TWI434618B - 無線遙控發光單元與無線遙控發光系統及其控制方法 - Google Patents

Description

無線遙控發光單元與無線遙控發光系統及其控制方法

本發明係有關一種無線遙控發光單元與無線遙控發光系統及其控制方法，特別是指一種不需要複雜的交談程序(handshaking)來設定位址的無線遙控發光單元與無線遙控發光系統及其控制方法。

請參閱第1圖，顯示以無線遙控方式控制發光單元的基本概念。發光單元10A,10B,10C具有不同的位址，例如發光單元10A位址為AAA，發光單元10B位址為BBB，發光單元10C位址為CCC。遙控器11與各發光單元10A,10B,10C間通常利用射頻、紅外線等方式，傳送與接收包括位址和指令等訊號，如圖中虛線箭頭所示意。遙控器11傳送的指令例如為，開啟(導通)或關閉(不導通)某一個發光群組中的發光單元、或將其調高或調低亮度(即調光)等等。在第1圖所示的例子中，假設遙控器11傳送的訊號為AAAXXX，其意義為對位址為AAA的發光單元10A發出指令XXX。當此位址與指令由遙控器11傳送後，每個發光單元10A,10B,10C接收此位址與指令的訊息，並檢查是否符合其自己的位址。如果是，該發光單元(10A)便執行指令XXX；如果不是(發光單元10B,10C)，則忽略該指令XXX。

如上所述，每一發光單元10A,10B,10C必須有一個位址，因此引發了一個問題：即如何為各發光單元設定位址。一種方法是在發光單元於製造時就將位址設定好。但是，如此一來，就需要全球性的位址管理系統，而在使用者更換任一發光單元時也必須重新設定遙控器11，顯然十分不便。若不於製造時就將位址設定好，發光單元必須具有傳送與接收電路以與遙控器11進行雙向交談程序來建立連結(當然，遙控器11也必須要具有傳送與接收電路以進行交談程序)，這也增加了硬體成本。

第2A圖是用雙向交談程序來建立連結的先前技術一個例子。發光單元設定位址的方式是在發光單元安裝後設定。圖中顯示發光單元的動作流程，當電源導通後，發光單元與遙控器11先進入定址模式以設定發光單元之位址。發光單元定址之後，再進入動作模式以如第1圖所示，接收遙控器11所傳送之指令並執行。

以上先前技術的缺點是：在設定位址時，發光單元與遙控器11之間，需要複雜的交談程序以確認訊號傳送與接收的對象；避免使用曾經使用過的位址；設定新的位址給尚未定址的發光單元；確認發光單元收到指令等等，流程十分複雜。此外，要達成以上的功能，發光單元與遙控器11都必須配備傳送與接收電路，而這會增加硬體成本。此外，由於每次電源導通後都要先進入定址模式，除了延緩啟動時間之外，如果位址是儲存在非揮發性記憶體而不是儲存在揮發性記憶體之內，則反覆的位址設定需要多次的寫入操作，這會耗損非揮發性記憶體的使用壽命。

第2B圖顯示另一種發光單元的動作流程，當電源導通後，發光單元會先進入動作模式，除非接收到一個特別的訊息或經由某種辨識資訊，指出此為一個新安裝的發光單元，或是因其他原因而需要重新設定位址，或需要修復與遙控器11間的位址連結，此時才進入定址模式。然而，這種控制流程在需要重新定址時仍然需要複雜的交談程序，且發光單元與遙控器11仍都必須配備傳送與接收電路。因此不論就電路元件數量或元件所需規格而言，都造成較高的成本。

美國專利申請案第2006/0049935揭示一種無線遙控發光單元的方法。該方法是由發光單元來傳送本身的位址，而由遙控器接收發光單元的位址以構建其位址的連結。但是，這種方法並沒有解決前述的問題，也就是發光單元與遙控器都必須配備傳送與接收電路，並需要經由複雜的交談程序來完成定址。

