照明控制器的制作方法

文档编号:17934196
研发日期:2019/6/15

本申请要求2016年10月14日提交的、标题为“Lighting Controller”的美国临时专利申请No.62/408,317(案号CC-0001-00-PR)的优先权,该申请特此通过引用并入,就好像在本申请中出于所有目的被阐述一样。



背景技术:

发光二极管(LED)照明系统已经得到普及,因为LED比白炽替代品更有效率。LED还支持可调的颜色混合,并且支持丰富的一组控制选择,诸如对于传统的白炽或荧光照明系统不可用的动画序列、色调选择、以及颜色温度调整。LED系统确实提出了挑战和复杂性。例如,传统的调光控制经常与LED照明不兼容。特别是,尝试取代白炽灯泡或具有相等光度的LED灯泡或灯条的串灯可能损害或抵消与白炽照明一起很好工作的调光控制的功能。



技术实现要素:

实施方式总体上涉及照明控制方法和系统以及LED控制器。在一个实施方式中,一种方法包括从电力线接收信令调制。所述方法进一步包括基于信令调制的预定调制特性来对数据进行解码,其中,所述数据包括一个或多个操作命令。所述方法进一步包括基于所述操作命令中的一个或多个来修改一个或多个LED驱动器通道电路的性能参数。在一些实施方式中,所述一个或多个LED驱动器通道电路将经调制的驱动电流供应给一个或多个LED。在一些实施方式中,所述性能参数影响连接到所述一个或多个LED驱动器通道电路的所述一个或多个LED的亮度级。

从以下结合举例例示说明所描述的实施方式的原理的附图进行的详细描述,所描述的实施方式的其他方面和优点将变得清楚。

附图说明

图1例示说明可以用于本文中所描述的一些实施方式的示例照明环境的框图。

图2例示说明可以用于本文中所描述的一些实施方式的示例LED控制器的框图。

图3例示说明根据一些实施方式的用于控制照明的示例流程图。

图4例示说明根据一些实施方式的示例LED控制器的示意图。

图5例示说明可以用于本文中所描述的一些实施方式的示例计算系统的框图。

具体实施方式

本文中所描述的实施方式使得能够进行照明控制。如下面更详细地描述的,在各种实施方式中,LED控制器从电力线接收信令调制。这样的调制可以由特殊设计的装置生成,或者由标准装置(包括但不限于,常用于控制白炽灯泡的手动开关和调光器开关)生成。LED控制器基于信令调制的预定调制特性来对数据进行解码,其中,所述数据包括一个或多个操作命令。如本文中更详细地描述的,在一些实施方式中,可以在灯开关处对将被解码的数据进行手动编码。在一些实施方式中,将被解码的数据可以由常用于白炽照明系统、可调光的荧光照明系统、或可调光的LED照明系统的标准调光器控件来编码。如本文中更详细地描述的,在一些实施方式中,可以在远程数字装置处对将被解码的数据进行编码。LED控制器基于所述操作命令中的一个或多个来修改一个或多个LED驱动器通道电路的性能参数。在一些实施方式中,所述一个或多个LED驱动器通道电路将调制的驱动电流供应给一个或多个LED,并且所述性能参数影响与所述一个或多个LED驱动器通道电路连接的所述一个或多个LED的亮度级。在一些实施方式中,多种解码方法可以在单个LED控制器中实施。这样的LED控制器可以对通过手动开关、标准调光器或电子开关控件的任何组合编码的数据进行解码并且按照该数据动作。

尽管本文中所公开的实施方式是在LED照明的背景下描述的,但是所述实施方式根据特定实施,也可以适用于其他类型的照明。

图1例示说明可以用于本文中所描述的一些实施方式的示例照明环境100的框图。如所示,照明环境100包括灯开关102以及固定装置和/或灯泡104、106和108。在各种实施方式中,LED控制器可以被合并/集成到固定装置、LED电源和/或灯泡中。

如所示,灯开关102从电力线110接收电力,并且经由开关式电力线112将电力馈送给固定装置或灯泡104、106、108等。如本文中更详细地描述的,LED控制器基于一个或多个操作命令来修改一个或多个LED驱动器通道电路的性能参数,其中,所述一个或多个LED驱动器通道电路将调制的驱动电流供应给一个或多个LED。

