CN203181285U - 一种led灯控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种LED灯控制系统，包括控制开关单元、单片机单元、存储单元、通断电检测单元、过零检测单元、储能电容单元、整流滤波单元、恒流驱动单元，LED灯控制系统利用控制开关单元控制LED灯断电后并在规定时间内通电、单位时间内断电通电多次、单位时间内发出一长一短的断电通电信息、单位时间内发出一短一长的断电通电信息表示数据信息，利用断电通电传递信息、数据，从而使得传输信息具有信息传输不受环境因素的影响，安全可靠的优点，也不增加专用信息传输线，无需增加额外的接线，提高产品的兼容性、降低成本。

Description

一种LED灯控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种控制系统，尤其涉及一种LED灯控制系统。

背景技术

LED灯具通常会被安装到墙壁上或者户外离使用者比较远的距离，当需要控制LED灯亮度、颜色或者色温或者传输其它数据的时候，可以通过无线遥控控制、增加专用的信号传输线或使用电力载波的方式实现。无线信号具有容易受应用环境的干扰的缺点，较多LED灯具一起使用时，会出现发送一组无线数据，一部分灯具接收到，另一部分接收不到或者接收到的信息不完整、乱码的情况。增加专用的信号传输线能够解决信号传输的问题，但当使用者与LED灯的距离比较远的时候，增加专用的信号传输线将使成本增加、布线难度加大、产品兼容性降低等。电力载波技术能解决以上两者的一部分问题，但是电力载波技术也存在易受应用环境干扰、兼容性差、成本高昂、增加产品体积的缺点。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供了一种LED灯控制系统，具有信息传输不受环境因素的影响，安全可靠的优点，也不增加专用信息传输线，无需增加额外的接线，提高产品的兼容性、降低成本。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种LED灯控制系统，包括控制开关单元、单片机单元、存储单元、通断电检测单元、过零检测单元、储能电容单元、整流滤波单元、恒流驱动单元，

所述单片机单元用于承担数据的处理、分析、传输执行，所述的单片机单元还包括存储单元，所述的存储单元用于存储数据；

所述的控制开关单元用于控制电源断电通电和通过控制电源的断电通电来传递控制信息，所述的控制开关单元与通断电检测单元连接；

所述的通断电检测单元与单片机单元及控制开关单元连接，用于检测控制开关单元断电通电的状态、控制开关单元发出的断电后并在规定时间内通电或单位时间内断电通电多次的信息，或控制开关单元单位时间内发出一长一短的断电通电信息、单位时间内发出一短一长的断电通电信息，并将信息传送给单片机单元；

所述的过零检测单元连接单片机单元和整流滤波单元，用于检测交流(AC)电源输入的过零点来同步LED灯的颜色动态及明亮度、色温的动态变化；

所述的储能电容单元，用于充当后备电源，为单片机单元不间断供电；

所述的整流滤波单元与过零检测单元及单片机单元连接、并与恒流驱动单元连接，用于交流电源的整流滤波，直流电源的正负极调整，并给恒流驱动单元、单片机单元和过零检测单元供电，当输入交流(AC)电源时，整流滤波单元整流滤波后，输出直流供给灯具，当输入为直流(DC)电源时，整流滤波单元可以调整输入的正负极，因此，LED灯的接线可以在直流(DC)电源输入时不区分正负极；

所述的恒流驱动单元用于给LED灯提供恒定的电流，稳定LED灯的工作状态和保护LED灯，并将信息反馈给单片机单元，由于LED灯是特性敏感的半导体器件，又具有负温度特性，因而在应用过程中需要对其进行稳定工作状态和保护，从而产生了驱动的概念，LED灯对驱动电源的要求近乎于苛刻，LED灯不像普通的白炽灯泡，可以直接连接220V的交流电，LED灯是2～3伏的低电压驱动，必须要设计复杂的变换电路，因为LED灯具有伏安特性，LED恒流驱动需为LED灯提供恒定的电流，同时LED恒流驱动还可以恒压、短路保护、过载保护、过流保护、过压保护、过温保护，并将信息反馈给单片机单元。

