TW201513728A - 多燈具的控制方法 - Google Patents

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Abstract

一種多燈具的控制方法，係應用於一照明系統，該照明系統包含有一組輸入界面與一訊號傳送裝置、以及複數組訊號接收裝置、驅動裝置與燈具。該方法包含有：訊號傳送裝置偵測輸入界面的狀態；訊號傳送裝置依據所偵測的狀態，傳送對應的一訊號；各訊號接收裝置接收該訊號並偵測交流電源的波形，各訊號接收裝置在交流電源的波形之周期中至少一基準點時，依據該訊號傳送對應的控制訊號到各驅動裝置，以控制各燈具。藉此，可在同一時間點控制多個燈具同時作動。

Description

多燈具的控制方法
本發明係與照明系統有關；特別是指一種多燈具的控制方法。
按，習用的多燈具的照明系統包括有設於控制端的一輸入界面、一訊號傳送裝置，以及設於負載端的複數個訊號接收裝置、複數個驅動裝置與複數個燈具。該輸入界面電性連接該訊號傳送裝置，該些訊號接收裝置訊號連接該傳送裝置，且各該訊號接收裝置依序電性連接各該驅動裝置及燈具。使用者由該輸入界面操作控制燈具時，該訊號傳送裝置將對應該輸入界面狀態的一訊號傳送至該些訊號接收裝置，各該訊號裝置依據該訊號傳送相對應的一控制訊號至各該驅動裝置，以控制各該燈具。藉此，達到控制多燈具的目的。
然，在實際使用上，由於該些訊號接收裝置係由電子元件所構成，可能因為電子元件本身的製程差異、溫度變化、電壓不穩及雜訊干擾等因素，使得其內部訊號時序上有所偏移而產生計時的誤差，致使該些訊號接收裝置各自發送該控制訊號的時間點有所誤差，使得該些燈具在不同的時間點作動。尤其是該訊號接收裝置控制該驅動裝置使該些燈具產生的亮光反覆變化時，反覆變化的時間愈長或次數愈多，該些燈具之間的亮度差異愈明顯，使得該些燈具無法維持在一致的亮度。
本發明之主要目的在於提供一種多燈具的控制方法，可在同一時間點控制多個燈具同時作動。
為達成前述之發明目的，本發明所提供之多燈具的控制方法，係應用於一照明系統，該照明系統包含有一輸入界面、一訊號傳送裝置、複數個訊號接收裝置、複數個驅動裝置與複數個燈具，其中，該訊號傳送裝置電性連接該輸入界面，該訊號傳送裝置訊號連接該些訊號接收裝置，該些訊號接收裝置電性連接一交流電源，且各該訊號接收裝置依序電性連接各該驅動裝置及各該些燈具；該方法包含有下列步驟：A.該訊號傳送裝置偵測該輸入界面的狀態；B.該訊號傳送裝置依據步驟A所偵測的狀態，傳送對應的一訊號；C.各該訊號接收裝置接收該訊號並偵測該交流電源的波形，各該訊號接收裝置在該交流電源的波形之周期中至少一基準點時，依據該訊號傳送對應的控制訊號到各該驅動裝置，以控制各該燈具，其中該交流電源之每一個周期的基準點相同。
藉此，透過該控制方法，可在同一時間點控制多個燈具同時作動，有效避免各該燈具亮度不一致。
1‧‧‧照明系統
10‧‧‧輸入界面
102‧‧‧切換開關
104‧‧‧開關
12‧‧‧訊號傳送裝置
14‧‧‧驅動裝置
16‧‧‧發光二極體模組
18‧‧‧訊號接收裝置
182‧‧‧相角偵測電路
184‧‧‧處理器
2‧‧‧照明系統
20‧‧‧輸入界面
202‧‧‧開關
22‧‧‧訊號傳送裝置
222‧‧‧控制器
224‧‧‧無線訊號發送單元
24‧‧‧驅動裝置
26‧‧‧日光燈
28‧‧‧訊號接收裝置
282‧‧‧無線訊號接收單元
284‧‧‧處理器
286‧‧‧波形偵測電路
S‧‧‧交流電源
圖1為本發明第一較佳實施所應用的照明系統架構圖。
圖2A為一波形圖，揭示開關導通時正半波後緣產生延遲導通角；圖2B為一波形圖，揭示開關導通時正半波後緣產生延遲導通角；圖3為本發明第一較佳實施例之流程圖。
圖4為本發明第二較佳實施所應用的照明系統架構圖。