为了易于例示说明,图1示出了表示固定装置或灯泡的3个方框。照明环境100可以具有任何数量的固定装置和/或灯泡。在各种实施方式中,照明环境100可能没有所示的所有组件,和/或可能具有其他元件,包括代替或补充本文中所示的那些组件的其他类型的组件。

图2例示说明可以用于本文中所描述的一些实施方式的示例LED控制器200的框图。如所示,LED控制器200操作地耦合到电源202、一个或多个LED驱动器通道电路204和一个或多个LED 206。

在各种实施方式中,LED控制器200可以被集成到各种类型的系统中。例如,这样的系统可以是包括LED控制器的固定装置,或者包括LED控制器的LED电源,或者包括LED控制器的灯泡,或者包括LED控制器的灯开关,等等。

还示出了,电源202从开关式电源208接收交流(AC)。电源202将AC电流转换为直流(DC)。LED控制器200接收DC并且馈送LED驱动器通道电路204,LED驱动器通道电路204继而驱动LED 206。虽然一些实施方式是在AC电力线的背景下描述的,但是这些实施方式及其他实施方式也可以适用于从DC电力线接收DC的电源202。在一些实施方式中,如果DC电力线具有与LED 206直接兼容的电压,则电力线208可以在无需介于中间的电源202的情况下直接连接到LCD控制器200。

在各种实施方式中,LED 206可以包括一个或多个红色LED、一个或多个绿色LED、一个或多个蓝色LED、一个或多个白色LED、以及一个或多个暖白光LED、以及它们的任何组合、或其他颜色的任意组合。

在各种实施方式中,LED控制器200可以包括一个或多个处理器。在各种实施方式中,LED控制器200包括一个或多个LED驱动器通道电路204,所述一个或多个LED驱动器通道电路204操作地耦合到所述一个或多个处理器,并且能够被所述一个或多个处理器启动或者是可被所述一个或多个处理器启动的。在各种实施方式中,LED驱动器通道电路204将调制的驱动电流供应给一个或多个LED。

如本文中更详细地描述的,在一些实施方式中,LED控制器可以包括编码在一个或多个非暂时性计算机可读存储介质中以供所述一个或多个处理器执行的逻辑。当被执行时,所述逻辑可操作来执行与本文中描述的实施方式相关联的操作。

图3例示说明根据一些实施方式的用于控制照明的示例流程图。参照图2和图3这两个图,一种方法在方框302处被发起,在方框302中,LED控制器200从电力线接收信令调制。在一些实施方式中,信令调制可以是基于电力中断的。

在方框304,LED控制器200基于信令调制的预定调制特性来对数据进行解码。在各种实施方式中,所述数据包括一个或多个操作命令。如本文中更详细地描述的,LED控制器200可以对手动命令和/或电子命令进行解码。在各种实施方式中,将被解码的数据在电力线上的传输期间可以为模拟信号的形式。在各种实施方式中,可以采用数字编码方案来传输数据。在各种实施方式中,可以使用模拟数据和数字数据传输方法的混合。

在方框306,LED控制器200基于操作命令中的一个或多个来修改一个或多个LED驱动器通道电路的性能参数。在各种实施方式中,所述一个或多个LED驱动器通道电路将调制的驱动电流供应给一个或多个LED。在各种实施方式中,所述性能参数影响连接到所述一个或多个LED驱动器通道电路的一个或多个LED的亮度级。

在各种实施方式中,LED控制器200对以预定的同步频率调制的信号进行检测和解码。在一些实施方式中,LED控制器200与预定的同步频率或“虚构振荡器”(例如,在50-60Hz范围等内)同步。例如,采取55Hz的检测器可以被设计为与使用50或60Hz的发送器一起工作。该实施方式使得源于开关处的信号能够与AC电力线同步(但不要求源于开关处的信号与AC电力线同步)。如此,可以实现与物理半周期抑制相关联的干扰减小。如果不是如此,则干扰将仍小于标准调光器的干扰。所述方案也可以支持双向通信。

在一些实施方式中,虚构振荡器可以指信号可以被产生的方式以及什么可以被对应的检测器预期。LED控制器的信号检测器功能可以被编程为预期并且识别开关将产生的信号特性。与预定的同步频率或虚构振荡器同步具有能够对没有自然同步频率的DC电力线进行调制的优点。

