CN209882160U - 一种应用于多种场景的照明系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种应用于多种场景的照明系统，在所述系统中，恒流源电连接至控制器，环境光传感器电连接至控制器，控制器通过驱动电路电连接至发光二极管，发光二极管包括白光二极管以及红外二极管。其中，恒流源用于提供恒定直流电源，环境光传感器用于将当前环境的光能量转换成相应的电信号，并将电信号发送至所述控制器。控制器用于接收电信号，并根据电信号，控制驱动电路。驱动电路用于在控制器的控制下，控制白光二极管发光或者红外二极管发光。相较于现有技术，本申请公开的照明系统，简化了电路组件，使照明系统在集成了白光照明功能以及红外光照明功能的同时，具备体积小、重量轻以及便于携带的优点。
Description
技术领域
本申请涉及照明技术领域，尤其涉及一种应用于多种场景的照明系统。
背景技术
白光是一段光谱比较连续的可见光，光束集中，亮度较强，因此日常生活中，通常使用白光进行照明。但是在要求具有隐蔽性的应用场景中，例如应用在军事领域时，为了防止暴露，在夜间或者较为昏暗的场所，通常使用红外光进行照明，红外光是一种光谱单一的不可见光，红外光照明具有照明距离远、夜视成像效果好以及隐蔽性高的优点。
另外，现有技术中的照明系统大多数为单一照明的系统，即只能提供一种照明方式，也就是说，现有技术中的照明系统如果用于提供白光照明，则不具备提供红外光照明的功能，反之，如果用于提供红外光照明，则不具备提供白光照明的功能。
这种情况下，为了满足不同应用场景下的需求，现有技术中还提供一种照明系统，该照明系统将提供白光的电路组件和提供红外光的电路组件设置在同一个系统中，其中，提供白光的电路组件包括依次连接的白光二极管、白光控制电路和白光控制开关，提供红外光的电路组件包括依次连接的红外光二极管、红外光控制电路和红外光控制开关。当需要白光照明时，通过白光控制开关，使白光二极管、白光控制电路和白光控制开关与电源之间形成通路，照明系统发出白光。当需要红外光照明时，通过红外光控制开关，使红外光二极管、红外光控制电路和红外光控制开关与电源之间形成通路，照明系统发出红外光。
但是，发明人在本申请的研究过程发现，上述照明系统虽然能够提供白光照明和红外光照明，但由于照明系统中内置太多电路组件，导致整个照明系统存在重量较重，且体积较大的问题，便携性较差。
实用新型内容
为了解决现有技术中照明系统在具备白光照明功能和红外照明功能的同时，具有重量较重、体积较大且便携性较差缺点的问题，本申请通过下述实施例公开一种应用于多种场景的照明系统。
本申请公开的一种应用于多种场景的照明系统，包括：恒流源、环境光传感器、控制器、驱动电路以及发光二极管；
所述恒流源电连接至所述控制器，所述环境光传感器电连接至所述控制器，所述控制器通过所述驱动电路电连接至所述发光二极管，所述发光二极管包括白光二极管以及红外二极管；
所述恒流源用于提供恒定直流电源；
所述环境光传感器用于将当前环境的光能量转换成相应的电信号，并将所述电信号发送至所述控制器；
所述控制器用于接收所述电信号，并根据所述电信号，控制所述驱动电路；
所述驱动电路用于在所述控制器的控制下，控制所述白光二极管发光或者所述红外二极管发光。
可选的，
所述白光二级管与所述红外二极管反向并联，构成并联电路；
所述并联电路的两端均与所述驱动电路相连接。
可选的，
所述驱动电路为H桥电路，所述H桥电路包括：第一开关、第二开关、第三开关和第四开关；
其中，所述第一开关的一端与所述第二开关的一端共同连接至所述控制器，所述第一开关的另一端与所述第三开关的一端串联，所述第三开关的另一端接地，所述第二开关的另一端与所述第四开关的一端串联，所述第四开关的另一端接地；
所述并联电路的一端连接至所述第一开关与所述第三开关之间，所述并联电路的另一端连接至所述第二开关与所述第四开关之间；
