基于红外线调制的LED灯控制系统的制作方法

文档编号:14478463
研发日期:2018/5/19

本实用新型涉及照明技术领域,尤其是涉及一种基于红外线调制的LED灯控制系统。



背景技术:

LED照明装置采用发光二极管作为发光元件,其具有节能环保、消耗功率低、使用寿命长等优点,广泛应用在各种照明场合中。

目前市面上传统的LED照明装置是通过开关或者按键控制的,使用者必须用手触碰开关或者按键才能实现LED灯的开启或关闭功能。这种操作不仅便捷性差,而且工作效率低。现有的一种LED照明装置是通过增加红外线信号控制的LED人体感应灯,这种LED照明装置采用传统的红外发射管与红外接收管,只是单一地发射红外线信号和接收反射回来的红外线信号,通过感应人体的红外热辐射,检测光环境状态,对灯具进行开启和关闭等操作。

但是这类LED照明装置没有对红外线信号进行频率调制和更进一步的判断功能,因此抗干扰能力很弱,例如,干扰因素包括自然光的干扰、室内光线的变化、突然出现的干扰物以及控制系统本身的不稳定因素等,这些干扰因素都会导致LED灯系统红外控制部分的错误判断,从而导致了LED灯在不需要的时候亮起,在需要时突然关闭,影响了使用者的体验效果。

此外,现有的LED照明装置是通过扳动开关或者按下按钮来选择设置好的亮度梯度,使LED灯只能停留在固定的几种亮度模式,不能满足所有光线情况下的亮度需求。



技术实现要素:

本实用新型的主要目的是提供一种不仅能增强抗干扰能力而且可以实现LED灯亮度的平滑调节的一种基于红外线调制的LED灯控制系统。

为实现上述的主要目的,本实用新型提供的一种基于红外线调制的LED灯控制系统,包括主控模块、供电模块、开关按键模块、红外线模块以及至少一个LED灯组,供电模块分别向主控模块、红外线模块和LED灯组输出电能,主控模块包括主控芯片和调节芯片,主控芯片与调节芯片电连接,红外线模块还包括红外发送模块以及红外接收模块,主控模块输出红外调制信号至红外发送模块,且红外发送模块发送红外调制信号至被测目标;红外接收模块接收红外调制信号在被测目标反射后形成的反射信号,并且将反射信号经过解调后转换成解调信号,并发送解调信号至主控模块;开关按键模块发送开关控制信号至主控模块,主控芯片输出通断信号或调节信号至调节芯片,调节芯片发送控制信号至LED灯组。

由上述方案可见,主控芯片经过频率调制后输出红外调制信号至红外发送模块,通过红外发送模块在有效识别范围内向外发射光线,从而达到控制信号的作用,可有效降低干扰源的影响。当红外接收模块的有效识别范围出现障碍物时,经过障碍物反射后的发射信号将被红外接收模块接收,并且红外接收模块对该反射信号进行解析处理后转换成解调信号并且输出至主控芯片,主控芯片通过内部运算可以控制LED灯组的开关或调节等功能操作,可以大幅度减少干扰源的影响。

此外,主控芯片输出PWM信号至调节芯片,采用脉冲宽度调制的方法使LED灯亮度调节连续,以固定频率的方波为基础,通过改变高电平和低电平的占空比来实现电压的调整,从而改变LED灯的亮度,可以实现LED灯亮度的平滑调节。

一个优选的方案是,红外发送模块包括红外发光二极管,红外发光二极管的正极与供电模块的引脚电连接。

一个优选的方案是,红外发送模块还包括第一晶体三极管,第一晶体三极管的集电极与红外发光二极管的负极电连接,第一晶体三极管的基极与主控芯片的引脚电连接,第一晶体三极管的发射极接地。

可见,通过在标准方波的基础上叠加38KHz的红外线信号,可调制频率为38KHz的红外调制信号,当晶体三极管的基极上加有该红外调制信号时,晶体三极管处于饱和导通状态,红外发光二极管也正向导通工作,并且发出红外光,该红外调制信号对载波信号进行调制形成调制光向外发射,可以有效的避免其它光的干扰,可有效降低的干扰源的影响。

进一步的方案是,红外接收模块包括红外线接收头,红外线接收头的供电端与供电模块的引脚电连接。

进一步的方案是,红外接收模块包括第二晶体三极管,第二晶体三极管的集电极与主控芯片的引脚电连接,第二晶体三极管的基极与红外线接收头的输出端电连接,第二晶体三极管的发射极接地。

