CN210168270U - 一种智能照明用IoT-WiFi灯控模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能照明用IoT‑WiFi灯控模块。它包括基板以及集成于基板上的具有WiFi适配功能的物联网控制器、至少两个并接于物联网控制器的GPIO通用接口与被控照明灯具之间以将物联网控制器输出的PWM脉冲控制信号转换为恒流驱动信号后驱动被控照明灯具工作的线性恒流驱动模组和连接于物联网控制器的电源输入端以用于对AC交流电源作整流降压处理后为物联网控制器供电的整流降压模组。本实用新型利用线性恒流驱动模组可保模块具有驱动信号恒流输出的特性，避免物联网微控制器直接以PWM波形进行驱动信号的输出，不但有利于对被控照明灯具的驱动效果，而且利用线性恒流驱动模组所提供的多个驱动信号来搭配不同形式的被控照明灯具，拓展模块本身的适用场景。

Description

一种智能照明用IoT-WiFi灯控模块

技术领域

本实用新型涉及物联网技术领域，尤其是一种智能照明用IoT-WiFi灯控模块。

背景技术

随着物联网(Internet of Things，IoT)技术的快速发展，全屋智能家居控制成为了物联网技术的一个较为成熟且具体的应用方案，而在全屋智能家居控制方案中(尤其是智能照明控制方案)，WiFi无线网络的应用是非常普遍的；同时，照明灯具控制模块(即：灯控模块)和WiFi无线网络模块是整个智能照明控制系统中必不可少的组成部分，特别是灯控模块作为WiFi无线网络模块与被控照明灯具之间的衔接载体，对整个智能照明控制系统的性能会起到至关重要的影响。

目前，现有的灯控模块由于系统结构及功能设计方面不甚理想，导致其普遍存在如下问题：1、为满足对照明灯具进行无级调光调色的需求，现有的灯控模块通常会直接以PWM波形进行控制信号的输出，从而需要位于灯控模块后端的照明灯具具有较强的适配性能，即：灯控模块只能搭配特定的照明灯具，因其无法灵活搭配不同的照明灯具，使得灯控模块的应用场景及范围受到了极大地限制。2、模块本身的结构布局不甚合理，结构体积及占用空间较大，在一定程度上降低了模块应用的灵活性和便捷性。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种智能照明用IoT-WiFi灯控模块。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种智能照明用IoT-WiFi灯控模块，它包括基板、具有WiFi适配功能的物联网控制器、至少两个并接于物联网控制器的GPIO通用接口与被控照明灯具之间以将物联网控制器输出的PWM脉冲控制信号转换为恒流驱动信号后驱动被控照明灯具工作的线性恒流驱动模组以及连接于物联网控制器的电源输入端以用于对AC交流电源作整流降压处理后为物联网控制器供电的整流降压模组；所述物联网控制器、线性恒流驱动模组和整流降压模组同时集成于基板上。

优选地，所述物联网控制器包括一ESP8266EX型微控制芯片。

优选地，每个所述线性恒流驱动模组均包括一双通道线性恒流驱动芯片，所述双通道线性恒流驱动芯片的两个PWM波输入引脚分别与微控制芯片的两个GPIO通用接口一一对接、两个驱动信号输出引脚分别作为一驱动信号输出端。

优选地，所述整流降压模组包括一电流输出端与微控制芯片的电源输入端相连的DC/DC系列同步整流降压型稳压器。

优选地，所述物联网控制器还包括一连接于微控制芯片的SPI接口的闪存器。

优选地，它还包括若干个作为AC交流电源输入引脚使用的电源引脚以及若干个分别与线性恒流驱动模组的各个驱动信号输出端一一对应连接的灯体极脚，所述电源引脚和灯体极脚均集成于基板上。

优选地，所述灯体极脚至少包括一R极极脚、一G极极脚、一B极极脚和一W极极脚；所述电源引脚至少包括一直流正极引脚和一直流负极引脚。

优选地，所述物联网控制器、线性恒流驱动模组和整流降压模组均布设于基板的正面，所述灯体极脚环周地分布于基板的轮廓边缘，所述电源引脚布设于基板的背面中心区域。

优选地，所述基板为一类圆形板状结构体，且所述基板上设置有至少两个环绕基板中心点均匀分布的装配孔位。

由于采用了上述方案，本实用新型利用线性恒流驱动模组可保模块具有驱动信号恒流输出的特性，避免物联网微控制器直接以PWM波形进行驱动信号的输出，不但有利于对被控照明灯具的驱动效果，而且利用线性恒流驱动模组所提供的多个驱动信号来搭配不同形式的被控照明灯具，如球泡灯、吸顶灯、线条灯、LED数码管、LED网屏、全彩LED点光源、全彩户内/外LED信息显示屏、LED装饰照明、全彩LED文字招牌等等，极大地拓展了模块本身的适用场景；其结构紧凑、体积小、应用灵活性强，具有很强的实用价值和市场推广价值。