所述第二开关、所述白光二极管与所述第三开关构成所述驱动电路的第一回路；
所述第一开关、所述红外二极管与所述第四开关构成所述驱动电路的第二回路。
可选的，
当所述第二开关与所述第三开关闭合，所述第一开关与所述第四开关断开时，所述第一回路导通，所述第二回路断路，此时，所述白光二极管发光；
当所述第一开关与所述第四开关闭合，所述第二开关与所述第三开关断开时，所述第一回路断路，所述第二回路导通，此时，所述红外二极管发光。
可选的，所述控制器包括：
单片机、恒流驱动器以及开关驱动器；
所述单片机包括多个I/O接口，所述单片机通过所述多个I/O接口分别与所述恒流驱动器、所述环境光传感器以及所述开关驱动器电连接，所述恒流驱动器与所述开关驱动器均电连接至所述驱动电路；
所述单片机用于接收所述环境光传感器所发送的电信号，并根据所述电信号，通过控制所述开关驱动器，以选择所述驱动电路的第一回路导通或者第二回路导通，进而控制所述白光二极管发光或者所述红外二极管发光。
可选的，所述单片机用于接收所述环境光传感器所发送的电信号，并根据所述电信号，通过控制所述开关驱动器，以选择所述驱动电路的第一回路导通或者第二回路导通，进而控制所述白光二极管发光或者所述红外二极管发光，包括：
当所述电信号大于预设的阈值时，所述单片机通过所述开关驱动器，控制所述驱动电路的第一回路导通，第二回路断路，进而控制所述白光二极管发光；
当所述电信号不大于预设的阈值时，所述单片机通过所述开关驱动器，控制所述驱动电路的第一回路断路，第二回路导通，进而控制所述红外二极管发光。
可选的，
所述单片机还用于根据所述电信号的大小，控制所述恒流驱动器，以改变所述恒定直流电源的大小，所述恒定直流电源的大小用于控制所述发光二极管的发光亮度。
可选的，所述控制器包括：
运算放大器、恒流驱动器以及开关驱动器；
所述环境光传感器电连接至所述运算放大器的输入端，所述恒流驱动器的一端电连接至所述运算放大器的输出端，所述恒流驱动器的另一端电连接至所述驱动电路，所述开关驱动器的一端电连接至所述运算放大器的输出端，所述开关驱动器的另一端电连接至所述驱动电路；
所述运算放大器用于接收所述环境光传感器所发送的电信号，并根据所述电信号的大小控制所述开关驱动器和所述恒流驱动器；
所述开关驱动器用于在所述运算放大器的控制下，控制所述驱动电路的第一回路导通或者第二回路导通，进而控制所述白光二极管发光或者所述红外二极管发光；
所述恒流驱动器用于在所述运算放大器的控制下，改变所述恒定直流电源的大小，所述恒定直流电源的大小用于控制所述发光二极管的发光亮度。
可选的，所述照明系统还包括管壳，所述管壳罩在所述发光二极管的外部，所述管壳与所述发光二极管形成所述照明系统的灯珠。
可选的，所述管壳为具有高透过率的环氧树脂管壳。
本申请公开了一种应用于多种场景的照明系统，在所述系统中，恒流源电连接至控制器，环境光传感器电连接至控制器，控制器通过驱动电路电连接至发光二极管，发光二极管包括白光二极管以及红外二极管。其中，恒流源用于提供恒定直流电源，环境光传感器用于将当前环境的光能量转换成相应的电信号，并将电信号发送至所述控制器。控制器用于接收所述电信号，并根据所述电信号，控制所述驱动电路。驱动电路用于在控制器的控制下，控制白光二极管发光或者红外二极管发光。
本申请公开的一种应用于多种场景的照明系统，通过一套电路控制组件：环境光传感器、控制器以及驱动电路，灵活的控制白光二极管发光或者红外二极管发光。相较于现有技术，本申请公开的照明系统，简化了电路组件，使照明系统在集成了白光照明功能以及红外光照明功能的同时，具备体积小、重量轻以及便于携带的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例公开的一种应用于多种场景的照明系统的电路原理图；
图2为本申请实施例公开的一种应用于多种场景的照明系统中，控制器、驱动电路与发光二极管之间的电路结构示意图；
