TWM484187U - 一種燈控智能模組 - Google Patents

Description

一種燈控智能模組

本創作係有關於一種控制模組，特別是指一種利用微處理器單元(Microcontroller Unit，MCU)監控該模組，並藉由該模組的運作，進而大幅提升該模組控制範圍內的LED燈具照明效能及感測裝置之運作情形，達到節省能源及提升災害應變的功效。

按，照明燈具及感測裝置在人們的日常生活中扮演了重要的作用，在不同的時間、地點和環境下往往需要使用不同的亮度和色溫的照明燈具，而感測裝置則確保了人們所在地的安全性及舒適性，如火災警報器及溫濕度感測器等。因此，光源發出的不同色溫的光能營造不同的氛圍，使置身其中的人產生不同的感覺，並且可調節人的心情，例如，色溫在3000k以下的光使人有溫暖休息的感覺，而一般工作場所都需具有6000k以上的明亮感覺，同時間又能藉由感測器來確保所在地的人身安全。

然，使用可調光的照明燈具，在燈光調整亮度色溫的 同時，其輸出之電流功率是相同的，不僅無法達到節能的效果，在輸出功率達30%以下時，會產生明顯的閃爍，造成使用者眼睛的不適，還會減少燈組的壽命，使用過久的燈具，會因此而增加危險性，或短路而造成的損壞，使用者在更換燈具時，往往因此受到電擊而導致意外的發生。

又，習用之燈光設計係多以複數不同種類之燈具配合作動、切換以產生不同的氣氛或調整光線明暗，但該些燈具僅能各自單獨控制明暗或是依照燈具本身的設定進行固定模式的切換，因此使用者本身需移動到該些燈具各自的開關處各別進行操作，造成使用者相當的不便利性。若要改變色溫往往需要另外安裝的不同色溫的光源，不同色溫的光源由兩個分開的照明電路控制，使得他們與家庭照明裝置不相容，並且增加了實現人工照明裝置的成本。因此，此類燈具難於滿足使用者在不同情況下對不同照明色溫的要求。

照明裝置及感測裝置是所有住宅與工作場所必要的設備，習知之燈控裝置或模組無法同時具有燈控及感測裝置的監控功能，因此，如何讓照明裝置在最少的能源耗用下，能兼具有優異操控、節能並能同時監控感測裝置，達到節能與安全兼具居家生活與工作環境，是極需突破之課題。

本創作「一種燈控智能模組」所欲解決之技術問題，係在於習知之燈控裝置，由於沒有系統化的機制，僅靠簡單的開關或是驅動裝置來控制輸出端電流輸出比例之大小，進而達到改變LED發光色溫目的，且不兼具監控其它開關的功能，無法有效的監控所在環境內的燈具及環境安全。因此，本新型之申請人有鑑於上述缺失，乃蒐集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始設計出此種燈控智能模組。本創作「一種燈控智能模組」主要在於達成以下四點：

1.本模組可以單組獨立運作或多組串並聯運作，可以監控多組LED燈具或燈管。

2.本模組可以藉由個人電腦或雲端系統或行動裝置等具備有線或無線傳輸功能之設備或圖控介面軟體下達指令。

3.本模組可以藉由個人電腦或雲端系統或行動裝置等具備有線或無線傳輸功能之設備或圖控介面軟體或連接類比線路監控感測裝置的狀態，亦可控制感測裝置的啟動與關閉，令使用者針對感測裝置的狀態及時做出適當處置。

4.利用微處理器單元(Microcontroller Unit，MCU)與模組內各單元之運作，達到系統化的最佳效應，可以調整燈光明暗及色溫、達到穩定的電路輸出並適時調整電路輸出模式、監控所在環境做出有 效的調光、監控燈組及燈管的使用狀況、監控模組運作情形做出即時反應並保護模組，減少了使用者的裝置成本與能源耗用。