為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如后。請參閱圖1，為應用本發明第一較佳實施例之照明系統1，包含有一輸入界面10、一訊號傳送裝置12、複數個驅動裝置14、複數個以發光二極體模組16為例的燈具與複數個訊號接收裝置18。於後茲就該照明系統1說明圖3所示之多燈具的控制方法。
該輸入界面10包含有一切換開關102與一開關104。該開關104為常開式的按壓開關，該開關104在使用者按壓時呈短路狀態。
該訊號傳送裝置12透過該切換開關102電性連接至一交流電源S，且該訊號傳送裝置12電性連接該開關104。該切換開關102用以控制導通或阻斷供輸至該訊號傳送裝置12的電力。該訊號傳送裝置12偵測該開關104的狀態，並在該開關104受按壓而導通時，該訊號傳送裝置12改變該交流電源S的波形，使該交流電源S之波形的正半波周期產生一延遲導通角後輸出；而在該開關104未為受按壓時，該開關104則自動復歸呈開路狀態，且該訊號傳送裝置12不改變該交流電源S的波形，亦即該訊號傳送裝置12所輸出的波形中無該延遲導通角存在。該延遲導通角的角度以小於或等於90度為佳，以減少該交流電源S的諧波及減少功率因數降低的程度。利用按壓該開關104的狀態而使具有該延遲導通角的交流電源S之波形構成一電訊號傳送出去。
請參閱圖2A，本實施例中，在該開關104受壓時(如圖2A之波形1)，該訊號傳送裝置12改變該交流電源S的波形，於其輸出之電壓波形的正半波週期的後緣產生產生延遲導通角(如圖2A之波形2)。在實務上，可設計成如圖2B所示於正半波週期的前緣產生延遲導通角，當然，亦可於 負半波前或後緣，抑或是於正半波及負半波週期的前緣或後緣產生延遲導通角，同樣都可以達到作為開關104被按下之識別。
該些驅動裝置14共同電性連接該訊號傳送裝置12及該交流電源S，該些發光二極體模組16分別電性連接至該些驅動裝置14，各該發光二極體模組16具有複數個發光二極體，用以接收該驅動裝置14輸出的電能以產生亮光提供照明。各該驅動裝置14接收該訊號傳送裝置12所輸出之電能，並轉換成各該發光二極體模組16所需之電能，各該驅動裝置14係可受控制地改變各該發光二極體模組16的開、關狀態及亮度。於本實施例中，各該驅動裝置14係以脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)電路為基礎進行設計，並透過脈衝寬度調變之方式來調整供予各該發光二極體模組16之電訊號的時脈寬度。當然，在實際實施上，各該驅動裝置14亦可為調整電壓大小或其他調整電能之電路設計。
各該訊號接收裝置18包含有一相角偵測電路182與一處理器184。各該相角偵測電路182電性連接各該訊號傳送裝置12，用以偵測該訊號傳送裝置12輸出的電能之波形，及偵測該延遲導通角的角度，並將偵測結果傳遞予該處理器184。
各該處理器184內建有複數種控制模式，該些控制模式包括一全亮照明模式、一預設照明模式與一亮度調整模式，並以其中一種控制模式控制各該驅動裝置14輸出之電能，藉以驅動各該發光二極體模組16產生亮光，並利用該相角偵測電路182所偵測該延遲導通角的結果判斷該開關104的狀態，以做為控制模式切換之依據。為了使該些處理器184在同一時間點同步地控制各自連接的驅動裝置14，利用各該相角偵測電路182偵測的波形，各該處理器184即可相對取得該交流電源S的周期，並且由該交流電源S周期中取一基準點作為同步之用，其中該交流電源S之每一個周期的基準點 相同。本實施例係以每一周期中的第一個零交越點(zero crossing)作為該基準點，各該處理器184係在該基準點時，傳送對應的控制訊號到各該驅動裝置14，以控制各該發光二極體模組16的作動，例如，開啟、關閉、改變亮度。在實務上亦可以波形中的峰值作為基準點，同樣可以達到同步的效果。
於後茲以一組處理器184與驅動裝置14說明該些控制模式的動作，其中：於該全亮照明模式中，該處理器184在該交流電源S的波形之周期中的該基準點時傳送控制訊號以控制該驅動裝置14驅動該發光二極體模組16產生額定功率下最大亮度值之亮光。
