TWI576012B - Synchronous dimming control system and method for lighting group with wireless transmission function - Google Patents

Description

具有無線傳輸功能的燈具組同步調光控制系統及方法

本發明係關於一種燈具組控制系統，尤指具有無線傳輸功能的燈具組同步調光控制系統及方法。

目前市面上的燈具可安裝兩種燈管，一種是LED燈管，另一種是螢光燈管，傳統螢光燈管需要透過一安定器將市電轉換成高頻的交流電以驅動螢光燈，而LED燈管是以直流電源驅動，故早期的LED燈管都具有內置電源，將市電直接轉換成LED燈管內的一LED發光模組所需要的直流電源。

為了環保的需要，加州現行建築法規裡的條文Title 24特別規定商業大樓新建案或新裝潢必須具備有Day light harvesting的功能。燈管必須是可調光，而且跟著環境亮度的變化，燈管也要能調節至固定的亮度。這種法規強迫所有的更新都需要具有可調光功能。原先存在之螢光燈具，若要變成可調光，需要將安定器換成可調光的安定器。可調光的安定器本身不僅價格貴，而且調光範圍也很小。

若要更換成LED燈管，現有的LED燈管有三種驅動方式：第一種是使用內置LED driver，將市電轉換成LED所需要的直流電源，這種燈管可以直接接市電；第二種是使用外置的LED Driver，此Driver裝在燈具上，驅動LED燈條或燈管；第三種方式是使用原來螢光燈的Ballast(安定器)來驅動LED燈管，LED燈管裡面有轉換的電路，將安定器的高頻AC訊號轉LED所需的直流電源。

由上述可知，第一種與第二種方式都需要更改燈具的線路，以致於安裝成本升高，雖然第三種方式不需要更改線路配置，但受限於原來的安 定器種類，若安定器不可調光，即使接上安定器相容的LED燈管，燈管本身也無法調光；因此，無論是現有技術或上述第一至第三種驅動方式都無法滿足消費者的需求，對此確實有待提出更佳解決方案的必要性。

有鑑於上述現有技術之不足，本發明的主要目的係提供一種具有無線傳輸功能的燈具組同步調光控制系統及方法，其可直接插拔燈管並與現有非可調光的安定器相容，且具有自動調光功能、感光功能，藉由自動同步調光技術以提升燈具組調光效率。

為達到上述目的所採取的主要技術手段係令前述具有無線傳輸功能的燈具組同步調光控制方法，係由一主控燈管透過一無線協定連結至少一副控燈管，並由該主控燈管執行以下步驟：判斷是否收到一電源訊號；若是，則令該主控燈管與該副控燈管啟動一訊號同步模式；接收一控制訊號，並發送至該副控燈管；根據該控制訊號改變一佔空比(Duty cycle)。

藉由上述方法，將該主控燈管、該副控燈管訊號同步，並由該主控燈管啟動自動同步調光，達到提升燈具組調光效率的目的。

為達到上述目的所採取的又一主要技術手段係令前述具有無線傳輸功能的燈具組同步調光控制系統包括：一主控燈管，安裝一無線主控裝置；一個以上的副控燈管，安裝一無線副控裝置；其中，該無線主控裝置透過一無線協定連結該副控燈管，並且當該無線主控裝置收到一電源訊號時，使該主控燈管與該副控燈管啟動一訊號同步模式， 該無線主控裝置接收一控制訊號並發送至該副控燈管，該無線主控裝置根據該控制訊號改變一佔空比(Duty cycle)。

由上述構造可知，該無線主控裝置、該第一無線副控裝置透過該無線協定收發、交換資訊，當使用者已將該主控燈管、該等副控燈管安裝於一燈具組並啟動電源時，藉由該主控燈管、該等副控燈管訊號同步，並由該無線主控裝置啟動自動同步調光，達到提升燈具組調光效率的目的。