可见,红外接收模块用于接收被测目标反射后的红外线反射信号,并且判断该红外线信号是否符合调制规律,同时对该红外线反射信号进行解调后转换成解调信号,并将该解调信号发送至主控芯片。

进一步的方案是,供电模块包括电源模块和整流调压电路,电源模块向整流调压电路输出电能。

进一步的方案是,整流调压电路包括整流电路、第一级调压电路以及第二级调压电路,整流电路发送第一电压信号至第一级调压电路,第一级调压电路将第一电压信号转换成第二电压信号,且分别发送第二电压信号至第二级调压电路和LED灯组;第二级调压电路将第二电压信号转换成第三电压信号,且分别发送第三电压信号至主控模块和红外线模块。

可见,供电模块包括电源模块和整流调压电路,电源模块经过整流调压电路将初始电压调整为低压直流电,分别用于为主控模块、红外线以及LED灯组提供电能。此外,由于主要控制部分的电能和LED灯组的负载用电是由供电模块分别提供的,因此,不仅能提高该LED灯控制系统的稳定性,还可以延长产品的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型基于红外线调制的LED灯控制系统实施例中供电模块的电路原理框图。

图2是本实用新型基于红外线调制的LED灯控制系统实施例的电路原理框图。

图3是本实用新型基于红外线调制的LED灯控制系统实施例中红外发送模块的电路原理图。

图4是本实用新型基于红外线调制的LED灯控制系统实施例中红外接收模块的电路原理图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

本实用新型提供的基于红外线调制的LED灯控制系统可以用于照明系统,如用在照明用的灯具上,也可以应用在特殊用途的灯具上,例如LED人体感应灯、红外线感应灯等灯具上。并且,本实用新型的基于红外线调制的LED灯控制系统可以利用经过频率调制后的红外线信号,向有效范围内发射独有的红外线信号,从而降低了干扰源的影响,并且采用脉冲宽度调制的方法使LED灯亮度调节连续,从而改变LED灯的亮度,可以实现LED灯亮度的平滑调节。

参见图1,本实用新型的基于红外线调制的LED灯控制系统包括主控模块7、供电模块1、开关按键模块40、红外线模块8以及至少一个LED灯组50,供电模块1分别向主控模块7、红外线模块8和LED灯组50输出电能。其中,供电模块1包括电源模块2、整流调压电路、电压输入端4,整流调压电路包括整流电路3、第一级调压电路5以及第二级调压电路6,当电源模块2处于工作状态时,电源模块2向电压输入端4提供电压,电压输入端4输出电能至整流电路3,整流电路3发送第一电压信号至第一级调压电路5,第一级调压电路5将第一电压信号转换成第二电压信号,且分别发送第二电压信号至第二级调压电路6和LED灯组50,第一级调压电路5向LED灯组50供电;第二级调压电路6将第二电压信号转换成第三电压信号,且分别发送第三电压信号至主控模块7和红外线模块8,第二级调压电路6向主控模块7和红外线模块8输出电能。可见,电源模块2经过整流调压电路将初始电压调整为低压直流电,通过第二级调压电路6向主控模块7和红外线模块8供电,第一级调压电路5向LED灯组50供电,这样不仅能提高了该控制系统的稳定性,还可以延长产品的使用寿命。当然,电源模块2可以是接收市电并且将220V的市电转换成低压直流电的电源。例如,电源模块2也可以是可充电电池,当可充电电池电量不足时,可以通过充电器对可充电电池进行充电。

参见图2,主控模块7包括主控芯片10和调节芯片60,红外线模块8还包括红外发送模块20、红外接收模块30,主控芯片10输出红外调制信号至红外发送模块20,且红外发送模块20发送红外调制信号至被测目标,红外接收模块30接收红外调制信号在被测目标反射后形成的反射信号,并且将发射信号经过解调后转换成解调信号,且红外接收模块30输出解调信号至主控芯片10,开关按键模块40发送开关控制信号至主控芯片10。其中,参见图3,红外发送模块20包括红外发光二极管21,红外发光二极管21的正极与第一晶体三极管Q1的集电极电连接,红外发送模块20还包括第一晶体三极管Q1,第一晶体三极管Q1的集电极与红外发光二极管21的负极电连接,第一晶体三极管Q1的基极与主控芯片10的引脚电连接,第一晶体三极管Q1的发射极接地。本实施例中,第一晶体三极管Q1可以是一个PNP型三极管。