根据所述的LED灯控制系统，所述的单片机单元用于处理分析通断电检测单元检测到的控制开关单元断电及通电的信息、控制开关单元发出的断电后并在规定时间内通电或单位时间内断电通电多次的信息、或控制开关单元单位时间内发出一长一短的断电通电信息、单位时间内发出一短一长的断电通电信息，并执行该信息所代表的指令。

根据所述的LED灯控制系统，所述的LED灯控制系统还包括无线信息发送单元、无线信息接收单元，所述的无线信息发送单元用于给无线信息接收单元发送控制信息，例如给无线信息接收单元发送颜色、亮度动态变化以及色温变化的控制信息；所述无线信息接收单元与单片机单元连接，用于接收无线信息发送单元发送的控制信息，并将控制信息传送给单片机单元。

根据所述的LED灯控制系统，所述的无线信息接收单元具有与控制开关不同的地址码，因此，其相互不会干扰。

根据所述的LED灯控制系统，所述的无线信息接收单元接收的控制信息为颜色、亮度动态变化及色温变化的控制信息。

根据所述的LED灯控制系统，所述的存储单元为随机存储单元

根据所述的LED灯控制系统，所述的控制开关单元为有线控制开关单元或无线遥控控制开关单元。

根据所述的LED灯控制系统，所述的控制开关单元为专用控制开关单元，所述的专用控制开关单元包括控制模块，控制模块可发送控制信息给通断电检测单元，并可让控制开关单元在单位时间内断电通电多次。

根据所述的LED灯控制系统，所述的单片机单元、通断电检测单元、过零检测单元、储能电容单元、整流滤波单元、恒流驱动单元置于LED灯具中。

当所述的控制开关单元为普通的有线控制开关单元或普通的无线遥控控制开关单元则会使LED灯进入一般模式，当电源关断，LED灯控制系统的通断电单元检测到控制开关断开，则单片机单元由储能电容单元保持供电，单片机(MCU)单元调度系统进入低功耗模式，即降低系统运行速度、休眠、关闭其它部分的耗电等方式，以保存存储单元中的数据。如果用户长时间保持关电状态，储能电容单元的电量耗尽后，下次启动，存储单元中的数据将进行复位，复位将会对存储单元中的数据重新初始化，例如存储单元中的地址0x01H的数据复位为0x00。如果用户在规定的时间内使控制开关单元接通，电源通电，LED灯控制系统的通断电检测单元检测到控制开关单元接通，电源通电，存储单元中的数据不进行复位，存储单元中的数据保留上次运行结果的数据，例如上次存储单元中地址0x01H运行结果的数据为0x01，芯片从低功耗模式恢复至正常模式运行。一般模式下，控制开关完成断电后并在规定时间内通电的步骤一次，LED灯控制系统将由当前模式切换至下一模式，例如由模式1切换至模式2，比如由红色控制模式切换至绿色控制模式。

当用户使用的控制开关单元为专用控制开关单元时，LED灯控制系统的通断电检测单元检测到专用控制开关单元在单位时间内，例如1秒内断电通电多次并将该信息传递给单片机单元，例如在1秒内断电通电3次，单片机单元则进行快速复位同步操作，令LED灯重新复位同步。当通断电检测单元检测到专用控制开关单元在单位时间内发出一长一短的断电通电信息并将该信息传递给单片机单元，单片机单元则执行LED灯颜色动态变化，例如RGB跳变、渐变；当LED灯控制系统的通断电检测单元检测到专用控制开关单元在单位时间内，例如1秒内发出一短一长的断电通电信息并将该信息传递给单片机单元，单片机单元则执行LED灯颜色动态变化，如RGB跳变、渐变的减速度(变化速度减慢)。