在一些实施方式中,LED在高频(例如,1KHz等)也可以与电力线同步。特定方法不管是否与电力线、虚构振荡器等同步,都将取决于特定实施方式。

在一些实施方式中,通过对驱动电流的交流(AC)周期的子集进行调制来对将被解码的数据进行编码,继而将调制的驱动电流提供给一个或多个LED。在一些实施方式中,调制的AC周期发送数据。在一些实施方式中,未调制的AC周期将电力供应给一个或多个LED。编码方法的特定实施方式可以变化,并且可以针对预期的应用优化。重要的考虑包括编码电路的成本、控制器进行的解码的计算强度、现有的编码装置的可用性、所支持的数据速率、操作的可靠性、以及不引起干扰信号或者不受干扰信号影响。可以使用的几个标准存在。例子包括家庭自动化标准、电力线通信标准、电力线上宽带标准等。虽然可工作,但是大多数这样的方法意图在整个电力线系统上传播数据,这在非目标区域中造成可能的干扰。它们的相对较高的数据速率对于照明控制来说不是必要的。实施成本相对较高。

相比之下,本文中所描述的调制方法在保持AC电力线的高平均占空比的同时采用短暂的电力中断,这看起来很匹配目的。在各种实施方式中,调制方法影响编码装置下游的电路。基于现有的便宜的TRIAC的标准调光器控件的经过证实的操作支持该匹配,即使它们在低调光级下没有保持AC电力的高平均占空比。

实施方式使得能够对任意数据进行编码,并且使得能够检测传输何时完成。在各种实施方式中,在切换点(例如,灯开关)处对数据进行编码。电子的或手动的开关可能引起中断。标准调光器控件构成一类电子开关,该类电子开关的与AC电力线同步的特有的切换模式可以被LED控制器表征、解码和解释。总的来说,控制在它“自然应发生”的地方——灯开关发生。它避免了对于没有自然位置并且易受许多干扰源损害的远程装置的需要。在一些实施方式中,给定的灯开关可以由电子装置控制。

以下实施方式针对在电源开关处发起的用户提供的命令。在各种实施方式中,在灯开关或任何合适的手动操作的电源开关处对将被解码的数据进行手动编码。LED光源通常由将来自AC电力线的电力转换为与LED发射器兼容的稳定的直流电压或电流的LED电源或LED驱动器供电。术语“LED驱动器”和“LED电源”可以互换使用。为了阐明,注意,LED驱动器或LED电源是不同于在本文中结合图4更详细地描述的LED驱动器通道电路的。

在各种实施方式中,LED电源将AC转换为DC,而LED驱动器通道电路在将LED电源连接到其负载时执行最终调整。在负载不寻常地大或变化的情况下,多个LED驱动器电路中的每个可以用于将聚合负载的离散子集分配给多个LED电源中的特定的一个,同时与其他LED驱动器电路协调操作以保持聚合负载的统一控制。在一些实施方式中,多个LED电源中的每个可以经由一个或多个LED驱动器电路连接到其在聚合负载中的分配的部分。此外,LED电源可以被设计为接受范围广泛的输入,而LED驱动器电路被设计为与LED驱动器或LED电源被设计为提供的特定输出一起工作。在各种实施方式中,这样的LED驱动器或LED电源可以被合并在LED更换灯泡中,并且被单独地供应以用于与LED灯条一起使用。

在各种实施方式中,LED电源可以接受范围广泛的电力电压和频率,并且将任何施加的电力输入转换为相同的DC输出。因此,通过基于逐个周期地中断输入电力的部分进行操作的常见的调光器可能具有很小范围的连续控制或者不具有一范围的连续控制。本文中所描述的实施方式可以经济地使得能够对常见的调光控制做出响应,同时仍适应范围广泛的电力电压和频率。

在一些实施方式中,LED灯具和独立的LED光源可以合并附加电路以感测常见的调光器的效果并且相应地调整输出。在一些实施方式中,本文中所描述的LED控制器可以经济地取代被设计为对常见的调光器做出响应的这样的复杂电路。