有鑑於此，本發明即針對上述先前技術之不足，提出一種發光元件驅動電路與驅動發光元件的方法。

本發明目的之一在提供一種無線遙控發光單元。

本發明的另一目的在提供一種無線遙控發光系統。

本發明的又一目的在提供一種無線遙控發光系統控制方法。

為達上述之目的，就本發明的其中一個觀點而言，提供了一種無線遙控發光單元，其接收一電源之供電，該無線遙控發光單元包含：發光元件；與該發光元件耦接之功率電路；驅動電路，其驅動該功率電路，以提供電流使該發光元件發光；以及電源導通偵側器，其偵測並計數該電源於一設定時間內之導通次數，當該導通次數到達預設值時，使無線遙控發光單元進入一定址模式以設定該無線遙控發光單元之位址。

就本發明的另一觀點而言，提供了一種無線遙控發光系統，包含：一遙控器，其發射一遙控訊號，其中，該遙控訊號包括一位址訊號；以及一無線遙控發光單元，其接收一電源之供電並接收該遙控訊號，該無線遙控發光單元包括一電源導通偵側器，其偵測並計數該電源於一設定時間內之導通次數，當導通次數到達預設值時，該無線遙控發光單元進入一定址模式以設定該無線遙控發光單元之位址。

為在電源不導通期間使電源導通偵側器仍能工作，宜提供一個與電源導通偵側器耦接的電容，以供應電源導通偵側器所需的電力。

就本發明的再另一觀點而言，提供了一種無線遙控發光單元控制方法，該無線遙控發光單元接收一電源之供電，方法包含：偵測並計數該電源於一設定時間內之導通次數；當該導通次數到達一預設值時，進入一定址模式，在此定址模式中可設定一無線遙控發光單元之位址；接收一遙控訊號，其中，該遙控訊號包括一位址訊號；以及根據該位址訊號，設定該無線遙控發光單元之位址。

以上無線遙控發光單元、無線遙控發光系統、和無線遙控發光單元控制方法中，於定址模式中，宜先比較該位址訊號與無線遙控發光單元本身之目前位址，當兩者相符時則不重新設定該無線遙控發光單元之位址，當兩者不符時才重新設定該無線遙控發光單元之位址。

以上無線遙控發光單元、無線遙控發光系統、和無線遙控發光單元控制方法中，可於定址模式中，在一定址設定時間內未能內完成定址時，停止定址模式。

底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

請參閱第3圖，顯示本發明對發光單元的安排方式。如圖所示，發光群組21、22、及23各包含至少一個無線遙控發光單元20。本實施例中，同一發光群組共同連接至同一個開關，例如圖中所示，發光群組21、22、及23各自分別連接至開關SW1、SW2、與SW3。(但當然，如為每一發光單元20安排一個獨立的開關，也是可以的。)無線遙控發光單元20在同一個發光群組中可具有相同的位址，例如發光群組21中之各無線遙控發光單元20位址均為DDD，發光群組22中之各無線遙控發光單元20位址均為EEE，且發光群組23中之各無線遙控發光單元20位址均為FFF。遙控器25與各無線遙控發光單元20間利用(但不限於)射頻或紅外線等方式傳送遙控訊號，訊號內容可包括位址與指令等，如圖中虛線箭頭所示意。所謂指令例如但不限於為，開啟(導通)或關閉(不導通)某一個發光群組中的發光單元、調高或調低其亮度(即調光)、或設定開啟或關閉的時刻等。在第3圖所示的例子中，假設遙控器25傳送的訊號為DDDYYY，這表示要將指令YYY傳送給位址為DDD的無線遙控發光單元20。當此位址與指令由遙控器25傳送後，每個無線遙控發光單元20接收此位址與指令的訊息，並檢查是否符合其自身的位址。如果是，便執行指令YYY；如果不是，則忽略指令YYY。