在不利用控制开关单元控制电源断电通电或不利用专用控制开关断电通电发送控制信息，则在控制开关单元接通的情况下，LED灯控制系统可选择无线信息发送单元给无线信息接收单元发送控制信息，无线信息接收单元将接收到的控制信息传送给单片机单元，单片机单元将该信息进行数据处理分析，并传输执行该信息所代表的指令，比如控制LED灯进行颜色、明亮度、色温等的动态变化。

当不利用控制开关单元控制电源断电通电或不利用专用控制开关通过断电通电发送控制信息，也不采用无线信息发送单元发送控制信息的方式，在控制开关单元接通时，则LED灯控制系统选择上电自走变化程序，即在控制开关单元接通后，单片机单元根据其内部默认状态，执行相应操作，使LED灯的颜色、明亮变化、色温变化等根据默认数据进行相应的变化。

上述几种控制方式对颜色及明亮度动态变化、以及色温变化，均利用过零检测单元检测交流(AC)电源输入的过零点，并将该信息传送给单片机单元，达到同步LED灯的颜色动态变化。

本实用新型的LED灯控制系统为三合一控制方式，可选择上电自走变化程序、无线遥控控制、通断电控制，在其中一种控制方式不能操作时，可以选择其余两种方式中的任意一种方式实施控制。

本实用新型的LED灯控制系统利用控制开关单元断电和通电，或控制开关单元断电后并在规定时间内通电、单位时间内断电通电多次、单位时间内发出一长一短的断电通电信息、单位时间内发出一短一长断电通电信息表示数据信息，利用断电通电传递信息、数据，从而使得传输信息具有信息传输不受环境因素的影响，安全可靠的优点，也不增加专用信息传输线，无需增加额外的接线，提高产品的兼容性、降低成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例LED灯控制系统电路原理框图；

图2是本实用新型优选实施例LED灯控制系统电路原理框图；

图3是本实用新型实施例单片机单元的程序流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，LED灯控制系统包括控制开关单元11和单片机单元22、存储单元25、通断电检测单元21、过零检测单元26、储能电容单元24、整流滤波单元27、恒流驱动单元28。

整流滤波单元27与过零检测单元26及单片机单元22连接、并与恒流驱动单元28连接，用于调整电流输入的正负极，并给单片机单元22和过零检测单元26供电，当输入交流(AC)电源时，整流滤波单元27整流滤波后，输出直流供给LED灯，当输入为直流(DC)电源时，整流滤波单元27可以调整输入的正负极，因此，LED灯的接线可以在直流(DC)电源输入时不区分正负极。

恒流驱动单元28用于给LED灯提供恒定的电流，稳定LED灯的工作状态和保护LED灯，并将信息反馈给单片机单元22，由于LED灯是特性敏感的半导体器件，又具有负温度特性，因而在应用过程中需要对其进行稳定工作状态和保护，从而产生了驱动的概念，LED灯对驱动电源的要求近乎于苛刻，LED灯不像普通的白炽灯泡，可以直接连接220V的交流电，LED灯是2～3伏的低电压驱动，必须要设计复杂的变换电路，因为LED灯具有伏安特性，恒流驱动单元28需为LED灯提供恒定的电流，同时恒流驱动单元28还可以恒压、短路保护、过载保护、过流保护、过压保护、过温保护，并将信息反馈给单片机单元22。