100‧‧‧基板

110‧‧‧微處理器單元

120‧‧‧AC TO DC單元

130‧‧‧通信介面單元A

131‧‧‧通信介面單元B

140‧‧‧數位訊號輸入單元

141‧‧‧數位訊號輸出單元

150‧‧‧系統保護單元

160‧‧‧類比訊號輸入單元

161‧‧‧類比訊號輸出單元

170‧‧‧自我偵測單元

180‧‧‧PWM輸出單元

190‧‧‧負載回授偵測單元

200‧‧‧監控平台

300‧‧‧視聽設備

400‧‧‧LED燈組

第一圖為本創作的結構示意圖

第二圖為本創作的較佳實施例1示意圖

第三圖為本創作的較佳實施例2示意圖

第四圖為本創作的較佳實施例3示意圖

本創作「一種燈控智能模組」的主要組成元件如第一圖所示，有微處理器單元110、AC TO DC單元120、通信介面單元A130、通信介面單元B131、數位訊號輸入單元B140、數位訊號輸出單元141、系統保護單元150、類比訊號輸入單元160、類比訊號輸出單元161、自我偵測單元170、PWM輸出單元180、負載回授偵測單元190等元件。本創作之最佳實施方式如下：

實施例1：

參考第二圖所示，使用者自監控平台200(個人電腦或雲端系統或行動裝置等具備有線或無線傳輸功能之設備或圖控介面軟體)下達指令，數位訊號輸入單元140偵測到訊號後，由通訊介面單元A130，送 至微處理器單元110，(其通訊協定的模式可以是有線通訊如RS-232/RS485/CAN_BUS/網路/電力載波、或無線通訊如無線網路/藍芽/Zigbee/紅外線及其他無線頻段或有線及無線通訊皆可單一通訊模式或多重通訊模式混合使用)，微處理器單元110即透過系統保護單元150進行系統偵測，若偵測到異常，則系統保護單元150會將訊號會傳至微處理器單元110，再由微處理器單元110將異常的訊號自通訊介面單元A130藉由通訊協定回傳至電腦，告知使用者異常的情形(如電路過載、溫度過高、負載及電路短路、元件燒毀及外部干擾等)，若未偵測到異常訊號，則微處理器單元110會再將訊號傳送至自我偵測單元170偵測周遭環境之溫度、濕度、電壓或電流穩定度是否正常，若偵測到異常，自我偵測單元170會將異常訊號回送微處理器單元110，再由微處理器單元110將異常的訊號自通訊介面單元A130藉由通訊協定回傳至監控平台200，告知使用者異常的情形，若系統保護單元150及自我偵測單元170所偵測到的訊號皆為正常訊號，則微處理器單元110可以進行(1)資料整理(2)自類比訊號輸出單元161將訊號送至家電設備(如電視、冰箱、空調設備等家電)，控制其啟動與關閉，以及(3)由通訊介面單元B131將訊號自數位訊號輸出單元141送至燈具(其通訊協定的模式可以是有線通訊如RS-232/RS485/CAN_BUS/網路/電力載波、或無線通訊如無線網路/藍芽/Zigbee/紅外線及其他無線頻段 或有線及無線通訊皆可單一通訊模式或多重通訊模式混合使用)，進行啟動或關閉。