图3为本申请实施例公开的一种应用于多种场景的照明系统中，控制器的电路结构示意图；
图4为本申请实施例公开的一种应用于多种场景的照明系统中，控制器的另一种电路结构示意图；
图5为本申请实施例公开的一种应用于多种场景的照明系统中，控制器的另一种电路结构示意图；
图6为本申请实施例公开的一种应用于多种场景的照明系统中，控制器的另一种电路结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术中照明系统在具备白光照明功能和红外照明功能的同时，具有重量较重、体积较大且便携性较差缺点的问题，本申请通过下述实施例公开一种应用于多种场景的照明系统。
参见图1所示，本申请公开的一种应用于多种场景的照明系统，包括：恒流源、环境光传感器、控制器、驱动电路以及发光二极管。
所述恒流源电连接至所述控制器，所述环境光传感器电连接至所述控制器，所述控制器通过所述驱动电路电连接至所述发光二极管，所述发光二极管包括白光二极管以及红外二极管。
所述恒流源用于提供恒定直流电源。
恒流源是电路中广泛使用的一种电源组件，恒流源包括交流恒流源以及直流恒流源，分别用于提供交流电以及直流电。本申请中所使用的恒流源为直流恒流源，用于为控制器、驱动电路以及发光二极管提供恒定直流电。
所述环境光传感器用于将当前环境的光能量转换成相应的电信号，并将所述电信号发送至所述控制器。
环境光传感器是一种能够感知光能量，并将光能量转换成电信号的传感装置，主要由光敏元件组成，广泛应用于电气量和非电气量的测量中。
所述控制器用于接收所述电信号，并根据所述电信号，控制所述驱动电路。
所述驱动电路用于在所述控制器的控制下，控制所述白光二极管发光或者所述红外二极管发光，进一步的，所述控制器还能够控制白光二极管和红外二极管发光的亮度。
驱动电路主要是为控制器与发光二极管之间提供通路。当需要选择白光二级管发光时，驱动电路在控制器的控制下，将白光二极管所处的回路导通，并将红外二极管所处的回路断开，使得白光二极管能够接收到恒流源提供的恒定直流电源，进而使得照明系统能够发出白光；当需要选择红外二极管发光时，驱动电路在控制器的控制下，将红外二极管所处的回路导通，并将白光二极管所处的回路断开，使得红外二极管能够接收到恒流源提供的恒定直流电源，进而使得照明系统发出红外光。
本申请公开的一种应用于多种场景的照明系统，通过一套电路控制组件：环境光传感器、控制器以及驱动电路，灵活的控制白光二极管发光或者红外二极管发光。相较于现有技术，本申请公开的照明系统，简化了电路组件，使照明系统在集成了白光照明功能以及红外光照明功能的同时，具备体积小、重量轻以及便于携带的优点。
进一步的，所述白光二级管与所述红外二极管反向并联，构成并联电路。
通过将白光二极管和红外二极管反向并联，令两个发光二极管不能够同时导通，在同一时刻，只有一个发光二极管发光。
所述并联电路的两端均与所述驱动电路相连接。
进一步的，参见图2所示，所述驱动电路为H桥电路，所述H桥电路包括：第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3和第四开关S4。
其中，所述第一开关S1的一端与所述第二开关S2的一端共同连接至所述控制器，所述第一开关S1的另一端与所述第三开关S3的一端串联，所述第三开关S3的另一端接地，所述第二开关S2的另一端与所述第四开关S4的一端串联，所述第四开关S4的另一端接地。
所述并联电路的一端连接至所述第一开关S1与所述第三开关S3之间，所述并联电路的另一端连接至所述第二开关S2与所述第四开关S4之间。
通过将4个开关：第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3和第四开关S4按照上述的方式进行连接，使得驱动电路的形状及结构类似大写字母“H”，因此，本申请中的驱动电路可以称为H桥电路。其中，4个开关分别组成了H桥电路的4条垂直腿，并联电路连接在H桥电路的中间横杠上。