本文中所描述的实施方式解决了以下问题。一些独立的LED电源提供可以被施加于附加线路对的调光信号。在附加线路不到位的情况下,该方法对于许多白炽取代品是不实用的。对于LED条灯,连接在电源和LED灯条之间以执行调光和/或颜色调整功能的单独的LED控制器(包括多色单元)是可用的。它们通常由无线遥控器(要么是红外的,要么是无线电/WiFi的)操作。在对于红外信号或无线电信号的屏障或者干扰信号存在的情况下,这样的控制是不适合的。与直觉相反地,如果这样的LED是经由标准墙壁开关供电的,则当LED关闭时开关必须保持闭合以使得它们能够用无线控制再次开启。

本文中所描述的实施方式通过可以合并在可调光的灯泡和独立的LED电源中的、或者作为无线操作的调光和颜色控制装置的直接取代品的替代的调光和颜色控制电路来解决这些问题。作为对于可调光的LED电源电路的修改或独立的无线控制器电路的取代品,净成本应近乎为零,并且可以是负的。

在电源开关/用户接口位置,净成本可能为负的。对于经济而言,简单的开/关切换开关可以被有效地用来控制调光和颜色控制电路。如果期望的话,任意的用户接口可以与开关合并在一起以包括旋钮、滑块、级别指示器、按钮、触摸屏或无线操作的移动控件。这样的用户接口可以用于电子地操作简单的切换功能以改进用户体验。可替代地,如果期望的话,实施方式可以使用标准调光器控制来用信号通知期望的调光级别。调光器控制的特有输出可以被LED控制器适当地解释并且依照动作。

在一些实施方式中,一个或多个操作命令可以被一个或多个数据编码装置经由一个或多个相应的电力线选择性地发送给一个或多个LED控制器。LED控制器中的每个从而对于一个或多个操作命令,要么采取选择状态,要么采取未选择状态。在各种实施方式中,每个LED控制器根据其选择或未选择状态,要么依照一个或多个操作命令动作,要么忽略一个或多个操作命令。在一些实施方式中,“控制器选择”命令的后面可以接着是一个或多个操作命令。选择可以保持有效,直到另一个“控制器选择”命令被发送为止。“控制器选择”命令可以具有“全部”的值,该值可能用地址0或“*”表示。

在一些实施方式中,每个LED控制器可以具有可寻址功能,所述可寻址功能使得给定的LED控制器能够确定特定的操作命令是已经被选择性地发送给它,还是反而意图用于可能连接到同一电力线的一个或多个其他LED控制器、因此应被忽略。在一些实施方式中,发送的数据可以包括指示一个或多个预期LED控制器或目标LED控制器的一个或多个接受者指示(例如,地址)。例如,在一些实施方式中,给定的LED控制器可以接收发送的数据,然后基于该数据中的一个或多个接受者指示来确定该给定的LED控制器是否是该数据的意图的接受者。在一些实施方式中,每个操作命令可以与一个或多个接受者指示相关联。在各种实施方式中,未选择的LED控制器将忽略不是以未选择的LED控制器为目标的所接收的操作命令。

在一些示例实施方式中,考虑将命令选择性地发送给具有地址2或4或5的LED控制器的数据编码装置。如果三个下游LED控制器分别具有地址1、2和3,则这三个LED控制器中正好一个将执行命令(例如,具有地址2的LED控制器),两个LED控制器将忽略它(例如,具有地址1和3的LED控制器)。如果它们的地址为1、3和6,则所有的三个LED控制器都将忽略命令,没有一个将执行它。如果它们的地址为2、4和5,则所有的三个LED控制器都将执行命令,没有一个将忽略它。

在一些实施方式中,LED控制器(要么是独立的,要么被合并到LED电源中)可以检测手动控制的电力中断和施加的定时特性,并且根据所述中断和施加的预定重要性来修改其性能参数。在一些实施方式中,特定的重要性序列可以是“命令”,所有的这样的序列可以被称为“命令集”。

在一些实施方式中,LED控制器可以对被定义为使得其可以通过使用简单的电力开关被手动地发起的命令做出响应。在一些实施方式中,LED控制器可以检测作为解释命令的基础的一个或多个切换手势,包括关断或开启往返游动、或电源开关的“轻推”。例如,“关断轻推(off nudge)”可以涉及用户快速地轻推或点击关断灯开关并且使灯开关重新开启。这个快速的电力循环导致其前面和后面是连续电力时段的短暂的电力中断(例如,大约0.5秒等)。在一些实施方式中,“开启轻推(on nudge)”可以是类似的其前面和后面无电力的短暂的电力施加。在各种实施方式中,术语“关断轻推”可以与术语“快速关断(quick off)”、“关断循环(off cycle)”或“关断点击(off click)”互换使用。如本文中更详细地描述的,对于一些功能,可以使用接连快速的各种数量的轻推或点击(例如,双击/三击/n击等)。

