CN110996466B - 一种led灯具的调光方法 - Google Patents

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Abstract

一种LED灯具的调光方法，根据DMX512数据包中的调光指令使得PWM值沿着调光曲线而变化，其特征在于，设定一种新的调光曲线函数，根据调光指令的速率变化信息动态调整PWM值的变化速度，所述调光指令为调光值，所述速率变化信息指调光指令中的调光初始值和终值在计算周期内的数据变化速率。

Description

一种LED灯具的调光方法
技术领域
本发明属于舞台和景观灯具领域，特别是涉及一种LED灯具的调光方法。
背景技术
目前LED技术的快速发展，构成的晶片以及各种合成方案不断提高， 发光效能不断提升。LED的亮度调光是通过改变LED的导通时间来改变亮度的，单位时间内LED的导通时间越长，亮度越高。实际应用中是通过改变占空比来控制的。现今LED灯具都采用数字信号控制亮度调光，如 DMX512数字信号协议是现今舞台LED灯具普遍采纳的控制协议。
目前PWM调光在LED灯具领域已经应用非常广泛，其中最主流的是非线性调光，其解决的问题是实现LED灯具调光的渐亮和渐暗，减小人眼对光变化的敏感程度，以营造一个理想的灯光环境。
但是随着我国文化事业的发展，越来越多的场合使用到舞台和景观灯具，对调光的需求也有了更多细致的要求，比如在某些情况下，需要灯具在最短时间内跨越大幅度的亮度变化，即根据实际需求更快速的变亮或者暗，而常规的调光曲线的加速度是定值，也就是说灯光师在使用灯具控台控制LED灯具时，对于调光通道的推杆，无论慢推还是快推，其亮度变化的加速度是没有变化的。
打个比方来讲，灯光师由于现场环境突变，需要立即将现场的灯光亮度从微亮达到全亮，这个时候灯光师的情绪是很着急的，他推灯具控台上的调光控制杆的速度会肯定是非常快的，但是现有的调光曲线的加速度是固定的，调光的变化速度完全不会受到灯光师推调光控制杆的速度快的影响，依然是根据程序设定的调光曲线的加速度在走；又比如与上述情况完全相反的情况，灯光师在需要调光变换的过程更长一些的时候，他推灯具控台上的调光控制杆的速度肯定会更慢一些，而实际调光的变化速度也完全不会受到灯光师推调光控制杆的速度慢的影响。
因此如何设计一种方法，在保证调光平滑过渡的情况下，同时能够动态响应灯光师的调光速度需求是本专利要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED灯具的调光方法，解决上述问题，本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种LED灯具的调光方法，根据DMX512数据包中的调光指令使得PWM值沿着调光曲线而变化，其特征在于，设定一种新的调光曲线函数，根据调光指令的速率变化信息动态调整PWM值的变化速度，所述调光指令为调光值，所述速率变化信息指调光指令中的调光初始值和终值在计算周期内的数据变化速率。
作为一种优选的技术方案，所述调光曲线函数的原理在于始终以实时的上一个最近的调光状态为基础进行变化。
进一步的，所述调光曲线函数为
Figure 885166DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
X为通过最近一包DMX512数据获得的调光值；
Figure 153336DEST_PATH_IMAGE002
为当前计算周期所对应的PWM值；
Figure 207880DEST_PATH_IMAGE003
为上一个计算周期所对应的PWM值；
Figure 903304DEST_PATH_IMAGE004
为收到所述DMX512数据时的PWM值；
f(x)为所述调光值通过常规LED调光曲线函数计算后得到的目标PWM值；
Δt为程序的计算周期，Q为定值， Q*Δt为过渡时间。
具体的，所述常规LED调光曲线为线性调光、抛物线调光、反抛物线调光的任意一种或者几种的结合。
与现有的舞台灯具相比，本技术方案具有以下明显优势：
1-可以动态响应客户对调光速度的需求，客户快速推调光控制杆的时候，调光速度动态变快，特别是在调光值变化幅度较大时，大大减轻常规调光曲线引起的调光滞后问题；客户慢速推调光控制杆的时候，调光速度动态变慢，特别是在调光值变化幅度较小时，大大减轻常规调光曲线引起的调光过程不明显问题。
2-在可以动态响应客户对调光速度的需求的基础上，调光曲线依然是平滑过渡的。
附图说明
图1为常规的抛物线调光曲线图。
图2为本发明与常规调光曲线中的对比图。
图中标号说明：1-常规调光曲线；2-本发明的其中一条调光曲线；3-本发明的另外一条调光曲线。
具体实施方式
在舞台和景观灯具行业中，当下比较常用的LED灯具调光曲线及各自对应的函数，一般分为以下4种：