附图说明

图1是本实用新型实施例的应用原理控制框图；

图2是本实用新型实施例的正面结构布局示意图；

图3是本实用新型实施例的反面结构布局示意图；

图4是本实用新型实施例的物联网控制器的电路结构参考图；

图5是本实用新型实施例的线性恒流驱动模组的电路结构参考图；

图6是本实用新型实施例的整流降压模组的电路结构参考图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1至图6所示，本实施例提供的一种智能照明用IoT-WiFi灯控模块，它包括：

基板10，作为整个模块的电子元器件的载体使用，其可根据实际情况采用诸如铝基板或陶瓷基板等等；

物联网控制器20，其焊接于基板10上，其一般是指集成有基带芯片、射频芯片、定位芯片、嵌入式微处理器等功能器件为一体的窄带物联网(Narrow Band Internet ofThings,NB-IoT)控制器，本实施例可根据实际情况选择具有WiFi适配功能诸如Atheros系列芯片，Ralink，Realtek，ALTOBEAM高拓、Broadcom系列芯片、威发半导体系列芯片、乐鑫系列芯片、RTL8710型芯片、QCA4002/4004及MT2625型芯片、ESP8266\ESP32系列芯片等等，以利用其作为整个模块的核心控制组件使用的同时，能够与WiFi无线网络模块c建立无线通信关系；

线性恒流驱动模组30，其至少为两个并同时焊接于基板10上，并且多个线性恒流驱动模组30以并接的方式设置于物联网控制器20的GPIO通用接口与被控照明灯具a之间，以利用线性恒流驱动模组30将物联网控制器20输出的PWM脉冲控制信号转换为恒流驱动信号后来驱动被控照明灯具a工作；

以及

整流降压模组40，其焊接于基板10上并连接于物联网控制器20的电源输入端，主要用于对AC交流电源b输出的电压作整流降压处理后为物联网控制器20供电。

由此，利用物联网控制器20可将本实施例的灯控模块与WiFi无线网络模块c建立无线通信关系，以便于能够利用诸如智能手机、电脑、遥控器等终端设备d来实现对被控照明灯具a的状态远程或非接触式调控；同时，通过布设的至少两个线性恒流驱动模组30可保证整个模块具有驱动信号恒流输出的特性，避免物联网微控制器10直接以PWM波形进行驱动信号的输出，从而不但有利于对被控照明灯具a的驱动效果，而且可以利用线性恒流驱动模组30所提供的多个驱动信号来搭配不同形式的被控照明灯具a，即：可以搭配具有不同端脚形式的灯体，如球泡灯、吸顶灯、线条灯、LED数码管、LED网屏、全彩LED点光源、全彩户内/外LED信息显示屏、LED装饰照明、全彩LED文字招牌等等，极大地拓展了模块本身的适用场景。

作为优选方案，如图4所示，本实施例的物联网控制器20主要由一ESP8266EX型微控制芯片U2构成，以利用此芯片将天线开关、射频、功率放大器、低噪声放大器、滤波器和电源管理理模块等作高度集成化处理后所具有的功耗低、结构紧凑、功能丰富、稳定性高等特点来保证整个灯控模块的性能；在具体实施时，可通过为芯片的射频天线接口LNA配置立式弹簧作为其与WiFi无线网络模块c进行适配的天线来使用。

为最大限度地增强对脉冲驱动信号的转换处理效果，提高恒流驱动信号的精度，避免诸如可视频闪等现象的发生，如图5所示，本实施例的每个线性恒流驱动模组30主要由一双通道线性恒流驱动芯片(如U3和U4)构成，双通道线性恒流驱动芯片的两个PWM波输入引脚分别与微控制芯片U2的两个GPIO通用接口一一对接、两个驱动信号输出引脚分别作为一驱动信号输出端。由此，不但可以利用此类驱动芯片对被控照明灯具a进行高精度的调光调色处理，而且可形成多路驱动信号的输出，有效地增强了模块可灵活搭配不同形式的灯体的性能。作为优选方案，本实施例的双通道线性恒流驱动芯片(如U3和U4)采用一SLM421A型线性恒流驱动IC。

为合理的拓宽模块输入电压的范围并保证物联网控制器20能够稳定地运行，如图6所示，本实施例的整流降压模组40主要一电流输出端与微控制芯片U2的电源输入端相连的DC/DC系列同步整流降压型稳压器U5(如ME3116系列稳压器)构成，以利用此稳压器的性能使得模块的最大输入电压可以达到42VDC，最大驱动电流可以达到1A。