於該預設照明模式中，該處理器184在該交流電源S的波形之周期中的該基準點時傳送控制訊號，以控制該驅動裝置14驅動該發光二極體模組16產生一預設亮度值的亮光，在本實施例中，該預設亮度值初始設定為最大亮度值的一半，而在亮度調整模式中係可更新該預設亮度值。
於該亮度調整模式中，該處理器184係控制該驅動裝置14驅動該發光二極體模組16產生的亮光反覆於一第一亮度值與一第二亮度值之間變化，其中，該處理器184在該交流電源S的每一次周期中的基準點，控制該驅動裝置14驅動該發光二極體模組16產生的亮光增加或減少一亮度差值。直到該處理器184判斷該開關104的狀態改變時，停止控制亮度的變化，並記錄該發光二極體模組16當下所產生之亮光的亮度值，且將記錄之亮度值取代該預設照明模式原先之預設亮度值，並驅動該發光二極體模組16產生具有新的預設亮度值的亮光。在本實施例中，該第一亮度值為最大亮度值，該第二亮度值為最小亮度值，藉此，在亮度調整模式時，各該發光二極體模組16的亮光即在最大亮度與最小亮度之間變化。
實務上，亦可驅動該發光二極體模組16產生的亮光由介於該第一、第二亮度值之間的一第三亮度值開始增加或減少，而反覆於一第一亮度值與一第二亮度值之間變化。該第三亮度值可設定為最大亮度值的二分之一。藉此，切換至該亮度調整模式時，先以居中的亮度發光，避免使用者因亮度變化太大而感到眼睛不適。此外，亦可以在交流電源S的每一周期中取二個零交越點或二個峰值作為增加或減少亮度差值的基準點。
在該切換開關102導通，使交流電源S接通時，該處理器184預設操作於該全亮照明模式，使該發光二極體模組16的亮光為最亮。
由於該開關104被按壓的期間，該訊號傳送裝置12輸出的電能之波形中每一個周期皆會有該延遲導通角存在，因此該處理器184可依據具有該延遲導通角的周期數計算該開關被壓下的一按壓時間，利用該按壓時間之長短作為該電訊號中的指令，茲定義該按壓時間小於一預定時間(本實施例中設為1.2秒)時為一切換指令；該按壓時間大於該預定時間時為一亮度調整指令。
該處理器184判斷相角偵測電路182測得的電訊號具有該切換指令時，即在交流電源S波形周期中的基準點時切換至該預設照明模式；收到另一次該切換指令時，該處理器184在交流電源S波形周期中的基準點時控制各該驅動裝置14阻斷供予各該發光二極體模組16的電能，使各該發光二極體模組16為熄滅的狀態；再收到一次切換指令，在交流電源S波形周期中的基準點時切換至該全亮照明模式，如此循環地切換。
當該處理器184判斷該電訊號具有該亮度調整指令時，該處理器184在交流電源S波形周期中的基準點時切換至該亮度調整模式，以供使用者改變設定的預設亮度值。在該亮度調整模式中，當該處理器184判斷該開關104 的狀態改變時(定義為停止指令)，即停止控制亮度的變化。
藉由上述之結構，該照明系統1應用於建築物時，可將該輸入界面10及該訊號傳送裝置12裝設於建築物之壁面上(即裝設於一控制端)，而將每一組的訊號接收裝置18、驅動裝置14及發光二極體模組16裝設於建築物之壁面或天花板(即裝設於一負載端)。如此，該訊號傳送裝置12與各該訊號接收裝置18之間只需用兩條連接交流電源S的電線連接，換言之，利用建築物原有的配線即可傳輸對應該開關104狀態的波形至各該訊號接收裝置18。
而各該訊號接收裝置18判斷該開關104的狀態，並且在同一個時間點(即交流電源S波形周期中的基準點)送出相應的控制訊號至各該驅動裝置14，以控制各該發光二極體模組16。藉此，控制多個燈具時，可有效地達到同步控制的效果。特別是對於亮度調整模式，若未有同步機制，該些發光二極體模組16產生的亮光反覆變化的時間愈長或次數愈多，該些發光二極體模組16之間的亮度差異愈明顯，而利用該交流電源S周期中的基準點作為同步之用，可有效地讓該些發光二極體模組16的亮度維持一致。
