CN211297020U - 景观灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种景观灯，属照明技术领域。本实用新型该种景观灯包括底座、灯头和柔性灯杆，灯头包括观星测量单元、控制器和光源。采用柔性灯杆，可使景观灯随风摆动或者由人推动，在摆动或被推动过程中，观星测量单元根据景观灯灯杆相较地面垂直方向偏离角度大小，以及摆动的方向，形成不同电信号并发送给处理器，处理器根据所接收电信号，对应控制景观灯显示不同亮度以及颜色。本实用新型的该种景观灯，亮度与颜色变化方式丰富多样；同时，该景观灯随风的变化，也即分别通过灯杆偏离垂直方向角度和偏离的具体方向角来控制灯光亮度和灯光颜色的控制方法，使该景观灯的状态变化与周围环境更为协调，与环境之间具备很强的交互性。

Description

景观灯

技术领域

本实用新型涉及一种景观灯，属于照明技术领域。

背景技术

随着生活质量的不断改善，人们对景区景点、公园甚至自己生活居住区域的环境要求都逐渐提高，景观灯逐渐成为现代景观中不可缺少的一部分，其不仅要求自身具有较高的观赏性，还强调显示效果与周围环境的协调统一。

这其中，旅游景点等自然环境对景观灯的需求更为突出。旅游景点通常利用大量的景观灯对环境进行装饰，通过对所有景观灯进行统一控制，将景观灯按照事先定义的程序进行显示，使所有景观灯显示出一定的整体效果，如将每个景观灯看做一个像素点，通过控制每个景观灯的颜色而使所有景观灯组合在一起显示出简单的文字或图像，但现有的该种显示方法较为单调与死板，更适合于城市环境。

旅游景点等自然风光，则更希望景观灯与自然环境具有较强的交互性，可与自然环境良好互动，使景观灯配合自然环境，特别是夜景，以互动方式营造出更为靓丽的景色。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种景观灯，用于满足环境交互性的需求。

为实现上述目的，本实用新型提供一种景观灯，该景观灯包括：

固定底座，用于安装柔性灯杆；

柔性灯杆，一端用于安装在固定底座上，另一端用于安装灯头；

灯头，用于安装在柔性灯杆上，包括有惯性测量单元、控制器以及光源；

其中，所述惯性测量单元连接控制器，并根据所述灯头摆动时偏离地面垂直方向的角度大小和/或摆动的方位，生成不同的信号并实时传输到所述控制器，所述控制器根据接收到的信号，控制所述光源发出不同亮度和/或颜色的光。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过分别检测景观灯摆动时的摆动方向以及摆动时偏离竖直方向的程度两种参数，实现了对其光源所发出的颜色种类以及亮度大小的丰富控制，使本实用新型的该景观灯显示模式不再单一，并且状态的改变不再通过预设方式固定变化，将该景观灯安装在湖边，道路两侧后，景观灯可随着风的吹拂而多样性地变化，与环境之间有很强的交互性，可营造出美丽多变的景色。

进一步的，为了使景观灯实现较优控制，所述控制器为MCU。

进一步的，为了全面地感知景观灯的摆动情况，所述惯性测量单元包括角速度传感器和加速度传感器。

进一步的，为了更为准确感知景观灯的摆动，述角速度传感器为三轴陀螺仪，所述加速度传感器为三轴加速度计。

进一步的，为了给出一种更优的颜色控制以及亮度控制方案，所述光源为RGB灯组，其中包括红色LED、绿色LED以及蓝色LED；每个LED各自与一个MOS管串联，所述MCU通过PWM信号驱动连接各MOS管。

进一步的，为了给出更优的控制方法，所述MCU根据所述灯头摆动时偏离地面垂直方向的角度，控制光源发出不同亮度；根据所述灯头摆动时的摆动方位，控制光源显示不同颜色。

进一步的，同样为了给出更优的控制方法，当灯头未偏离地面垂直方向时，所述MCU控制光源发出的亮度为光源可显示亮度范围的中间值。

附图说明

图1为本实用新型实施例中景观灯的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中景观灯摆动时的侧视图；