所述第二开关S2、所述白光二极管与所述第三开关S3构成所述驱动电路的第一回路。
所述第一开关S1、所述红外二极管与所述第四开关S4构成所述驱动电路的第二回路。
其中，所述第一回路即为控制器与白光二极管之间的回路，所述第二回路即为控制器与红外二极管之间的回路。
进一步的，当所述第二开关S2与所述第三开关S3闭合，所述第一开关S1与所述第四开关S4断开时，所述第一回路导通，所述第二回路断路，此时，所述白光二极管发光。
当所述第一开关S1与所述第四开关S4闭合，所述第二开关S2与所述第三开关S3断开时，所述第一回路断路，所述第二回路导通，此时，所述红外二极管发光。
进一步的，参见图3所示，所述控制器包括：
单片机、恒流驱动器以及开关驱动器。
所述单片机包括多个I/O接口，所述单片机通过所述多个I/O接口分别与所述恒流驱动器、所述环境光传感器以及所述开关驱动器电连接，所述恒流驱动器与所述开关驱动器均电连接至所述驱动电路。
所述单片机用于接收所述环境光传感器所发送的电信号，并根据所述电信号，通过控制所述开关驱动器，以选择所述驱动电路的第一回路导通或者第二回路导通，进而控制所述白光二极管发光或者所述红外二极管发光。
单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能量的中央处理器CPU以及多种I/O接口等功能集成到一块硅片上，所构成的一个小而完善的微型计算机系统，其中，I/O接口是指输入(input)信号接口/输出(output)信号接口。本申请中所使用的单片机可以为80C51F系列，通过设置合适的晶振，使得单片机能够按照一定的机器周期，获取当前环境光对应的电信号，进而根据所述电信号控制驱动电路。
进一步的，所述单片机用于接收所述环境光传感器所发送的电信号，并根据所述电信号，通过控制所述开关驱动器，以选择所述驱动电路的第一回路导通或者第二回路导通，进而控制所述白光二极管发光或者所述红外二极管发光，包括：
当所述电信号大于预设的阈值时，所述单片机通过所述开关驱动器，控制所述驱动电路的第一回路导通，第二回路断路，进而控制所述白光二极管发光。
当所述电信号不大于预设的阈值时，所述单片机通过所述开关驱动器，控制所述驱动电路的第一回路断路，第二回路导通，进而控制所述红外二极管发光。
其中，所述阈值根据实际使用情况进行设置。
同时，照明系统还可以通过人为选择系统发出白光或是发出红外光。具体的，可以通过在开关驱动器上串联一个控制开关，所述控制开关通过人为控制。当人为将控制开关打在第一挡位时，驱动电路的第一回路导通，第二回路断路，此时白光二极管发光；当人为将控制开关打在第二挡位时，驱动电路的第一回路断路，第二回路导通，此时红外二极管发光。通过人为对照明系统发出白光或是红外光进行选择，能够有效提高照明系统的可控性。
需要说明的是，针对人为控制以及单片机自动控制这两种控制方式，照明系统优先以人为控制作为发出白光或是红外光的控制方式。也就是说，当通过人为选择将控制开关打在第一挡位或是第二挡位时，此时单片机与开关驱动器之间的通路断开，单片机无法控制系统发出白光或是红外光。例如，在需要隐蔽的应用场景中，由于白光的光束较强，为了防止暴露，此时照明系统不可以发出白光，操作人员可以通过手动将控制开关打在第二挡位，使得系统发出红外光，此时，单片机不会再根据当前的环境光，自动控制系统发出白光或是红外光。
进一步的，所述单片机还用于根据所述电信号的大小，控制所述恒流驱动器，以改变所述恒定直流电源的大小，所述恒定直流电源的大小用于控制所述发光二极管的发光亮度。
另外，这种情况下，参见图4所示的电路示意图，所述恒流源可与控制器中的恒流驱动器相连接。
进一步的，所述控制器还可以通过其他形式实现，这种情况下，参见图5所示的电路示意图，所述控制器包括：