在一些实施方式中,LED控制器可以将关断轻推解释为“变暗一个增量”命令。在一些实施方式中,LED控制器可以将在适当短的时段(例如,大约5秒等)内其后面是电力的重新施加的开启轻推解释为“变亮一个增量”命令。

在一些实施方式中,LED控制器可以将其后面是基本无供电间隔(例如,大约6秒等)的开启轻推解释为“设置默认亮度”命令。当电力被重新施加时,LED亮度返回到实际上紧接着最近的设置默认亮度命令之前的级别。在一些实施方式中,当默认亮度被设置在最大级别和最小级别之间时,LED控制器可以使调光增量的数量在默认值和最小值之间以及在默认值和最大值之间增加。

在一些实施方式中,LED控制器可以将其后面是基本无供电间隔的两个连续的开启轻推解释为“将默认亮度重置为最大值”命令。在一些实施方式中,如下表所示,LED控制器可以将其后面是基本无供电间隔的多个连续的开启轻推解释为“模式选择”命令。

在一些实施方式中,除了调整默认亮度之外,LED控制器还可以使得用户能够取消程序选择或通道选择模式。在一些实施方式中,LED控制器可以将单次关断轻推解释为“斜变(ramp)亮度级”命令,并且将斜升时段期间的后一次关断轻推解释为在当时级别下的“选择亮度级”命令。

在一些实施方式中,如果当前亮度级为最大值,则LED控制器可以使亮度斜降,如果当前亮度级为最小值,则LED控制器可以使当前亮度斜升,否则与最近的前一次斜变方向相反。在一些实施方式中,LED控制器可以使亮度斜降到最小亮度级,并且引起调光效果,诸如与烛光和/或颜色温度的变化类似的闪烁照射。

在一些实施方式中,LED控制器可以基于多个独立的通道(例如,红色、绿色、蓝色)来同时控制亮度级,并且保持每个通道相对于其他通道的相对亮度比。

在一些实施方式中,LED控制器可以通过接连快速的n+y次关断轻推来选择用于亮度级设置的单个通道,其中,n是目标通道编号,y是设计参数。在一些实施方式中,LED控制器可以通过用一个或多个闪光照射目标信道、同时抑制其他通道来视觉地指示并且确认目标通道。

在一些实施方式中,LED控制器可以解释接连快速的p次关断轻推以及随后的非接连快速的关断轻推以便逐步调试可用的动画效果,其中,p是设计参数。在一些实施方式中,可以选择动画选择模式。

在一些实施方式中,LED控制器可以在长时间的无电力时段之后返回到其最近设置的亮度和/或动画设置。在一些实施方式中,这可以通过当电力中断的持续时间接近微处理器电力供应的最大不间断时间时将关键状态变量存储在非易失性存储器中来实现。当处理器随后重启时,它读取存储的状态变量,并且在易失性操作存储器中对它们的值进行初始化。如此存储的变量取决于用于实施操作逻辑的算法的详情。例如,可以被设置为“Steady”、“RampUp”或“RampDown”的值的“Mode”变量,连同数值亮度变量“CurrentLevel”和“PreviousSteadyLevel”,可能足以恢复简单的调光逻辑的状态,以使得LED用它们在电力损失之前具有的相同的亮度和调光状态来初始化。

在一些实施方式中,附加变量(诸如“AnimationState”和相关联的数值变量、或用于多通道应用的一系列状态变量)可以用于恢复更复杂的状态可能。在没有存储的状态数据的情况下,微处理器可以采取默认状态,诸如“CurrentLevel=MaxLevel”和“Mode=Steady”、或“CurrentLevel=MinLevel”和“Mode=RampUp”。