第4圖顯示本發明無線遙控發光單元的動作流程。當電源導通後，無線遙控發光單元先進入動作模式(等待搖控指令)，當無線遙控發光單元偵測到在一設定時間內電源的導通次數達到預設值N時，將會進入定址模式；其中，預設值N為大於或等於1的整數。在定址完成後，重新回到動作模式。所謂「設定時間內電源的導通次數」例如但不限於 為：在一個總時間內計算電源的總導通次數、或是在連續兩次電源導通之間的時間間隔滿足一特定規範之下計算電源的連續導通次數、或是在連續兩次電源不導通之間的時間間隔滿足一特定規範之下計算電源的連續導通次數，或以上兩者或三者之綜合等。舉例而言，其中一種計數電源導通次數達到預設值的實施方式可為：當每次電源導通時，計算其與前一次電源導通之間的間隔時間(也就是連續兩次電源導通之間的電源不導通時間t(off) )是否小於預設的時間t0 ，如是則將計數值增加1，並判斷計數值是否達到預設值N；如達到預設值N則進入定址模式。(類推可知：如將計算電源不導通時間t(off) 改為計算總時間，便是「在一個總時間內計算電源的總導通次數」；如將計算電源不導通時間t(off) 改為計算電源導通時間，便是「在連續兩次電源不導通之間的時間間隔滿足一特定規範之下計算電源的連續導通次數」。)當無線遙控發光單元進入定址模式時，使用者可從遙控器傳送位址，而無線遙控發光單元即根據接收到的訊號來設定位址，此時僅有被設定位址的發光單元進行定址的動作，而任何其他發光單元因為並未偵測到N次的電源導通次數，因此仍然在動作模式中。亦即，使用者如要設定某組發光單元的位址，僅需在短時間內導通該組發光單元N次，並同時以遙控器傳送位址，就可以達成設定位址的功能。以上安排方式的優點是，第一，不需要複雜的交談程序來建立連結，各發光單元可以很清楚地辨識自身是否需要進入定址模式；第二，遙控器只需要配備傳送電路而發光單元只需要配備接收電路，因此降低了硬體成本。

第5圖顯示本發明無線遙控發光單元動作流程的另一個實施例，本實施例中，當無線遙控發光單元進入定址模式而在一定址設定時間(此「定址設定時間」非指計算電源導通次數的設定時間)內未能內完成定址時(例如接收不到有效的遙控定址信號時)，則可停止定址模式而轉回動作模式，以免因使用者誤動電源開關或其他原因而滯留在定址模式，此即為超時(Time out)防錯機制。此防錯機制可應用在預設值N大於或等於1的情況，不過在N=1的情況下，更宜搭配第5圖所示的動作流程，亦即，無線遙控發光單元會在電源導通後的定址設定時間內搜尋是否有符合特定格式的定址信號，若在該定址設定時間內偵測不到定址信號，便停止定址模式而進入動作模式。

請再參閱第3圖，當某一發光群組中有新安裝的無線遙控發光單元20時，使用者便需要為新安裝的無線遙控發光單元20設定位址。舉例而言，假設發光群組21的兩個發光單元20中需要更換其一，則當安裝好新的發光單元20後，使用者便利用遙控器25傳送位址訊號DDD，並在短時間內導通開關SW1 N次，以對發光群組21中的無線遙控發光單元20設定位址。為便於說明，假設預設值N=3，則第3次導通開關SW1後，發光群組21中的所有無線遙控發光單元20進入定址模式，利用接收器接收遙控器25所傳送的位址DDD，並將自身位址設定為DDD。此時，其他發光群組中的無線遙控發光單元20不會更新其位址，因為其並未偵測到電源連續導通3次(開關SW2與開關SW3並未連續開啟與關閉)。類似地，利用相同的定址方式，發光群組22與23可將其中之無線遙控發光單元20位址分別設定為EEE與FFF。

在以上的說明中，當新的無線遙控發光單元20安裝至發光群組中時，所有在同一發光群組中的無線遙控發光單元20會同時重新設定位址。這樣做對於已經設定好位址的無線遙控發光單元20會損耗其記憶體(當發光單元20中所使用的記憶體為非揮發記憶體或其他替代方式，例如可抹除可程式唯讀記憶體(erasable programmable read-only memory,EPROM)，多次可程式記憶體(multi-time programmable memory,MTP)，或是其他種類有限寫入次數的記憶體時，反覆的位址設定需要多次的寫入操作，這會耗損記憶體的使用壽命)，但這是可接受的，因為這種情況只會發生在安裝新的無線遙控發光單元20的時候，而不是如第2A圖先前技術在每次電源導通時都要重新設定位址。