另外，本实施例的物联网控制器20还包括一连接于微控制芯片U2的SPI接口的闪存器U1。利用闪存器U1不但可以保证微控制芯片U2能够直接从外接的flash中启动，而且有利于提高模块的系统性能，并且优化模块的存储系统。

为能够使整个模块能够灵活地搭配不同的被控照明灯具a，如图2和图3所示，本实施例的灯控模块还包括若干个作为AC交流电源b输入引脚使用的电源引脚以及若干个分别与线性恒流驱动模组30的各个驱动信号输出端一一对应连接的灯体极脚，电源引脚和灯体极脚均集成于基板10上。以此，利用设置于基板10上的电源引脚和灯体极脚可为被控照明灯具a、AC交流电源b与模块的装配连接创造结构条件，并且依据被控照明灯具a的端脚数量和方式来选择适配的灯体极脚。作为优选方案，本实施例的灯体极脚至少包括一R极极脚TP7、一G极极脚TP8、一B极极脚TP9和一W极极脚TP10；而电源引脚则至少包括一直流正极引脚TP13和一直流负极引脚TP14。由此，可利用直流正极引脚TP13和直流负极引脚TP14作为模块的电源连接端，以实现诸如5-42VDC电压的供电；利用直流正极引脚TP13、R极极脚TP7、G极极脚TP8、B极极脚TP9和W极极脚TP10则可为单色、双基色、三基色等发光元件提供选择性的连接端口。

为合理优化整个模块的结构，本实施例的物联网控制器20、线性恒流驱动模组30和整流降压模组40均布设于基板10的正面，灯体极脚环周地分布于基板10的轮廓边缘，而电源引脚则布设于基板10的背面中心区域。由此，通过对各个电子功能器件的区域分布的设计，不但可以增强整个模块中元器件的紧凑性，而且便于被控照明灯具a和AC交流电源b与模块进行结合装配。

另外，为最大限度地增强模块应用的灵活性和便捷性，本实施例的基板10优选为一类圆形板状结构体，以降低模块的体积或占用空间，并且在基板10上设置有至少两个环绕基板10中心点均匀分布的装配孔位50，以便于模块与外置部件进行结构装配。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种智能照明用IoT-WiFi灯控模块，其特征在于：它包括基板、具有WiFi适配功能的物联网控制器、至少两个并接于物联网控制器的GPIO通用接口与被控照明灯具之间以将物联网控制器输出的PWM脉冲控制信号转换为恒流驱动信号后驱动被控照明灯具工作的线性恒流驱动模组以及连接于物联网控制器的电源输入端以用于对AC交流电源作整流降压处理后为物联网控制器供电的整流降压模组；所述物联网控制器、线性恒流驱动模组和整流降压模组同时集成于基板上。

2.如权利要求1所述的一种智能照明用IoT-WiFi灯控模块，其特征在于：所述物联网控制器包括一ESP8266EX型微控制芯片。

3.如权利要求2所述的一种智能照明用IoT-WiFi灯控模块，其特征在于：每个所述线性恒流驱动模组均包括一双通道线性恒流驱动芯片，所述双通道线性恒流驱动芯片的两个PWM波输入引脚分别与微控制芯片的两个GPIO通用接口一一对接、两个驱动信号输出引脚分别作为一驱动信号输出端。

4.如权利要求2所述的一种智能照明用IoT-WiFi灯控模块，其特征在于：所述整流降压模组包括一电流输出端与微控制芯片的电源输入端相连的DC/DC系列同步整流降压型稳压器。

5.如权利要求2所述的一种智能照明用IoT-WiFi灯控模块，其特征在于：所述物联网控制器还包括一连接于微控制芯片的SPI接口的闪存器。

6.如权利要求1-5中任一项所述的一种智能照明用IoT-WiFi灯控模块，其特征在于：它还包括若干个作为AC交流电源输入引脚使用的电源引脚以及若干个分别与线性恒流驱动模组的各个驱动信号输出端一一对应连接的灯体极脚，所述电源引脚和灯体极脚均集成于基板上。

7.如权利要求6所述的一种智能照明用IoT-WiFi灯控模块，其特征在于：所述灯体极脚至少包括一R极极脚、一G极极脚、一B极极脚和一W极极脚；所述电源引脚至少包括一直流正极引脚和一直流负极引脚。

8.如权利要求6所述的一种智能照明用IoT-WiFi灯控模块，其特征在于：所述物联网控制器、线性恒流驱动模组和整流降压模组均布设于基板的正面，所述灯体极脚环周地分布于基板的轮廓边缘，所述电源引脚布设于基板的背面中心区域。

9.如权利要求8所述的一种智能照明用IoT-WiFi灯控模块，其特征在于：所述基板为一类圆形板状结构体，且所述基板上设置有至少两个环绕基板中心点均匀分布的装配孔位。

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