在實務上，各該發光二極體模組16可包含有複數個第一發光二極體及複數個第二發光二極體，且該些第一發光二極體之光色不同於該些該第二發光二極體之光色。舉例而言，該些第一發光二極體之光色為冷光色系(如白光、藍光等)，而該些第二發光二極體之光色為暖光色系(如黃光、紅光等)。
各該驅動裝置14則可個別控制該些第一發光二極體及該些第二發光二極體的亮度比例，而所述之亮度比例是指該第一、第二發光二極體所產生之亮光的亮度值佔該最大亮度值或該預設亮度值之比例，利用該些第一發光二極體與第二發光二極體之亮度比例的搭配，可達到調整各該發光二極體模組16產生之亮光的色溫。
該處理器184的控制模式中，該全亮照明模式包括有一第一亮度比例資訊，該第一亮度比例資訊係記錄該全亮照明模式時，該些第一、第二發光二極體的亮度比例。該預設照明模式包括有一第二亮度比例資訊，該第二亮度比例資訊係記錄該預設照明模式時，該些第一、第二發光二極體的亮度比例。
該處理器184的控制模式更包含有一色度調整模式，供調整該第一比例資訊或第二比例資訊。當該處理器184操作於該全亮照明模式或該預設照明模式時，使用者持續按壓該開關104超過一設定時間(本實施例中為4秒)則定義為一色度調整指令，該處理器184判斷電訊號具有色度調整指令時，在該交流電源S的波形之周期的該基準點時，切換至該色度調整模式。其中：該色度調整模式係控制各該驅動裝置14驅動各該發光二極體模組16產生亮光，並在亮度值(即最大亮度值或預設亮度值)不變之情況下，反覆地改變各該發光二極體模組16的該些第一發光二極體以及該些第二發光二極體之亮度比例，且在該交流電源S的每一次周期中的基準點，增加或減少一亮度比例差值，直到該處理器184判斷該開關104的狀態改變時，停止控制該些第一、第二發光二極體亮度比例的變化，並記錄該當下該第一、第二發光二極體之亮度比例，且將記錄之亮度比例取代該全亮照明模式原先的第一亮度比例資訊或取代該預設照明模式原先的第二亮度比例資訊，並驅動該些第一、第二發光二極體產生具有新的亮度比例的亮光。利用該交流電源S周期中的基準點，同樣可避免該些發光二極體模組16之間產生的亮度比例的差異。
在上述實施例係以利用交流電源S的波形作為電訊號傳輸對應該輸入界面10的狀態，以下再提供另一實施例，具有相同於第一實施例之同步控制的效果。
圖4所示者為應用本發明第二較佳實施例多燈 具的控制方法的照明系統2，其具有類似第一較佳實施例之結構，包含有一輸入界面20、一訊號傳送裝置22、複數個驅動裝置24、複數個以日光燈26為例的燈具與複數個訊號接收裝置28。
該輸入界面20包含有一開關202，該訊號傳送裝置22包含有一控制器222與一無線訊號發送單元224，該控制器222偵測該開關202的狀態，並依據該開關狀態產生具有指令的一無線訊號後透過該無線訊號發送單元224發送，該無線訊號的中指令可為切換指令、亮度調整指令或停止指令。
該些驅動裝置24共同電性連接一交流電源S，且個別連接一該日光燈26，在本實施例中，各該驅動裝置24為可調光型的安定器，各該驅動裝置24係可授控制改變供輸予日光燈26的電能，而調整日光燈26的亮度或開、關之狀態。
各該訊號接收裝置28包含有一無線訊號接收單元282、一處理器284與一波形偵測電路286，各該無線訊號接收單元282接收該訊號傳送裝置22發送的該無線訊號後傳送至該處理器284。該些波形偵測電路286共同電性連接至該交流電源S，用以偵測該交流電源S的波形，並將偵測結果傳遞予各該處理器284，各該處理器284即可相對取得該交流電源S的周期，並且由該交流電源S周期中取基準點作為同步之用。
各該處理器284電性連接各該驅動裝置24，各該處理器284同樣內建有複數種控制模式，包括全亮照明模式、預設照明模式與亮度調整模式，各個控制模式的原理與第一實施例相同，差異處僅在於處理器284所控制的驅動裝置24不同，於此容不贅述。相同的是，各該處理器284皆於該交流電源的波形之周期中的基準點時傳送控制訊號至各該驅動裝置24，藉此，可同時地控制日光燈26的動作，且有效地確保該些日光燈26具有相同的亮度。