所述的控制开关单元11用于电源的断开或接通，并将电源断或通的信息发送给通断电检测单元21，通断电检测单元21将控制开关单元11断电通电信息传送给单片机单元22。

当控制开关单元11为普通有线控制开关单元或普通的无线遥控控制开关单元会使LED灯进入一般模式，一般模式下，当通断电检测单元21检测到控制开关单元11断开，电源关断，则单片机单元22由储能电容单元24保持供电，单片机单元22调度系统进入低功耗模式，即降低系统运行速度、进入休眠并关闭其它部分的耗电等方式，用以保存存储单元25中的数据，如果长时间保持关电状态，储能电容单元24的电量耗尽，在下次启动时，存储单元25中数据将进行复位，复位将会对存储单元25中数据重新初始化，例如将存储单元中的地址0x01H的数据复位为0x00；如果在规定的时间内使控制开关单元11接通，电源通电，则通断电检测单元21检测到控制开关11接通，电源通电，由于储能电容单元24中的电能还未耗尽，存储单元25中数据不进行复位，存储单元25中的数据保留上次运行结果的数据，例如上次存储单元25中地址0x01H运行结果的数据为0x01，系统从低功耗模式恢复至正常模式运行，一般模式下，控制开关11完成断电后并在规定时间内通电的步骤一次，LED灯控制系统将由当前模式切换至下一模式，例如由模式1切换至模式2，比如从红色模式切换至绿色模式。

作为优选的方式，控制开关单元11选择专用控制开关单元，专用控制开关单元包括控制模块，所述的控制模块与人机交互界面连接，用户通过人机交互界面实施控制，控制模块发出控制信息，可使专用控制开关单元在单位时间内，例如1秒钟内断电通电多次，本实施例的专用控制开关设定为1秒内断电通电3次，专用控制开关单位时间内通断的次数，根据实际需要进行相应的设计，本实施例的次数仅仅为了清楚的解释本实用型的技术方案，而不是对其技术方案的限定，控制模块还可以发出单位时间内一长一短或一短一长的断电通电的控制信息。

专用控制开关单元在单位时间内，例如1秒内断电通电3次，则通断电检测单元21检测到断电通电3次的信息并将该信息传递给单片机单元22，单片机单元22则进行快速复位同步操作，令LED灯重新复位同步；当通断电检测单元21检测到专用控制开关单元在单位时间内，例如1秒内发出一长一短的断电通电信息并将该信息传递给单片机(MCU)单元22，单片机(MCU)单元22则执行LED灯颜色动态变化，如RGB跳变、渐变；当通断电检测单元21检测到专用控制开关单元在单位时间内，例如1秒内发出一短一长的断电通电信息并将该信息传递给单片机单元22，单片机(MCU)单元22则执行LED灯颜色动态变化，如RGB跳变、渐变的减速度，即变化速度减慢。上述的颜色动态变化的同步控制是利用过零检测单元26检测交流(AC)电源输入的过零点来同步LED灯的颜色动态变化。上述专用控制开关单元发送信息的方式是多样的，不局限于本实施例所述的一长一短、一短一长的断电通电信息，其他可以表示数据信息的方式也属于本实用新型的范围。

作为优选，如图2所示，LED灯控制系统进一步包括无线信息发送单元12、无线信息接收单元23。对于颜色、明亮、色温等信息的动态变化，也可以通过无线信息发送单元12发送控制信息，比如颜色的变换，要将其由绿变红，则通过无线信息发送单元12将这一控制信息发送给无线信息接收单元23，无线信息接收单元23将接收到的控制信息发送给单片机单元22，单片机单元22将该信息进行处理并分析，然后执行该指令，控制LED灯的颜色由绿色变为红色，单片机单元22同时将此次的执行数据存储于存储单元25中。

作为一种替代方式，对于颜色及其明亮度、色温等的动态变化，还可以选择上电自走变化程序，即在控制开关单元11接通后，无线信息发送单元12不发送控制信息，控制开关单元11也不利用断电通电发送控制信息，则单片机单元22根据其内部默认状态，执行相应操作，使LED灯的颜色、明亮、色温等变化根据默认数据进行相应的变化。

上述存储单元25优选随机存储(RAM)单元。

上述几种控制方式对颜色及明亮度动态变化、以及色温变化，均利用过零检测单元26检测交流(AC)电源输入的过零点，并将该信息传送给单片机单元22，达到同步LED灯的颜色动态变化。

本实用新型的LED灯控制系统为三合一控制方式，可选择上电自走变化程序、无线遥控控制、通断电控制，在其中一种控制方式不能操作时，可以选择其余两种方式中的任意一种方式实施控制。