不過，根據本發明，可更進一步節省記憶體的寫入次數。首先從方法的角度來說明，如第6圖的流程圖所示，當無線遙控發光單元20進入定址模式後，可先比較遙控器25(參第3圖)所傳送之位址訊號與無線遙控發光單元20本身的目前位址，若比較結果相同，就不需要重新設定該無線遙控發光單元20的位址，而直接進入動作模式；若比較結果不同，此時才設定該無線遙控發光單元20的位址。這樣就可減少寫入次數，降低記憶體的損耗。

上述實施例亦可增加類似於第5圖的超時防錯機制，如第7圖所示，當無線遙控發光單元20進入定址模式後，在一定址設定時間內未能內完成定址時，則停止定址模式而轉回動作模式。

以上方法，有各種硬體方式可以實施，後文將參照第9圖舉例說明。

請參閱第8圖，顯示本發明無線遙控發光單元20的一個硬體實施例。如圖所示，無線遙控發光單元20包含電源導通偵測器201、橋式整流器202、電容203、驅動電路204、功率電路205、發光元件206、接收電路207。本實施例中設置橋式整流器202係假設透過開關SW而來的電源為交流電，如果電源為直流電，則可不需要設置橋式整流器202。在一般操作情況下，交流電經橋式整流器202轉換為直流電壓VDD，供應給驅動電路204、功率電路205、及接收電路207(其中接收電路207和驅動電路204亦可以使用VDDR供電)；驅動電路204驅動功率電路205，將電壓VDD轉換為適當的電壓或電流，以提供電流使發光元件206發光，發光元件206例如但不限於為發光二極體電路；接收電路207接收遙控器25(參第3圖)所傳送的搖控訊號，並傳遞給驅動電路204，以在位址符合時，根據遙控器25所傳送的指令來操作。需說明的是，圖中所示分開的電路僅是為了便利了解電路功能而繪示，在實施時不限於必須為分開的電路，例如，電源導通偵測器201可以和接收電路207整合，驅動電路204可以和功率電路205整合，或電源導通偵測器201和接收電路207和驅動電路204整合，或電源導通偵測器201和接收電路207和驅動電路204和功率電路205整合，等等。當然橋式整流器202也可以被整合，但需要較複雜的製程技術。請參閱第9圖，在其中一種實施型態中，驅動電路204內部包含處理電路2040、及控制電路2043，其中處理電路2040內包含比較單元2041與記憶單元2042。處理電路2040從接收電路207接收遙控器25(參第3圖)所傳送的訊號，並由比較單元2041來比較：訊號中的位址與本身的位址(儲存在記憶單元2042中)是否相符。當比較結果相符時，處理電路2040便根據該訊號中的指令，使控制電路2043執行相對應的操作。又，如果此訊號是一個設定位址的指令，且訊號中的位址與本身的位址不相符，則處理電路2040便將該訊號中的位址寫入記憶單元2042中；如果此訊號是一個設定位址的指令，且訊號中的位址與本身的位址相符，則處理電路2040便不重複寫入位址。在處理電路2040中，比較單元2041和記憶單元2042可以用硬體、軟體或韌體的方式來實施。以上所述僅是舉例，處理電路2040不一定要整合在驅動電路204中，也可以整合在接收電路207中(當處理電路2040整合在接收電路207中時，第8圖中電源導通偵測器201的輸出信號要傳送給接收電路207)。

請回閱第8圖，在定址模式中，為了能夠計數電源導通次數，無線遙控發光單元20需要在連續兩電源導通之間的電源不導通期間，仍然能夠暫存計數的結果。因此，本發明在無線遙控發光單元20中設置電源導通偵測器201，其偵測並計數電源於一設定時間內之導通次數；以及與電源導通偵測器201並聯的電容203，用以於設定時間內電源不導通期間，提供電源VDDR給電源導通偵測器201使其繼續計數。如此，在設定時間內，雖然電源不導通，但電源導通偵測器201仍然可以作用，故可以累計電源導通的次數；如果超過設定時間，電容203放電到某一低位準而不能再提供足夠的電力，這表示使用者並未打算設定位址，故電源導通偵測器201也不必累計電源導通的次數。其實適當控制電容203的放電速度也是執行超時(Time out)防錯機制的方法之一(請參閱第5圖之說明)。