實施例2：

參考第三圖所示，使用者自監控平台200(個人電腦或雲端系統或行動裝置等具備有線或無線傳輸功能之設備或圖控介面軟體)下達指令，數位訊號輸入單元140偵測到訊號後，由通訊介面單元A130，送至微處理器單元110，(其通訊協定的模式可以是有線通訊如RS-232/RS485/CAN_BUS/網路/電力載波、或無線通訊如無線網路/藍芽/Zigbee/紅外線及其他無線頻段或有線及無線通訊皆可單一通訊模式或多重通訊模式混合使用)，微處理器單元110即透過系統保護單元150進行系統偵測，若偵測到異常，則系統保護單元150會將訊號會傳至微處理器單元110，再由微處理器單元110將異常的訊號自通訊介面單元A130藉由通訊協定回傳至電腦，告知使用者異常的情形(如電路過載、溫度過高、負載及電路短路、元件燒毀及外部干擾等)，若未偵測到異常訊號，則微處理器單元110會再將訊號傳送至自我偵測單元170偵測周遭環境之溫度、濕度、電壓或電流穩定度是否正常，若偵測到異常，自我偵測單元170會將異常訊號回送微處理器單元110，再由微處理器單元110將異常的訊號自通訊介面單元A130藉由通訊協定回傳至監控平台200，告知使用者異常的情形，若系統 保護單元150及自我偵測單元170所偵測到的訊號皆為正常訊號，則微處理器單元110可以進行(1)資料整理，(2)自類比訊號輸出單元161將訊號送至家電設備(如電視、冰箱、空調設備等家電)，控制其啟動與關閉，以及(3)傳送訊號至PWM輸出單元180，PWM輸出單元180會事先設定燈管的IP位置並依照微處理器單元所提供的輸出負載電流或電壓之需求增加或遞減，並由負載回授偵測單元190偵測燈具之使用情形，若燈具故障導致耗電量改變，則負載回授偵測單元190可以對燈具進行亮度的維持，並將異常訊號回送微處理器單元110，再由微處理器單元110將異常的訊號自通訊介面單元A130藉由通訊協定回傳至監控平台200，告知使用者異常的情形，若燈具使用狀況皆正常，則PWM輸出單元180可以對燈具進行啟動或關閉或調光。

實施例3：

參考第四圖所示，使用者自監控平台200(個人電腦或雲端系統或行動裝置等具備有線或無線傳輸功能之設備或圖控介面軟體)下達指令，類比訊號輸入單元140偵測到訊號後，由通訊介面單元B131，送至微處理器單元110，(其通訊協定的模式可以是有線通訊如RS-232/RS485/CAN_BUS/網路/電力載波、或無線通訊如無線網路/藍芽/Zigbee/紅外線及其他無線頻段或有線及無線通訊皆可單一通訊模式或多重通訊模式混合使用)，微處理器單元110即透過系統保護單 元150進行系統偵測，若偵測到異常，則系統保護單元150會將訊號會傳至微處理器單元110，再由微處理器單元110將異常的訊號自通訊介面單元A130藉由通訊協定回傳至監控平台200，告知使用者異常的情形(如電路過載、溫度過高、負載及電路短路、元件燒毀及外部干擾等)，若未偵測到異常訊號，則微處理器單元110會再將訊號傳送至自我偵測單元170偵測周遭環境之溫度、濕度、電壓或電流穩定度是否正常，若偵測到異常，自我偵測單元170會將異常訊號回送微處理器單元110，再由微處理器單元110將異常的訊號自通訊介面單元A130藉由通訊協定回傳至電腦，告知使用者異常的情形，若系統保護單元150及自我偵測單元170所偵測到的訊號皆為正常訊號，則微處理器單元110可以進行(1)資料整理，(2)由通訊介面單元A130將訊號自類比訊號輸出單元161送至監控平台200(其通訊協定的模式可以是有線通訊如RS-232/RS485/CAN_BUS/網路/電力載波、或無線通訊如無線網路/藍芽/Zigbee/紅外線及其他無線頻段或有線及無線通訊皆可單一通訊模式或多重通訊模式混合使用)，在監控平台200顯示感測裝置(如火災警報器、溫濕度感測器、空氣品質感測器等裝置)所感應的訊息。

以上所述僅是本實用新型的實施例且不限於何種型式的燈控智能模組，任何燈控智能模組不脫離本實用新型的精神，則均屬本實用 新型的申請專利範圍。

綜上所陳，本創作所提供的「一種燈控智能模組」，完全符合專利的新穎性及進步性要件，爰依法提出申請。

110‧‧‧微處理器單元

120‧‧‧AC TO DC單元

130‧‧‧通信介面單元A

131‧‧‧通信介面單元B

140‧‧‧數位訊號輸入單元

141‧‧‧數位訊號輸出單元

150‧‧‧系統保護單元

160‧‧‧類比訊號輸入單元

161‧‧‧類比訊號輸出單元

170‧‧‧自我偵測單元

180‧‧‧PWM輸出單元

190‧‧‧負載回授偵測單元

400‧‧‧LED燈組

Claims (6)