本实用新型LED灯控制系统利用控制开关单元断电和通电传递信息，控制开关单元断电后并在规定时间内通电、单位时间内断电通电多次、单位时间内发出一长一短的断电通电信息、单位时间内发出一短一长的断电通电信息表示的数据信息，也可以用于表示其它的数据信息，不局限于实施例所列举表示的数据信息。本实用新型LED灯控制系统传输信息具有信息传输不受环境因素的影响，安全可靠的优点，也不增加专用信息传输线，无需增加额外的接线，提高产品的兼容性、降低成本。

本实用新型还可以有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种LED灯控制系统，其特征在于，包括控制开关单元、单片机单元、存储单元、通断电检测单元、过零检测单元、储能电容单元、整流滤波单元、恒流驱动单元，所述单片机单元(MCU)用于承担数据的处理、分析、传输执行，所述的单片机单元还包括存储单元，所述的存储单元用于存储数据；

所述的控制开关单元用于控制电源断电通电和通过控制电源的断电通电来传递控制信息，所述的控制开关单元与通断电检测单元连接；

所述的通断电检测单元与单片机单元及控制开关单元连接，用于检测控制开关单元断电通电的状态、控制开关单元发出的断电后并在规定时间内通电或单位时间内断电通电多次的信息，或控制开关单元单位时间内发出一长一短的断电通电信息、单位时间内发出一短一长的断电通电信息，并将信息传送给单片机单元；

所述的过零检测单元连接单片机和整流滤波单元，用于检测交流(AC)电源输入的过零点来同步LED灯的颜色动态及明亮、色温的动态变化；

所述的储能电容单元，用于充当后备电源，为单片机单元不间断供电；

所述的整流滤波单元与过零检测单元及单片机单元连接、并与恒流驱动单元连接，用于交流电源的整流滤波，直流电源的正负极调整，并给恒流驱动单元、单片机单元和过零检测单元供电；

所述的恒流驱动单元用于给LED灯提供恒定的电流，稳定LED灯的工作状态和保护LED灯，并将信息反馈给单片机单元，所述的恒流驱动单元与整流滤波单元连接。

2.根据权利要求1所述的LED灯控制系统，其特征在于，所述的单片机单元用于处理分析通断电检测单元检测到的控制开关单元断电及通电的信息、控制开关单元发出的断电后并在规定时间内通电或单位时间内断电通电多次的信息、或控制开关单元单位时间内发出一长一短的断电通电信息、单位时间内发出一短一长的断电通电信息，并执行该信息所代表的指令。

3.根据权利要求1所述的LED灯控制系统，其特征在于，所述的LED灯控制系统还包括无线信息发送单元、无线信息接收单元，

所述无线信息发送单元用于给无线信息接收单元发送控制信息；

所述无线信息接收单元与单片机连接，用于接收无线信息发送单元发送的控制信息，并将控制信息传送给单片机单元。

4.根据权利要求3所述的LED灯控制系统，其特征在于，所述的无线信息接收单元具有与控制开关单元不同的地址码。

5.根据权利要求4所述的LED灯控制系统，其特征在于，所述的无线信息接收单元接收的控制信息为颜色、亮度动态变化及色温变化的控制信息。

6.根据权利要求1所述的LED灯控制系统，其特征在于，所述的存储单元为随机存储单元。

7.根据权利要求1所述的LED灯控制系统，其特征在于，所述的控制开关单元为有线控制开关单元或无线遥控控制开关单元。

8.根据权利要求7所述的LED灯控制系统，其特征在于，所述的控制开关单元为专用控制开关单元，所述的专用控制开关单元包括控制模块，控制模块可发出控制信息给通断电检测单元，并可让控制开关在单位时间内断电通电多次。

9.根据权利要求1所述的LED灯控制系统，其特征在于，所述的单片机单元、通断电检测单元、过零检测单元、储能电容单元、整流滤波单元、恒流驱动单元置于LED灯具中。

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