10‧‧‧主控燈管

10A‧‧‧第一副控燈管

10B‧‧‧第二副控燈管

11‧‧‧LED發光模組

12‧‧‧第一電源模組

13‧‧‧開關模組

20‧‧‧無線主控裝置

20A‧‧‧第一無線副控裝置

20B‧‧‧第二無線副控裝置

21‧‧‧微處理器

22‧‧‧第二電源模組

23‧‧‧無線模組

231,231A,231B,51,61,71‧‧‧通訊單元

50‧‧‧行動裝置

52‧‧‧感測器

60‧‧‧伺服器

70‧‧‧無線分享器

圖1係本發明一較佳實施例的系統架構圖。

圖2係本發明一較佳實施例的另一系統架構圖。

圖3係本發明一較佳實施例的系統方塊圖。

圖4係本發明另一較佳實施例的系統方塊圖。

圖5係本發明之較佳實施例的應用狀態之方波示意圖。

圖6係本發明之較佳實施例的同步調光控制方法流程圖。

關於本發明具有無線傳輸功能的燈具組同步調光控制系統之較佳實施例，請參考圖1、圖2所示，其中包括一主控燈管10、一第一副控燈管10A以及一第二副控燈管10B，該主控燈管10安裝一無線主控裝置20，該第一副控燈管10A安裝一第一無線副控裝置20A，該第二副控燈管10B安裝一第二無線副控裝置20B，該無線主控裝置20、該第一無線副控裝置20A、該第二無線副控裝置20B分別具有一通訊單元231、231A、231B，並透過一無線協定收發資訊、交換資訊、彼此連結交換信息，該無線主控裝置20、該第一無線副控裝置20A、該第二無線副控裝置20B透過該無線協定與網路或一無線分享器70的另一通訊單元71連結，又可透過網路與使用者端的一行動裝置50的一通訊單元51或 客服人員端的一伺服器60的一通訊單元61連結，該行動裝置50具有一感測器52，可擷取環境資訊供該伺服器60進行分析。

使用者可將該主控燈管10、該第一副控燈管10A以及該第二副控燈管10B分別安裝於不同的燈具組(圖中未示)中，使該主控燈管10、該第一副控燈管10A以及該第二副控燈管10B分別與各燈具組的一電源輸入埠40構成電連接，並且當啟動各燈具組的電源後，該無線主控裝置20透過該無線協定連結該第一副控燈管10A、該第二副控燈管10B，並且當該無線主控裝置20收到一電源訊號時，使該主控燈管10與該第一副控燈管10A以及該第二副控燈管10B啟動一訊號同步模式，該無線主控裝置20接收一控制訊號並發送至該第一副控燈管10A、該第二副控燈管10B，該無線主控裝置20根據該控制訊號改變該主控燈管10與該第一副控燈管10A以及該第二副控燈管10B的一佔空比(Duty cycle)，藉由訊號同步並啟動自動同步調光，以提升燈具組調光效率。

請參考圖3所示，於本實施例中該主控燈管10包括一LED發光模組11、一第一電源模組12、一開關模組13，該LED發光模組11分別與該第一電源模組12、該開關模組13連接，該第一電源模組12係與燈具組的該電源輸入埠40連接；本實施例中該無線主控裝置20包括一微處理器21、一第二電源模組22、一無線模組23，該無線模組23與該通訊單元231連接，該第二電源模組22與該電源輸入埠40連接，該微處理器21與該第二電源模組22、該無線模組23連接，且該微處理器21與該開關模組13的一控制端S連接，並發送該控制訊號(如PWM訊號)以控制該開關模組13的啟閉狀態及其佔空比(Duty cycle)，而且該微處理器21又與該第一電源模組12的一接點T1、該LED發光模組11的另二接點T2、T3連接以偵測該主控燈管10的狀態，該微處理器21可透過該等接點T1、T2、T3量測該第一電源模組12、該LED發光模組11的溫度。

請參考圖4所示，為本發明之另一較佳實施例，其主要技術內容與前一實施例大致相同，惟該無線主控裝置20的第二電源模組22係與該主控燈管10的LED發光模組11連接。必須說明的是，前述第一副控燈管10A、第二副控燈管10B的構造可與該主控燈管10相同，前述第一無線副控裝置20A、第二無線副控裝置20B的構造亦可與該無線主控裝置20相同。

未進一步說明本發明如何透過該控制訊號改變該主控燈管10與該第一副控燈管10A以及該第二副控燈管10B的佔空比，請參考圖5所示，其中該控制訊號(如PWM訊號)包括一第一模式訊號S1、一第二模式訊號S2、一第三模式訊號S3、一第四模式訊號S4以及一第五模式訊號S5，該第一模式訊號S1的佔空比偏高，使LED發光模組11保持一普通亮度狀態，該第二模式訊號S2的空站比偏低，使LED發光模組11保持一低亮度狀態，該第三模式訊號S3的佔空比適中，則LED發光模組11保持一亮度適中狀態，該第四模式訊號S4的佔空比最高，則LED發光模組11保持一高亮度狀態，該第五模式訊號S5的佔空比最低，則LED發光模組11呈一關閉狀態。

由上述較佳實施例的具體應用方式可歸納出一具有無線傳輸功能的燈具組同步調光控制方法，其係由該主控燈管10透過該無線協定連結該第一副控燈管10A、該第二副控燈管10B，如圖5所示，該方法包括以下步驟：安裝該主控燈管10、該第一副控燈管10A、該第二副控燈管10B於前述的燈具組內(S51)；由該主控燈管10判斷是否收到一電源訊號(S51)；若是，則令該主控燈管與該副控燈管啟動一訊號同步模式(S51)；由該主控燈管10接收一控制訊號，並發送至該第一副控燈管10A、該第二副控燈管10B；以及 根據該控制訊號改變該主控燈管10、該第一副控燈管10A、該第二副控燈管10B的一佔空比(Duty cycle)。