1. 一種燈控智能模組，至少包括有：一基板；一微處理器單元(Microcontroller Unit，MCU)，焊設於基板上，電性連結於該燈光控制模組之各單元，係為該燈光控制模組之核心，用來計算來自各單元所提供之訊號，可將類比訊號轉為數位訊號，或可將數位訊號轉為類比訊號，再將計算後的訊號，傳送至各單元；一AC TO DC單元，該AC TO DC單元電性連結於微處理器單元，係將交流電轉為直流電，供應電路及輸出負載用電壓；二通信介面單元，其一為對外雙向通訊系統，另一則為內部控制連雙向通訊系統，該二通信介面單元皆分別電性連結於電性連結於微處理器單元，依系統通訊模式可調整為有線通訊及無線通訊，兩者皆可以單一通訊模式或多重通訊模式混合使用；一數位訊號輸入單元，係置於基板上並電性連結於微處理器單元，該數位訊號輸入單元之另一端連接一接頭，用以接收外接裝置之數位訊號；一數位訊號輸出單元，係置於基本上並電性連結於微處理器單元，該數位訊號輸出單元之另一端連接一接頭，用以處理由弱 至強或由強至弱的動作訊號，並輸出數位頻率訊號至外接裝置；一系統保護單元，係置於基板上並電性連結於微處理器單元，該系統保護單元可偵測電路過載、溫度過高、負載及電路短路、元件燒毀及外部干擾等保護；一類比訊號輸入單元，係置於基板上並電性連結於微處理器單元，該類比訊號輸入單元之另一端連接一接頭，用以接收外部感測元件之訊號及耗電量資料，將所接收之訊號傳向微處理器單元；一類比訊號輸出單元，係置於基板上並電性連結於微處理器單元，該類比訊號輸出單元之另一端連接一接頭，用以輸出微處理器單元將數位訊號轉換為0~25mA電流或0~10V電壓，再以類比訊號輸出；一自我偵測單元，係置於基板上並電性連結於微處理器單元，可偵測周遭環境溫度、濕度、電壓或電流穩定度；一個以上的PWM(Pulse Width Modulation)輸出單元，係置於基板上並電性連結於微處理器單元，該一個以上的PWM輸出單元可以依照微處理器單元所提供的輸出負載電流或電壓之需求增加或遞減，用以將電壓控制為DC5V~DC48V，或將電流控制為0~數十安培以上，可依據LED燈之各種規格，作為調光 或開關控制，每個迴路可以串聯或並聯LED燈數量為1~數百個以上；一負載回授單元，係置於基板上並電性連結於微處理器單元，該負載回授偵測單用以偵測並調整PWM負載電壓、電流、阻抗、頻率，以保持輸出負的穩定性；其特徵在於，該燈控智能模組可以藉由個人電腦或雲端系統或行動裝置等具備有線及無線傳輸功能之設備或圖控介面軟體下達指令，透過通信介面單元將訊號傳輸至該燈控智能模組，經由微處理器單元處理後的訊號，監視檢測並控制所欲控制之LED燈組以及感測裝置。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之一種燈控智能模組，其中該二通信介面單元之有線通訊模式可以是RS-232、或RS-485、或CAN-BUS、或電力載波。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之一種燈控智能模組，其中該二通信介面單元之無線通訊模式可以是WiFi、或藍芽、或Zigbee、或紅外線及其他無線頻段。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之一種燈控智能模組，其中該類比訊號輸入單元可以接受0~25安培或0~10V電壓之訊號輸入。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之一種燈控智能模組，其中該PWM輸出單元之數量可以依需求增加或遞減。
6. 依據申請專利範圍第1項所述之一種燈控智能模組，其中該PWM輸出單元可以設定所控制燈具之IP位置。