具体地,当供电模块1处于工作状态时,供电模块1向主控芯片10输出电能,主控芯片10通过在标准方波的基础上叠加38KHz的红外线信号,可用于调制频率为38KHz的红外调制信号,然后,主控芯片10将经过频率调制后的红外调制信号输出至红外发送模块20,当第一晶体三极管Q1的基极上加有该红外调制信号时,第一晶体三极管Q1处于饱和导通状态,红外发光二极管21也正向导通工作,可见,该红外调制信号对光线强度进行调制形成调制光向外发射,也就是在有效识别范围内向外界发出红外光。其中,主控芯片10经过频率调制后输出红外调制信号至红外发送模块20,通过红外发送模块20在有效识别范围内向外发射光线,从而达到控制信号的作用,可以有效的避免其它光的干扰,从而有效降低干扰源的影响。当然,频率调制是一种以载波的瞬时频率变化来表示信息的调制方式,通过利用载波的不同频率来表达不同的信息。

参见图4,红外接收模块30还包括红外线接收头31,红外线接收头31的供电端与供电模块1的引脚电连接,红外接收模块30还包括第二晶体三极管Q2,第二晶体三极管Q2的集电极与主控芯片10的引脚电连接,第二晶体三极管Q2的基极与红外线接收头31的输出端电连接,第二晶体三极管Q2的发射极接地,本实施例中,第二晶体三极管Q2可以是一个PNP型三极管。

因此,当红外接收模块30的有效识别范围出现障碍物时,障碍物可以是使用者的身体或者使用者的任一身体部位,在经过该障碍物反射后的反射信号将被红外接收模块30接收,并且红外接收模块30对该反射信号进行解析处理后转换成解调信号并且发送至主控芯片10,开关按键模块40发送开关控制信号至主控芯片10,主控芯片10通过内部运算可以控制LED灯组50的开关或调节等功能操作,可以大幅度减少干扰源的影响。具体地,红外接收模块30用于接收被测目标反射后的红外线信号,并且判断该红外线信号是否符合调制规律,同时对该红外线信号进行解调后转换成解调信号,并将该解调信号发送至主控芯片10。当红外接收模块30的有效识别范围没有出现障碍物时,也就是红外接收模块30没有接收到经过该障碍物反射后的反射信号时,开关按键模块40输出开关通断信号至主控芯片10,通过主控芯片10控制LED灯组50的通断,从而实现了控制LED灯组50的导通与关闭。

本实施例中,主控芯片10输出通断信号或调节信号至调节芯片60,调节芯片60与LED灯组50电连接,且调节芯片60发送控制信号至LED灯组50,调节芯片60可以是恒流源芯片,恒流源芯片用于接收主控芯片10所发送的PWM调节信号,并将PWM调节信号转换成控制信号,调节芯片60发送控制信号至LED灯组50,从而控制LED灯组50的开关或调节。其中,恒流源芯片可以是LED恒流源驱动芯片。

具体地,在红外接收模块30在有效识别范围内持续一段时间不断地接收到障碍物反射回来的红外调制信号的时候,主控芯片10将持续地获取到开关按键模块40发送的开关控制信号,这时,由主控芯片10控制该LED灯控制系统进入一调光模式,在运行这一调光模式下的情况下,主控芯片10以固定频率的方波为基础,通过调整高电平和低电平的占空比来实现电压的调整,并且输出PWM调节信号至调节芯片60,调节芯片60用于接收主控芯片10所发送的PWM调节信号,并将PWM调节信号转换成控制信号,并将该控制信号发送至LED灯组50,这时,LED灯组50接收到的电流跟随占空比的升高而升高,从而使得LED灯组50的亮度不断增加,由此可见,可通过采用脉冲宽度调制的方法使LED灯组50亮度调节连续,从而改变LED灯的亮度。此外,开关按键模块40包括至少一个开关按键,当开关按键被持续拨动或者持续按下时,也可由主控芯片10控制该LED灯控制系统进入上述调光模式。

当然,占空比的调节根据所选的主控芯片的不同可以实现不同级别的亮度调节,因此可以实现LED灯亮度的平滑调节。其中,PWM(脉冲宽度调制)根据相应载荷的变化来调制LED灯晶体管栅极或基极的偏置,来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变,这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定。

最后需要强调的是,本实用新型不限于上述实施方式,如LED灯组数量的变化、主控芯片的选择等也应该包括在本实用新型权利要求的保护范围内。

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