运算放大器、恒流驱动器以及开关驱动器。
所述环境光传感器电连接至所述运算放大器的输入端，所述恒流驱动器的一端电连接至所述运算放大器的输出端，所述恒流驱动器的另一端电连接至所述驱动电路，所述开关驱动器的一端电连接至所述运算放大器的输出端，所述开关驱动器的另一端电连接至所述驱动电路。
所述运算放大器用于接收所述环境光传感器所发送的电信号，并根据所述电信号的大小控制所述开关驱动器和所述恒流驱动器。
所述开关驱动器用于在所述运算放大器的控制下，控制所述驱动电路的第一回路导通或者第二回路导通，进而控制所述白光二极管发光或者所述红外二极管发光。当驱动电路为H桥电路时，该开关驱动器即为H桥开关驱动器。
所述开关驱动器可由运算放大器控制，另外，还可以人为操控开关驱动器，这种情况下，通过人为对开关驱动器进行操控，控制驱动电路的第一回路导通或者第二回路导通，即实现人为控制所述白光二极管发光或者所述红外二极管发光。其中，当人为操控开关驱动器，使驱动电路的第一回路导通，第二回路断路时，此时白光二极管发光；另外，当人为操控开关驱动器，使驱动电路的第一回路断路，第二回路导通时，红外二极管发光。
所述恒流驱动器用于在所述运算放大器的控制下，改变所述恒定直流电源的大小，所述恒定直流电源的大小用于控制所述发光二极管的发光亮度。
运算放大器是一种常见的集成电路，运算放大器将若干个三极管、电阻以及电容等元件集成到一个很小的芯片中，以特定的电路形式来完成信号的放大运算，以及加减乘除运算。在本申请实施例中，运算放大器主要用于根据接收的电信号大小，做反向运算，然后根据反向运算的结果，控制所述恒流驱动器和开关驱动器。具体的，在环境光传感器将当前环境的光能量转换成电信号时，若当前环境的光线较暗，光能量较低，则经转换所得的电信号也比较小，在这种情况下，运算放大器做反向运算，然后根据反向运算的结果，控制恒流驱动器，增大恒定直流电源，使得发光二极管的发光亮度增强。
另外，这种情况下，参见图6所示的电路示意图，所述恒流源可与控制器中的恒流驱动器相连接。
进一步的，所述照明系统还包括管壳，所述管壳罩在所述发光二极管的外部，所述管壳与所述发光二极管形成所述照明系统的灯珠。
将白光二极管与红外二极管集成在一个灯珠中，使得照明系统为“一珠两芯”结构，减小了系统的组件，最大程度上缩小了照明系统的体积，使得系统具有体积小以及重量轻的优点。
进一步的，所述管壳为具有高透过率的环氧树脂管壳。
具体的，本申请仅是示例性的给出了管壳的材质，实际应用中，管壳可以采取其它具有高透过率、轻质的材料制作。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种应用于多种场景的照明系统，其特征在于，包括：恒流源、环境光传感器、控制器、驱动电路以及发光二极管；
所述恒流源电连接至所述控制器，所述环境光传感器电连接至所述控制器，所述控制器通过所述驱动电路电连接至所述发光二极管，所述发光二极管包括白光二极管以及红外二极管；
所述恒流源用于提供恒定直流电源；
所述环境光传感器用于将当前环境的光能量转换成相应的电信号，并将所述电信号发送至所述控制器；
所述控制器用于接收所述电信号，并根据所述电信号，控制所述驱动电路；
所述驱动电路用于在所述控制器的控制下，控制所述白光二极管发光或者所述红外二极管发光。
2.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，
所述白光二级管与所述红外二极管反向并联，构成并联电路；
所述并联电路的两端均与所述驱动电路相连接。
3.根据权利要求2所述的照明系统，其特征在于，
所述驱动电路为H桥电路，所述H桥电路包括：第一开关、第二开关、第三开关和第四开关；
其中，所述第一开关的一端与所述第二开关的一端共同连接至所述控制器，所述第一开关的另一端与所述第三开关的一端串联，所述第三开关的另一端接地，所述第二开关的另一端与所述第四开关的一端串联，所述第四开关的另一端接地；