在一些实施方式中,手动发信号的控件可以在连接到LED电源的低压侧时操作。这既降低了成本,又减轻了危险担忧。手动方案仍可以用呈现想象的用户接口的电子开关来实施。

在各种实施方式中,可以在远程数字装置处对将被解码的数据进行编码。在一些实施方式中,接收的操作命令向LED控制器征求响应。在一些实施方式中,控制器通过任何合适的手段(包括从远程数字装置汲取的电流的预定变化的形式)来对响应数据进行编码以用于递送。对响应数据进行编码的合适的手段可以变化,并且将取决于特定实施方式。例如,在一些实施方式中,所述预定变化可以用于针对其他的传输手段(包括射频(RF)或红外(IR)无线传输、敏捷LED闪光等)对数据进行编码。

本文中所描述的实施方式消除了对于由经受传输屏障和干扰的复杂的无线遥控器(不管是红外的、无线电的、还是WiFi的)命令的控制电路的需要。这样的有问题的装置的缺点通过将命令发起装置安置在电源开关处并且用解码可靠且经济的电力线调制进行通信来解决。开关/命令点是添加网络连接的较好的地方,因为它可以服务多个灯泡或其他照明装置。此外,单个网络连接是可选的增强,而不是每个灯泡或照明装置上的强制的成本负担。在电源开关/命令发起位置处添加的单个网络连接可以对多个LED照明装置启用“智能家庭”控制。

本文中所描述的实施方式用替代的控制电路来解决这些问题,所述替代的控制电路通过连接到可以合并到高功能LED灯泡和独立LED驱动器通道电路中的AC电力线而被启动,或者作为用于无线地操作的控制装置的直接取代品。作为对于高功能驱动器控制电路的修改,或者作为独立无线控制装置的取代品,净成本应近乎为零,并且可以是负的。

在电源开关/用户接口位置,净成本很可能为负的。对于经济而言,合适的用户接口可以由用AC电力线发送的命令来控制LED系统的电子接口呈现。这样的用户接口可以用按钮、滑块和旋钮和/或触摸屏的布置来实施。如果期望的话,控制位置还可以合并网络连接以使得能够在需要较低的技术复杂度的同时进行与替代系统的远程控制类似的远程控制。

以下实施方式针对在远程数字装置处发起的用户提供的命令。在一些实施方式中,LED控制器可以检测短暂电力中断的定时特性,并且根据中断的预定重要性来修改其性能参数。在一些实施方式中,特定的重要性序列可以是“命令”,所有的这样的序列都可以被称为“命令集”。在一些实施方式中,LED控制器可以检测被编码为按照预定的定时特性发生的电力中断序列的数据。

在一些实施方式中,LED控制器可以接收以与AC电力线的波形同步的电力中断的形式编码的数据,并且对该数据进行解码。在一些实施方式中,LED控制器可以接收通过对叠加在AC电力线上的载波波形进行调制而编码的数据,并且对该数据进行解码。在一些实施方式中,没有与信令相关联的电力中断在持续时间上长于一个完整的AC电力线周期,并且每个这样的中断的前面是至少两个整周期的不间断电力。

在一些实施方式中,电力中断可能以离散的半周期增量发生,在AC电力波形过零的点处开始和结束。这个可选的规定使否则可能由切换瞬态引起的无线电干扰最小化。

在一些实施方式中,信令数据可以被组织为预定数量的字节(例如,1个或多个8位字节)的序列。在一些实施方式中,数据字节的开头由跨AC电力线的两个连续的半周期(例如,一个整周期)的电力中断来指示,该电力中断的前面是至少两个不间断周期。中断的周期的极性是不重要的。

在一些实施方式中,完整的命令可以涉及几个字节。在一些实施方式中,字节的内容可以是ASCII字符。在一些实施方式中,数值可以被编码为十六进制字符串。在一些实施方式中,数据或命令可以用预定符号(例如,分号字符等)来终结。

在一些实施方式中,可以通过中断或者不中断预定数量的数据有效周期(例如,4个规定的数据有效周期)的预定数量的半周期(例如,8个半周期)、后面跟随使字节开始的单个被抑制(被中断)周期来对每个字节的数据位进行编码。例如,在一些实施方式中,4个数据有效周期可以包括紧跟着指示字节开头的整个被中断周期之后的4组3个周期中的每组的第三个。在该例子中,后面跟着8个数据位的字节起始指示从而可以被编码在15个AC电力线周期的跨度内。