進一步的，該控制訊號可為一PWM(Pulse Width Modulation，脈衝寬度調變)訊號，該PWM訊號包括一第一模式訊號S1、一第二模式訊號S2、一第三模式訊號S3、一第四模式訊號S4以及一第五模式訊號S5，該第一模式訊號S1的佔空比偏高，使LED發光模組11保持一普通亮度狀態，該第二模式訊號S2的空站比偏低，使LED發光模組11保持一低亮度狀態，該第三模式訊號S3的佔空比適中，則LED發光模組11保持一亮度適中狀態，該第四模式訊號S4的佔空比最高，則LED發光模組11保持一高亮度狀態，該第五模式訊號S5的佔空比最低，則LED發光模組11呈一關閉狀態。進一步的，於上述各較佳實施例中的無線模組23可為一Wireless(無線)模組、一Wi-Fi模組或一RF(Radio Frequency,射頻)模組，且該等通訊單元231,231A,231B可為一天線；再者，該無線模組23亦可為一IR(Infrared，紅外線)模組，該等通訊單元231,231A,231B亦可為一IR(Infrared，紅外線)探測器。

10‧‧‧主控燈管

20‧‧‧無線主控裝置

10A‧‧‧第一副控燈管

10B‧‧‧第二副控燈管

20A‧‧‧第一無線副控裝置

20B‧‧‧第二無線副控裝置

231,231A,231B,71‧‧‧通訊單元

70‧‧‧無線分享器

Claims (8)

1. 一種具有無線傳輸功能的燈具組同步調光控制方法，係由一主控燈管透過一無線協定連結至少一副控燈管，該主控燈管具有一開關模組以及安裝一無線主控裝置，該無線主控裝置與該開關模組的一控制端連接，並由該主控燈管執行以下步驟：判斷是否收到一電源訊號；若是，則令該主控燈管與該副控燈管啟動一訊號同步模式；接收一控制訊號，並發送至該副控燈管；根據該控制訊號以改變該開關模組的啟閉狀態及其一佔空比。
2. 如請求項1所述之具有無線傳輸功能的燈具組同步調光控制方法，其中該控制訊號為一脈衝寬度調變訊號，該脈衝寬度調變訊號包括一第一模式訊號，該第一模式訊號提供一普通亮度狀態。
3. 如請求項1所述之具有無線傳輸功能的燈具組同步調光控制方法，其中該控制訊號為一脈衝寬度調變訊號，該脈衝寬度調變訊號包括一第二模式訊號，該第二模式訊號提供一低亮度狀態。
4. 如請求項1所述之具有無線傳輸功能的燈具組同步調光控制方法，其中該控制訊號為一脈衝寬度調變訊號，該脈衝寬度調變訊號包括一第三模式訊號，該第三模式訊號提供一亮度適中狀態。
5. 如請求項1所述之具有無線傳輸功能的燈具組同步調光控制方法，其中該控制訊號為一脈衝寬度調變訊號，該脈衝寬度調變訊號包括一第四模式訊號，該第四模式訊號提供一高亮度狀態。
6. 如請求項1至5中任一項所述之具有無線傳輸功能的燈具組同步調光控制方法，其中該控制訊號為一脈衝寬度調變訊號，該脈衝寬度調變訊號包括一第五模式訊號，該第五模式訊號提供一關閉狀態。
7. 一種具有無線傳輸功能的燈具組同步調光控制系統，其包括：一主控燈管，安裝一無線主控裝置；一個以上的副控燈管，安裝一無線副控裝置；其中，該無線主控裝置透過一無線協定連結該副控燈管，並且當該無線主控裝置收到一電源訊號時，使該主控燈管與該副控燈管啟動一訊號同步模式，該無線主控裝置接收一控制訊號並發送至該副控燈管，該無線主控裝置根據該控制訊號改變一佔空比；該主控燈管包括一LED發光模組、一第一電源模組、一開關模組，該LED發光模組分別與該第一電源模組、該開關模組連接，該第一電源模組係與一電源輸入埠連接；該無線主控裝置包括一微處理器、一第二電源模組、一無線模組，該無線模組與一通訊單元連接，該第二電源模組與該電源輸入埠連接，該微處理器與該第二電源模組、該無線模組連接，且該微處理器與該開關模組的一控制端連接，並發送該控制訊號以控制該開關模組的啟閉狀態及其佔空比，該微處理器又與該第一電源模組、該LED發光模組連接。
8. 如請求項7所述具有無線傳輸功能的燈具組同步調光控制系統，當該無線模組為一無線模組、一Wi-Fi模組或一射頻模組時，該通訊單元為一天線；或者當該無線模組為一紅外線模組時，該通訊單元為一紅外線探測器；進一步的，該副控燈管的構造與該主控燈管相同，該無線副控裝置的構造與該無線主控裝置相同。