綜上所述，本發明之多燈具的控制方法，透過該交流電源S波形作為同步的依據，可確保所有的訊號接收裝置在每次皆在同一個時間點傳送控制訊號至驅動裝置控制燈具，有效地使該些燈具作動一致。避免各個訊號接收裝置分別進行控制時發生各個燈具作動不一致的情形。
此外，照明系統採用的燈具除了發光二極體模組及日光燈之外，亦可採用其它類型的燈具，例如螢光燈、氣體發電燈等燈具，對於不同類型的燈具僅需採用相對應的驅動裝置同樣可應用本發明之控制方法。
以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效結構變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

Claims (9)

  1. 一種多燈具的控制方法，係應用於一照明系統，該照明系統包含有一輸入界面、一訊號傳送裝置、複數個訊號接收裝置、複數個驅動裝置與複數個燈具，其中，該訊號傳送裝置電性連接該輸入界面，該訊號傳送裝置訊號連接該些訊號接收裝置，該些訊號接收裝置電性連接一交流電源，且各該訊號接收裝置依序電性連接各該驅動裝置及各該些燈具；該方法包含有下列步驟：A.該訊號傳送裝置偵測該輸入界面的狀態；B.該訊號傳送裝置依據步驟A所偵測的狀態，傳送對應的一訊號；以及C.各該訊號接收裝置接收該訊號並偵測該交流電源的波形，各該訊號接收裝置在該交流電源的波形之周期中至少一基準點時，依據該訊號傳送對應的控制訊號到各該驅動裝置，以控制各該燈具，其中該交流電源之每一個周期的基準點相同。
  2. 如請求項1所述之多燈具的控制方法，其中步驟C中包含，當各該訊號接收裝置判斷該訊號包含有一亮度調整指令時，各該訊號接收裝置控制各該驅動裝置，使各該燈具產生的亮光於一第一亮度值與一第二亮度值之間變化，其中，各該訊號接收裝置係在該交流電源波形之每一周期中的該基準點時，控制各該驅動裝置使各該燈具產生的亮光改變一亮度差值。
  3. 如請求項2所述之多燈具的控制方法，其中在步驟C中更包含當各該訊號接收裝置判斷該訊號包含有一停止指令時停止控制亮度的變化，並記錄該燈具當下產生之亮光的亮度值，以及依據所記錄的亮度值控制該驅動裝置使該燈具產生具有所記錄的亮度值之亮光。
  4. 如請求項2所述之多燈具的控制方法，其中在步驟C中當各該訊號接收裝置判斷該訊號包含有一亮度調整指令時，各該訊號接收裝置係控制各該驅動裝置使各該燈具產生的亮光由介於該第一、第二亮度值之間的一第三亮度值開始變化。
  5. 如請求項1所述之多燈具的控制方法，其中步驟C中該基準點為各該訊號接收裝置測得的波形之周期中的零交越點(zero crossing)。
  6. 如請求項1所述之多燈具的控制方法，其中步驟C中該基準點為各該訊號接收裝置測得的波形之周期中的峰值。
  7. 如請求項1所述之多燈具的控制方法，其中該訊號傳送裝置係電性連接該交流電源，該些訊號接收裝置係電性連接該訊號傳送裝置；步驟B中，該訊號傳送裝置係依據步驟A中所偵測的狀態，改變該交流電源的波形，使該交流電源之波形的其中一半波周期具有一延遲導通角後輸出，具有該延遲導通角的交流電源之波形構成該訊號；步驟C中，各該訊號接收裝置接收該訊號傳送裝置輸出的電能，並在判斷該訊號傳送裝置輸出的電能之波形中具有該延遲 導通角存在後，依據該延遲導通角傳送對應的控制訊號到各該驅動裝置，以控制各該燈具。
  8. 如請求項7所述之多燈具的控制方法，其中該輸入界面包含有一開關；步驟A中係偵測該開關的導通或截止之狀態；步驟B中，該開關導通時該訊號傳送裝置改變該交流電源的波形以產生該延遲導通角。
  9. 如請求項1所述之多燈具的控制方法，其中該訊號傳送裝置與該些訊號接收裝置之間係以無線通訊的方式訊號連接。
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