在一些实施方式中,LED控制器可以对表示预定命令集内的操作命令的多个字节的字符串进行解码,并且适当地对这些命令做出响应。

在一些实施方式中,LED控制器可以将预定数量的电力线周期(例如,15个AC电力线周期)的不间断时段解释为发送指示符的结束。在一些实施方式中,LED控制器可以可选地在紧跟着发送事件结束之后的AC电力周期上发起响应数据的发送。

在一些实施方式中,LED控制器可以按照本文中所描述的用于接收的数据的编码方法来实施响应数据的发送,除了通过中断到低于预定的低级别或者不中断其自己的从其连接的AC电力线汲取的电流之外。对于控制装置响应的半双工数据响应从而被启用(例如,ACK/NACK等)。

在一些实施方式中,LED控制器可以对如此被定义为与能够非常短暂地电力中断的电子开关兼容、并且可选地与本文中所描述的信令的任何组合兼容的命令做出响应。在一些实施方式中,LED控制器可以基于电子AC电源开关和/或中断器以及本文中所描述的信令方法的任何组合来启用适合于命令集的用户接口。

在一些实施方式中,LED控制器可以产生半双工响应。在一些实施方式中,远程数字控制装置可以通过以下方式来从LED控制器接收半双工响应并且对该响应进行解释:在发起新的转发发送之前,在结束逻辑发送之后,等待一个附加的整电力周期,并且在该电力周期期间感测AC电力线电流是否低于预定阈值。在一些实施方式中,远程数字控制装置可以通过在发起新的转发发送之前等待所指示的半双工响应完全被接收来支持来自LED控制器的半双工响应。

实施方式可以消除对数据进行编码的离散半周期。例如,灯开关可以限制自己仅在AC波形的过零点处开启和关闭。继续存在的波形于是将仅以半周期增量出现。

可以实现与物理半周期抑制相关联的干扰减小。如果开关在除了过零之外的任何点处被开启或关闭,则所得波形具有尖锐的“边缘”,在该边缘处,它在该点处的波形的级别和零之间“跳动”。这样的边缘与高频率相关联,通常引起无线电干扰。

在一些实施方式中,预定量的数据(例如,一个字节或8个位等)可以在预定时段(例如,15个AC线周期等)上发送。这样的15个周期可以包括5组3个。在每组3个中,只有第一个周期将被调制,而其他两个则将不受阻地通过。这确保继续电力流动的合理的级别。如此,将存在5个可调制周期的序列,每个可调制周期由两个半周期组成。在一些实施方式中,数据编码装置可以抑制第一个可调制周期的两半,从而可以形成实时数据跟随的并且可以被LED控制器检测的“唤醒”信号。在一些实施方式中,数据编码装置可以根据将被发送的数据位来抑制或通过预定数量的可调制半周期(例如,后面的8个可调制半周期)中的每个半周期,其中,这样的数据可以被LED控制器检测。

一些实施方式经由电流消耗调制来提供反馈通信。采取依赖于电力中断序列的调制方案,相同的调制方案可以通过产生负载电流脉冲的类似地定时的序列来模拟。为了产生它们,LED控制器可以要么使其LED接通和关断,要么切换一些其他的负载。电子开关将监视负载电流变化,非常像LED控制器处理器监视电力变化以便接收其响应。

在各种实施方式中,信令调制的预定调制特性包括电力中断。在示例情形下,完全通过电力中断的一种特定编码情况被发现于被设计用于白炽灯、荧光灯或LED等的常见的调光器控件中。在一些实施方式中,这样的调光器控件可以通过中断每个AC电力线半周期的一部分来进行操作。当被施加于白炽灯泡时,递送给灯泡的电力可能由于波形的被中断部分而减小,这使灯泡以降低的强度照射。当被施加于包含电源的荧光灯具或LED灯具时,调光可以根据电源设计特性而发生或不发生。

电源不兼容性造成了对于使用不同电路来实施电力中断的更复杂的且更昂贵的调光器控件的需要。然而,在一些实施方式中,LED控制器可以感测并且表征常见的调光器控件所生成的电力中断,并且经由其LED驱动器通道电路来实施适当的亮度控制。