（1）线性调光f(x)=a*x；
（2）抛物线调光f(x)=a*x²+b*x；
（3）反抛物线调光f(x)=√x +b*x；
（4）S型曲线调光f (x)为分段函数，由上面三个表达式分段组成；
在上述4种函数中，x为通过最近一包DMX512数据获得的调光值；f(x)为此通道值通过调光曲线函数计算得到的目标PWM值。
下面结合附图对本发明的创新点进行进一步的说明。
一种LED灯具的调光方法，根据DMX512数据包中的调光指令使得PWM值沿着调光曲线而变化，其特征在于，设定一种新的调光曲线函数，根据调光指令的速率变化信息动态调整PWM值的变化速度，所述调光指令为调光值，所述速率变化信息指调光指令中的调光初始值和终值在计算周期内的数据变化速率。
作为一种优选的实施方式，所述调光曲线函数的原理在于始终以实时的上一个最近的调光状态为基础进行变化。
作为一种优选的实施方式，所述调光曲线函数为
Figure 426820DEST_PATH_IMAGE001
，其 中，
X为通过最近一包DMX512数据获得的调光值；
Figure 233102DEST_PATH_IMAGE002
为当前计算周期所对应的PWM值；
Figure 204469DEST_PATH_IMAGE003
为上一个计算周期所对应的PWM值；
为收到所述DMX512数据时的PWM值；
f(x)为所述调光值通过常规LED调光曲线函数计算后得到的目标PWM值；
Δt为程序的计算周期，Q为定值， Q*Δt为过渡时间。
作为一种优选的实施方式，所述常规LED调光曲线为上文中线性调光f(x)=a*x、抛物线调光f(x)=a*x²+b*x、反抛物线调光f(x)=√x +b*x或者上述三种中的任意一种或者几种的结合。
如附图1所示为常规抛物线调光f(x)=a*x²+b*x中，X轴为调光值，Y轴为对应的PWM值，可以看出非线性调光，其解决的问题是实现LED灯具调光的渐亮和渐暗，减小人眼对光变化的敏感程度，以营造一个理想的灯光环境。
如附图2所示，X轴为时间t，Y轴为PWM值；在常规调光曲线1f(x)中，从0到f(255)的时间t0曲线1是固定的，因为常规调光曲线f(x)的加速度是定值；而根据本发明的调光曲线函数，采用了以实时的上一个最近的调光状态为基础进行变化的方程式，因此其加速度是可变的，可以做到其根据调光指令的速率变化信息动态调整PWM值的变化速度，即可以动态响应客户对调光速度的需求，客户快速推调光控制杆的时候，调光速度动态变快，从0到f(255)的时间就会变成类似曲线2所示的t1，大大缩减了过程时间，因此特别是在调光值变化幅度较大时，大大减轻常规调光曲线引起的调光滞后问题；客户慢速推调光控制杆的时候，调光速度动态变慢，从0到f(255)的时间就会变成类似曲线3所示的t2，特别是在调光值变化幅度较小时，大大减轻常规调光曲线引起的调光过程不明显问题。
而同时新的调光曲线函数也是基于常规调光曲线1f(x)进行的优化，因此新的调光曲线依然是平滑过渡的。
于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种LED灯具的调光方法，根据DMX512数据包中的调光指令使得PWM值沿着调光曲线而变化，其特征在于，设定一种新的调光曲线函数，根据调光指令的速率变化信息动态调整PWM值的变化速度，所述调光指令为调光值，所述速率变化信息指调光指令中的调光初始值和终值在计算周期内的数据变化速率，
所述调光曲线函数为
Figure 567131DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
X为通过最近一包DMX512数据获得的调光值；
Figure 777532DEST_PATH_IMAGE002
为当前计算周期所对应的PWM值；
Figure 395595DEST_PATH_IMAGE003
为上一个计算周期所对应的PWM值；
Figure 869302DEST_PATH_IMAGE004
为收到所述DMX512数据时的PWM值；
f(x)为所述调光值通过常规LED调光曲线函数计算后得到的目标PWM值；
Δt为程序的计算周期，Δt与操作时间相关；Q为定值， Q*Δt为过渡时间。
2.如权利要求1所述的LED灯具的调光方法，其特征在于，所述调光曲线函数的原理在于始终以实时的上一个最近的调光状态为基础进行变化。
3.如权利要求2所述的LED灯具的调光方法，其特征在于，所述常规LED调光曲线为线性调光、抛物线调光、反抛物线调光的任意一种或者几种的结合。
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Pledgor: GUANGZHOU DASEN LIGHTING Corp.,Ltd.

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