保持熄灭状态，在第一定时器的定时结束后，转步骤S4。

在该控制流程的第二实施例中，控制模块20启动两个定时器分别控制LED灯照明的周期性点亮和熄灭，并将环境照明检测的周期内嵌至第一定时器S22和第二定时器S24的定时周期之中。

因此具体的，在控制模块20关断LED驱动电路熄灭LED灯组40时，控制模块20周期性地进行环境照明检测，识别光敏信号的电平，当该电平表示有环境照明时，控制模块20输出控制信号开关点亮LED灯组40，并在第一定时器22的定时周期内保持点亮；当该电平表示检测到无照明时，控制模块20的输出端输出控制信号熄灭LED灯组40，并在第二定时器周期内保持熄灭。为了摒除LED灯余辉的影响，同时不让人眼感知在LED灯的闪烁，优选的，第二定时器23的定时周期很短，为10毫秒-50毫秒；与之相对的，为便于单片机的定时控制及合适的关灯延时，优选的，第一周期的为0.5秒-60秒。

本具体实施例的一示例性应用场景，本光敏LED灯应用于电气开关柜中，电气开关柜外有环境照明，当电气开关柜的柜门打开，光敏LED灯可识别到电气开关柜外部的环境照明，光敏LED灯点亮；电气开关柜的柜门闭合，外部的环境照明被遮蔽，光敏LED灯识别为无环境照明，光敏LED灯熄灭。

实施例三：

如图4所示，本发明公开了一种光敏LED灯的具体实施例的电路原理图，在本具体实施例中，光敏采集模块10中的光敏器件为光敏三极管Q3，控制模块20的核心器件为单片机U1，开关模块30的开关器件为半导体开关管Q2，本具体实施例包括LED灯组40，及由光敏三极管Q3、单片机U1和半导体开关管Q2组成的LED灯组40的控制电路，在本示例性应用中：光敏三极管Q3是NPN型光敏三极管；单片机U1的型号是PIC12F1822；半导体开关管Q2的型号是Si2318，为N通道场效应开关管。

光敏采集模块10包括光敏三极管Q3、可调电阻R2和电阻R3，光敏三极管Q3和可调电阻R2串联，光敏三极管Q3的集电极和可调电阻R2的一端连接，可调电阻R2的另一端和电源VCC连接；光敏三极管Q3的发射极通过电阻R3接地，可调电阻R2起限流保护作用，用于调节光敏三极管Q3的灵敏度，电阻R3为接地电阻，用于接地保护。光敏三极管Q3的集电极和单片机U1第2脚连接，输出光敏信号，当光敏三极管Q3感受环境照明的变化并输出光敏信号给单片机U1。当环境照明的光照强度大于光敏三极管Q3导通阈值时，光敏三极管Q3导通，光敏三极管Q3输出的光敏信号为低电平信号，当环境照明的光照强度小于光敏三极管Q3阈值时，光敏三极管Q3输出的光敏信号为高电平信号。

在本实施例中，单片机U1采用8pin的单片机PIC12F1822，其中第1脚连接电源VCC，第8脚接地，其余为输入输出端口。单片机U1的第5脚为通过电阻R6和半导体开关管Q2的控制极连接，半导体开关管Q2的漏级和LED灯组40的负极连接，半导体开关管Q2的源极和地GND连接，LED灯组40的正极和电源LED+连接。单片机U1通过半导体开关管Q2控制并驱动LED灯组40，开关驱动LED灯组40。

本光敏LED灯设有编程接口J1，编程接口J1连接单片机U1的输入输出端口。在本实施例中，包括读写信号MCLR、CLK、DATA及电源VCC、地GND，通过编程接口J1将控制逻辑代码写入单片机U1，以识别光敏信号及输出控制信号对LED灯进行开关控制。本领域技术人员也可选择其它方式的编程接口及其它单片机，以满足应用及成本控制的要求，这属于本领域技术人员的常规技术手段，在此不做进一步描述。在控制模块20中，通过硬件也可实现基于光敏信号的逻辑控制、定时器控制等功能，但基于成本控制和简化硬件电路的要求采用单片机来实现，这属于本技术领域技术人员的常规技术手段，在此不做及进一步描述。

电源LED+通过电阻R1和稳压管D1组合的降压电路连接控制电路的电源VCC。该降压电路可以采用的方式很多，如采用升压或降压集成电路以匹配LED灯组40的电源LED+和单片机U1的电源VCC，在此不做进一步描述。

单片机U1对从光敏三极管Q3集电极输出的光敏信号进行采集，并进行识别。在本示例性应用中，在辅助照明的LED灯熄灭时进行环境照明检测，在有环境照明情况下，光敏三极管Q3导通，光敏信号为低电平信号；在无环境照明的情况下，光敏三极管Q3截止，光敏信号为高电平信号。

光敏三极管Q3及周边电路组成的光敏采集模块10，也可以采用其他光敏器件如光耦等，以感知周边的光照强度，包括环境照明和LED自身的辅助照明。在上述示例性应用场景中，本光敏LED灯被安装于电气开关柜的柜体内，并使其上的光敏采集模块10的光敏器件能够在电气开关柜的柜门打开时识别到电气开关柜外的环境照明，进而触发并点亮本光敏LED灯进行辅助照明。