所累計之導通次數，可以用各種揮發或非揮發的類比或數位方式儲存，例如可提供一個取樣保持電路，以類比方式儲存導通次數，或使用其他數位形式的記憶電路等。當累計電源導通的次數到達預設值N時，電源導通偵測器201即發出訊號，使電路進入定址模式。

又，電源導通偵測器201可採取「事件觸發」(event trigger)型的電路設計，也就是此一電路平常可以處於待命(standby)狀態，在偵測到電源開關動作時才活躍(active)起來，這樣可以降低自耗電。

請參閱第10圖並對照第8圖，在定址模式中，遙控器25(參第3圖)重複傳送包含位址訊號的遙控訊號，當開關SW不導通時，在短時間內，電容203的電壓VDDR僅微幅下降，故電源導通偵測器201仍能偵測並計數電源之導通次數。本實施例中假設預設值N=3，則第3次導通開關SW時，電源導通偵測器201發出訊號，使無線遙控發光單元20進入定址模式，以根據遙控器25所傳送之遙控訊號更新位址、或先檢查其本身的位址是否與接收到的位址訊號相同後再更新位址。

以上已針對較佳實施例來說明本發明，唯以上所述者，僅係為使熟悉本技術者易於了解本發明的內容而已，並非用來限定本發明之權利範圍。在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化。例如，發光元件不必然是發光二極體，而可為任何其他需要進行定址遙控的裝置。又如，電源導通次數的計數，可以改換為計數在連續兩次電源不導通之間，且其間隔時間(也就是續兩次電源不導通之間的電源導通時間t(on) )小於預設的時間t1 的次數。再如，在所示各實施例電路中，可插入不影響訊號主要意義的元件，如其他開關等。又如，驅動電路204中的處理電路2040可以自驅動電路204中獨立出來，成為與驅動電路204分開的電路或晶片。凡此種種，均應包含在本發明的範圍之內。

1,2,3．．．發光群組

10,10A,10B,10C．．．發光單元

11．．．遙控器

20．．．無線遙控發光單元

201．．．電源導通偵側器

202．．．橋式整流器

203．．．電容

204．．．驅動電路

2040．．．處理電路

2041．．．比較單元

2042．．．記憶單元

205．．．功率電路

206．．．發光元件

207．．．接收電路

21,22,23．．．發光群組

24．．．電源或電源電路

25．．．遙控器

SW,SW1,SW2,SW3．．．電源開關

第1圖顯示以無線遙控方式控制發光單元的基本概念。

第2A圖顯示一種先前技術的動作流程。

第2B圖顯示另一種先前技術的動作流程。

第3圖顯示本發明對發光單元的安排方式。

第4圖顯示本發明無線遙控發光單元的動作流程。

第5-7圖顯示本發明無線遙控發光單元動作流程的其他實施例。

第8圖顯示本發明無線遙控發光單元20的一個硬體實施例。

第9圖顯示驅動電路204的一個實施例。

第10圖說明如何進入定址模式之操作與訊號波形。

20．．．無線遙控發光單元

201．．．電源導通偵側器

202．．．橋式整流器

203．．．電容

204．．．驅動電路

205．．．功率電路

206．．．發光元件

207．．．接收電路

SW．．．電源開關

Claims (14)