所述并联电路的一端连接至所述第一开关与所述第三开关之间，所述并联电路的另一端连接至所述第二开关与所述第四开关之间；
所述第二开关、所述白光二极管与所述第三开关构成所述驱动电路的第一回路；
所述第一开关、所述红外二极管与所述第四开关构成所述驱动电路的第二回路。
4.根据权利要求3所述的照明系统，其特征在于，
当所述第二开关与所述第三开关闭合，所述第一开关与所述第四开关断开时，所述第一回路导通，所述第二回路断路，此时，所述白光二极管发光；
当所述第一开关与所述第四开关闭合，所述第二开关与所述第三开关断开时，所述第一回路断路，所述第二回路导通，此时，所述红外二极管发光。
5.根据权利要求4所述的照明系统，其特征在于，所述控制器包括：
单片机、恒流驱动器以及开关驱动器；
所述单片机包括多个I/O接口，所述单片机通过所述多个I/O接口分别与所述恒流驱动器、所述环境光传感器以及所述开关驱动器电连接，所述恒流驱动器与所述开关驱动器均电连接至所述驱动电路；
所述单片机用于接收所述环境光传感器所发送的电信号，并根据所述电信号，通过控制所述开关驱动器，以选择所述驱动电路的第一回路导通或者第二回路导通，进而控制所述白光二极管发光或者所述红外二极管发光。
6.根据权利要求5所述的照明系统，其特征在于，所述单片机用于接收所述环境光传感器所发送的电信号，并根据所述电信号，通过控制所述开关驱动器，以选择所述驱动电路的第一回路导通或者第二回路导通，进而控制所述白光二极管发光或者所述红外二极管发光，包括：
当所述电信号大于预设的阈值时，所述单片机通过所述开关驱动器，控制所述驱动电路的第一回路导通，第二回路断路，进而控制所述白光二极管发光；
当所述电信号不大于预设的阈值时，所述单片机通过所述开关驱动器，控制所述驱动电路的第一回路断路，第二回路导通，进而控制所述红外二极管发光。
7.根据权利要求5所述的照明系统，其特征在于，
所述单片机还用于根据所述电信号的大小，控制所述恒流驱动器，以改变所述恒定直流电源的大小，所述恒定直流电源的大小用于控制所述发光二极管的发光亮度。
8.根据权利要求4所述的照明系统，其特征在于，所述控制器包括：
运算放大器、恒流驱动器以及开关驱动器；
所述环境光传感器电连接至所述运算放大器的输入端，所述恒流驱动器的一端电连接至所述运算放大器的输出端，所述恒流驱动器的另一端电连接至所述驱动电路，所述开关驱动器的一端电连接至所述运算放大器的输出端，所述开关驱动器的另一端电连接至所述驱动电路；
所述运算放大器用于接收所述环境光传感器所发送的电信号，并根据所述电信号的大小控制所述开关驱动器和所述恒流驱动器；
所述开关驱动器用于在所述运算放大器的控制下，控制所述驱动电路的第一回路导通或者第二回路导通，进而控制所述白光二极管发光或者所述红外二极管发光；
所述恒流驱动器用于在所述运算放大器的控制下，改变所述恒定直流电源的大小，所述恒定直流电源的大小用于控制所述发光二极管的发光亮度。
9.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述照明系统还包括管壳，所述管壳罩在所述发光二极管的外部，所述管壳与所述发光二极管形成所述照明系统的灯珠。
10.根据权利要求9所述的照明系统，其特征在于，所述管壳为具有高透过率的环氧树脂管壳。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN112885166A (zh) * | 2021-01-15 | 2021-06-01 | 深圳市金文通电子有限公司 | 一种扫译点读笔元件组系统 |
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2019
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