图3为本实用新型实施例中通过景观灯的摆动控制景观灯显示不同亮度与颜色的控制电路原理图；

图4为本实用新型实施例中MCU对RGB灯组进行控制的详细电路图；

图5为本实用新型实施例中景观灯摆动时相对于竖直方向所形成的夹角的示意图；

图6为本实用新型实施例中景观灯摆动时的方向角；

其中，1为灯头，1-1为RGB灯组，2为柔性灯杆，3为固定底座。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的说明。

本实用新型提供的景观灯实施例：

如图1所示，为该景观灯的结构示意图，其由固定底座3安装在地面上，固定底座3上连接安装柔性灯杆2的一端，柔性灯杆2的另一端连接安装灯头部分，灯头包括有RGB灯组1-1、MCU以及惯性测量单元，其中MCU以及惯性测量单元在图中未示出，同时该景观灯还包括有图1中同样未示出的电池，该电池可由供电线路为其充电，或者可人工替换；惯性测量单元，由角速度传感器与加速度传感器两种传感器组成，本实施例中具体选择角速度传感器为三轴陀螺仪，加速度传感器为三轴加速度计。

柔性灯杆2可使该景观灯以图2所示的方法随风摆动。在本实施例中，该景观灯通过固定底座3进行固定，在其它实施例中，还可以将该景观灯的柔性灯杆2直接安装在地面上而不借助固定底座3固定。

惯性测量单元、MCU、RGB灯组1-1以及图中未示出的电池之间的连接原理图如图3所示，其中电池供电连接MCU以及RGB灯组1-1，以图中实线表示，惯性测量单元信号连接MCU，MCU同样信号连接RGB灯组1-1，以图中虚线表示。

如图4所示，是具体的MCU控制RGB灯组1-1的电路图，从图中可知RGB灯组1-1实际是由分别可发出红、绿、蓝三原色的三个发光二极管构成，且优选每个二极管最大发光亮度相同，可显示亮度范围也相同。每个二极管的正极连接电池由电池供电，负极各自连接一个N型MOS管的漏极(D极)，然后各个N型MOS管的源极(S极)接地；MCU中存储有用于对RGB灯组进行控制的PWM数据，各个N型MOS管的栅极(G极)分别接收来自MCU的脉冲宽度调制信号PWM1、PWM2以及PWM3。当然，其它实施例中还可以采用P型MOS管，或者可达到相同控制效果的其它开关管。

当该景观灯随风摆动时，显示过程如下：

1、利用惯性测量单元检测出景观灯摆动时的方向角与偏斜角。

景观灯摆动的方向是不固定的，可以是东西南北或者说360°方向中的任一方向，本实施例中建立了如图6所示的，坐标轴平面与地面平行，横轴的正向表示实际空间中的东方向，纵轴的正向表示实际空间中的北方向，坐标原点表示景观灯安装位置的坐标轴。在建立坐标轴后，根据景观灯摆动时的朝向与横轴正向(也即实际空间中的东方向)所形成的夹角ω来具体表示其摆动的方向角。

当景观灯发生了摆动，安装在其上的三轴加速度计便可以准确检测出该方向角ω，由于摆动方向是360°中的任一方向，所以方向角ω取值范围为[0°,360°)。

景观灯摆动不但会产生方向角ω，还会与垂直于水平面方向(也即竖直方向)形成夹角。所以本实施例还建立了如图5所示的，纵轴表示垂直于水平面的方向，横轴方向平行于水平面，原点表示景观灯与地面连接安装位置的坐标轴。

当景观灯摆动时，安装在其上的三轴陀螺仪准确检测出景观灯偏离竖直方向的角度，也即图5中所示的景观灯偏离纵轴正向时所形成的偏斜角θ，由于景观灯摆动时的方向已由方向角ω描述，该偏斜角θ只需要表示景观灯的偏离情况，所以偏斜角θ只需取正值，其取值范围为0°到柔性灯杆可偏离竖直方向的最大角度。