1. 一種無線遙控發光單元，其接收一電源之供電，該無線遙控發光單元包含：發光元件；與該發光元件耦接之功率電路；驅動電路，其驅動該功率電路，以提供電流使該發光元件發光；以及電源導通偵側器，其偵測並計數該電源於一設定時間內之導通次數，當該導通次數到達預設值時，使無線遙控發光單元進入一定址模式以設定該無線遙控發光單元之位址。
2. 如申請專利範圍第1項所述之無線遙控發光單元，更包含一電容，與該電源導通偵側器耦接，用以於該設定時間內電源不導通時提供該電源導通偵側器電力。
3. 如申請專利範圍第1項所述之無線遙控發光單元，更包含一接收電路，用以接收一遙控訊號，其中，該遙控訊號包括一位址訊號，以供設定該無線遙控發光單元之位址。
4. 如申請專利範圍第3項所述之無線遙控發光單元，其中於定址模式中，該無線遙控發光單元先比較該位址訊號與自身之目前位址，以決定是否重新設定該無線遙控發光單元之位址。
5. 如申請專利範圍第1項所述之無線遙控發光單元，其中該電源導通偵側器偵測並計數該電源於一設定時間內之導通次數的方式包括：在一個總時間內計算電源的總導通次數、或是在連續兩次電源導通之間的時間間隔滿足一特定規範之下計算電源的連續導通次數、或是在連續兩次電源不導通之間的時間間隔滿足一特定規範之下計算電源的連續導通次數、或以上兩者或三者之綜合。
6. 一種無線遙控發光系統，包含：一遙控器，其發射一遙控訊號，其中，該遙控訊號包括一位址訊號；以及一無線遙控發光單元，其接收一電源之供電並接收該遙控訊號，該無線遙控發光單元包括一電源導通偵側器，其偵測並計數該電源於一設定時間內之導通次數，當導通次數到達預設值時，該無線遙控發光單元進入一定址模式以設定該無線遙控發光單元之位址。
7. 如申請專利範圍第6項所述之無線遙控發光系統，其中該無線遙控發光單元更包括一電容，與該電源導通偵側器耦接，用以於該設定時間內電源不導通時提供該電源導通偵側器電力。
8. 如申請專利範圍第6項所述之無線遙控發光系統，其中於定址模式中，該無線遙控發光單元先比較該位址訊號與自身之目前位址，以決定是否重新設定該無線遙控發光單元之位址。
9. 如申請專利範圍第6項所述之無線遙控發光系統，其中該電源導通偵側器偵測並計數該電源於一設定時間內之導通次數的方式包括：在一個總時間內計算電源的總導通次數、或是在連續兩次電源導通之間的時間間隔滿足一特定規範之下計算電源的連續導通次數、或是在連續兩次電源不導通之間的時間間隔滿足一特定規範之下計算電源的連續導通次數、或以上兩者或三者之綜合。
10. 一種無線遙控發光單元控制方法，該無線遙控發光單元接收一電源之供電，方法包含：偵測並計數該電源於一設定時間內之導通次數；當該導通次數到達一預設值時，進入一定址模式，在此定址模式中可設定一無線遙控發光單元之位址；接收一遙控訊號，其中，該遙控訊號包括一位址訊號；以及根據該位址訊號，設定該無線遙控發光單元之位址。
11. 如申請專利範圍第10項所述之無線遙控發光單元控制方法，更包含：於定址模式中，先比較該位址訊號與該無線遙控發光單元本身之位址，當兩者相符時則不重新設定該無線遙控發光單元之位址，當兩者不符時才重新設定該無線遙控發光單元之位址。
12. 如申請專利範圍第10項所述之無線遙控發光單元控制方法，更包含：於定址模式中，在一定址設定時間內未能內完成定址時，則停止定址模式。
13. 如申請專利範圍第10項所述之無線遙控發光單元控制方法，其中偵測並計數該電源於一設定時間內之導通次數的方式包括：在一個總時間內計算電源的總導通次數、或是在連續兩次電源導通之間的時間間隔滿足一特定規範之下計算電源的連續導通次數、或是在連續兩次電源不導通之間的時間間隔滿足一特定規範之下計算電源的連續導通次數、或以上兩者或三者之綜合。
14. 如申請專利範圍第10項所述之無線遙控發光單元控制方法，更包含：將複數無線遙控發光單元分為若干群組，每一群組包含單或複數無線遙控發光單元；以及為每一群組提供一個開關，該群組透過該開關而接收前述電源之供電。