半导体开关管Q2也可以采用其它半导体开关器件，如功率三极管等，功率三极管属于电流控制器件，有输入电流才会有输出电流，若直接由单片机U1进行驱动，则驱动能力受限，适合小电流时使用。优选采用场效应开关管，场效应开关管的输入电阻高，适用于高输入电阻的场合。场效应开关管属于电压控制器件，没有输入电流也会有输出电流，适宜进行大电流控制，可应用于大功率的LED灯。光敏三极管Q3及周边电路组成的光敏采集模块，也可以采用其他光敏器件如光耦等，以识别环境照明。

本光敏LED灯，在LED照明时会周期性的熄灭LED灯组，同时在LED灯组的处于熄灭状态时进行环境照明的检测，并实现本光敏LED灯在有环境照明时点亮，无环境照明时熄灭的应用效果。

根据上述实施例，本发明还提出一种用于光遮蔽空间的辅助照明方法，对光遮蔽空间内进行光照强度的检测，以及对光遮蔽空间内提供可控的辅助照明，设定一个光照强度的判断阈值，当检测到的当前光遮蔽空间内的光照强度大于等于判断阈值时，认定为有环境照明，当检测到的当前光遮蔽空间内的光照强度小于判断阈值时，认定为无环境照明，并执行以下步骤：

步骤A：当有环境照明时，转步骤B；当无环境照明时，则通过延时，返回当前步骤A；

步骤B：辅助照明点亮T1周期，转步骤C；

步骤C：辅助照明熄灭T2周期，转步骤A。

其中优选的，用于提供辅助照明的装置是LED灯，LED灯适合进行频繁快速的开关切换，余辉短，优选的，T1周期是0.5-60秒，T2周期是10-50毫秒。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.用于光遮蔽空间的辅助照明方法，其特征在于：在光遮蔽空间内进行光照强度的检测，以及在光遮蔽空间内提供可控的辅助照明，设定一个光照强度的判断阈值，当检测到的当前光遮蔽空间内的光照强度大于等于所述判断阈值时，认定为有环境照明，当检测到的当前光遮蔽空间内的光照强度小于所述判断阈值时，认定为无环境照明，并执行以下步骤：

步骤A：当有环境照明时，转步骤B；当无环境照明时，则通过延时，返回当前步骤A；

步骤B：辅助照明点亮T1周期，转步骤C；

步骤C：辅助照明熄灭T2周期，转步骤A。

2.如权利要求1所述的辅助照明方法，其特征在于：在所述步骤A中，当无环境照明时，转步骤D:延时T3周期，转步骤A。

3.如权利要求1所述的辅助照明方法，其特征在于：在所述步骤A中，当无环境照明时，转步骤D':辅助照明熄灭T1周期，转步骤C。

4.如权利要求1-3任一项所述的辅助照明方法，其特征在于：所述T1周期是0.5-60秒。

5.如权利要求1-3任一项所述的辅助照明方法，其特征在于：所述T2周期是10-50毫秒。

6.一种光敏LED灯，包括LED灯组、光敏采集模块、控制模块和开关模块，所述光敏采集模块的输出端连接于所述控制模块的输入端，所述控制模块的输出端连接于所述开关模块的控制端，所述LED灯组和开关模块连接构成LED开关回路，所述控制模块驱动所述LED开关回路控制所述LED灯组的点亮和熄灭，其特征在于：

所述光敏采集模块检测光照强度并输出二值的光敏信号，设定一判断阈值，当所述光照强度大于等于所述判断阈值时，所述光敏信号表示为有环境照明，当所述光照强度小于所述判断阈值时，所述光敏信号表示为无环境照明；

所述控制模块包括第一定时器和第二定时器，所述控制模块内嵌控制程序以执行步骤：

步骤S1：开始，上电初始化，LED灯处于熄灭状态；

步骤S2：环境照明检测，识别光敏信号，当识别光敏信号为有环境照明时，转步骤S3；当识别光敏信号为无环境照明时，则通过延时，转步骤S2；

步骤S3：点亮LED灯组，并启动第一定时器，在第一定时器的定时期间，LED灯组保持点亮状态；在第一定时器的定时结束后，转步骤S4；

步骤S4：熄灭LED灯组，并启动第二定时器，在第二定时器的定时期间，LED灯组保持熄灭状态；在第二定时器的定时结束后，转步骤S2。

7.如权利要求6所述的光敏LED灯，其特征在于：所述控制模块还包括第三定时器，在所述步骤S2中，当识别光敏信号为无环境照明时，转步骤S5:启动第三定时器，在第三定时器定时结束后，转步骤S2。

8.如权利要求6所述的光敏LED灯，其特征在于：在所述步骤S2中，当识别光敏信号为无环境照明时，转步骤S5':启动第一定时器，在第一定时器的定时期间，LED灯组保持熄灭状态；在第一定时器结束后，转步骤S4。

9.如权利要求6-8任一项所述的光敏LED灯，其特征在于：所述第一定时器的定时周期是0.5-60秒。

10.如权利要求6-8任一项所述的光敏LED灯，其特征在于：所述第二定时器的定时周期是10-50毫秒。

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