2、根据景观灯摆动时的方向角与偏斜角，对应生成RGB灯组的控制信号，从而根据景观灯的摆动实现对其颜色与亮度的控制。

如图4所示，MCU分别通过控制MOS管1～3来控制RGB灯组中的三个二极管，对应控制信号分别为脉冲宽度调制信号PWM1～3。

三轴加速度计与三轴陀螺仪分别将检测得到的景观灯摆动方向角ω以及偏斜角θ发送给MCU，MCU根据方向角ω的大小，可对应控制RGB灯组所要发出的颜色，根据偏斜角θ的大小，对应控制RGB灯组所发出的亮度，具体为：

红绿蓝三原色按照不同亮度也即不同的比例进行组合后，可显示出各种不同的颜色，所以当MCU接收到方向角ω后，可通过控制脉冲宽度调制信号PWM1～3脉冲占空比之间比例关系，来对应控制MOS管1～3的通断，从而控制红绿蓝三个二极管之间的亮度比例，最终使RGB灯组显示出特定颜色。

而根据偏斜角θ，MCU又可通过控制脉冲宽度调制信号PWM1～3脉冲占空比的大小值，控制三个二极管所发出的亮度大小，从而控制RGB灯组的亮度大小。虽然该过程PWM1～3脉冲占空比大小改变，但只要保持PWM1～3脉冲占空比之间的比例关系不变，就可以保证RGB灯组所发出的颜色种类不发生变化。最终，就可达到使RGB灯组所发出的颜色不变而仅仅亮度发生变化的效果。

在本实施例中，选择设定景观灯在没有发生摆动，也即偏斜角θ为零时所发出的亮度为RGB灯组所能显示亮度范围的中间值，然后随着偏斜角θ的增大，其亮度逐渐增大，直到偏斜角θ增大到其最大取值后，RGB灯组显示亮度达到最大值。当然，在其它实施例中还可以采用其它的亮度变化方式。

在明确了根据景观灯摆动的方向角ω与偏斜角θ来分别控制RGB灯组的颜色与亮度，以及明确了RGB灯组的亮度如何随偏斜角θ的变化而变化后，便可实现景观灯与环境或游人的互动，使景观灯可随着摆动显示出不同的亮度大小与种类丰富的颜色。

在本实施例中，同时对景观灯的颜色和亮度进行了控制，而在其它实施例中，也可以仅对其中一项进行控制，如仅利用方向角控制景观灯的颜色、仅利用偏斜角控制景观灯的亮度，或者利用方向角控制景观灯的亮度而利用偏斜角控制景观灯的颜色。

以上给出了具体的实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。本实用新型的基本思路在于上述基本方案，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种景观灯，其特征在于，该景观灯包括：

固定底座，用于安装柔性灯杆；

柔性灯杆，一端用于安装在固定底座上，另一端用于安装灯头；

灯头，用于安装在柔性灯杆上，包括有惯性测量单元、控制器以及光源；

其中，所述惯性测量单元连接控制器，并根据所述灯头摆动时偏离地面垂直方向的角度大小和/或摆动的方位，生成不同的信号并实时传输到所述控制器，所述控制器根据接收到的信号，控制所述光源发出不同亮度和/或颜色的光。

2.根据权利要求1所述的景观灯，其特征在于，所述控制器为MCU。

3.根据权利要求1所述的景观灯，其特征在于，所述惯性测量单元包括角速度传感器和加速度传感器。

4.根据权利要求3所述的景观灯，其特征在于，所述角速度传感器为三轴陀螺仪，所述加速度传感器为三轴加速度计。

5.根据权利要求2所述的景观灯，其特征在于，所述光源为RGB灯组，其中包括红色LED、绿色LED以及蓝色LED；每个LED各自与一个MOS管串联，所述MCU通过PWM信号驱动连接各MOS管。

6.根据权利要求2所述的景观灯，其特征在于，所述MCU根据所述灯头摆动时偏离地面垂直方向的角度，控制光源发出不同亮度；根据所述灯头摆动时的摆动方位，控制光源显示不同颜色。

7.根据权利要求6所述的景观灯，其特征在于，当灯头未偏离地面垂直方向时，所述MCU控制光源发出的亮度为光源可显示亮度范围的中间值。

Images