为了表征标准调光器控件所施加的AC电力中断,可以,但不是必需或足以,感测每个中断的持续时间。在一些实施方式中,计算强度较小的方法用于LED控制器从而以快速的周期性速率对AC波形的开/关状态进行采样并且通过在适当的采样时段上求取平均值来计算波形的占空比。通过采用该技术,LED控制器可以有效地将否则不可调光的LED电源转换为可调光的供应器。在一些实施方式中,LED控制器可以调整LED调光轮廓以使得在低于电源在其下可能停止运作的级别的任何AC电力线占空比下生成最小亮度。这允许整个调光范围,低于该范围,灯可以完全关闭。类似地,当小于100%的AC占空比的控制是针对最大亮度设置的时,希望的是补偿可以施加该AC占空比的标准调光器控件。对于高于大约95%的AC线占空比、将LED控制为100%亮度确保最宽的可能的调光范围和LED的照射能力的充分使用。

在各种实施方式中,操作命令中的一个或多个被一个或多个数据编码装置经由一个或多个相应的电力线选择性地发送给一个或多个LED控制器。例如,在一些实施方式中,操作命令可以被广播给同一电力线上的几个装置(例如,像用于几个固定装置的调光器那样),和/或在不影响其他装置的情况下被送往特定的选择的一个固定装置或一组选择的固定装置。对于多灯泡固定装置,每个灯泡可以具有它自己的地址,其中,灯泡可以用单个开关按协调的模式构成动画。在各种实施方式中,LED控制器可以接收唯一地址和/或组标识符,并且忽略专用于其他LED控制器的命令。LED控制器可以选择性地依照根据所选范围的消息动作或者忽略这些消息。在各种实施方式中,术语发送、传输、用信号通知和传送可以互换使用。

在一些实施方式中,电力线可以包括将电力从下游的切换点传载到一个或多个LED控制器的电力线分段。注意,可以存在将电力传递到LED控制器或同一开关式线上的多个LED控制器的多个3路切换点。不同于标准调光器,LED控制器可以从任何切换点命令。在各种实施方式中,电力中断信令的优点是它仅影响下游的装置。这与试图在房间到处广播信号并且有时可能渗入到相邻房子的一些智能家庭通信是相反的。

尽管步骤、操作或计算是按特定的次序呈现的,但是在特定实施方式中,次序是可以改变的。步骤的其他排序是可能的,取决于特定的实施方式。在一些特定的实施方式中,在本说明书中被示为顺序的多个步骤可以同时执行。此外,一些实施方式可能没有所示的所有步骤,和/或代替本文所示的那些步骤,或者除了本文所示的那些步骤之外,可能具有其他步骤。

图4例示说明根据一些实施方式的示例LED控制器400的示意图。图4的示意图是LED控制器400的一个示例实施方式。其他示意图是可能的,取决于特定的实施方式。在各种实施方式中,LED控制器400可以经由连接器CON1引出电源(未示出)的输出。电源还经由连接器CON2给受控的LED灯条供电。电源的大小可以改变,取决于特定的实施方式。例如,电源可以是12伏电源、24伏电源等。

DC电力通过电阻分压器(电阻器R2和电阻器R3)被施加于处理器或集成电路(IC)管脚。在内部,处理器IC可以读取电压电平(被调理到例如0-5V的范围)并且确定它是“开”、还是“关”。

在各种实施方式中,LED控制器400可以是可调光的“白色”LED控制器,该LED控制器通过使用至少两个LED驱动器通道电路(一个用于低颜色温度,另一个用于高颜色温度)来自动地调整颜色温度。响应于感测的开/关定时,处理器IC在第一输出处产生脉宽调制(PWM)信号。来自第一输出的这个信号可以激活开关晶体管Q1,开关晶体管Q1对供应给LED灯条的电力进行调制。在一些实施方式中,附连的LED的亮度可以与PWM信号的占空比成比例。在一些实施方式中,PWM信号的频率可以高得足以避免可感知的闪烁,而低得足以避免不想要的电力辐射和无线电干扰。在特定的示例实施方式中,大约几百Hz的频率可以被认为是最佳的。

在一些实施方式中,在单个LED驱动器通道电路或单通道控制器实施方式中可以仅使用晶体管Q1来对供应给用于单色应用的LED灯条的电力进行调制。如此,LED灯条可以是单个通道(例如,白色),LED驱动器通道电路控制LED灯条的亮度。

本文中所描述的各种实施方式也可以适用于利用多个LED驱动器通道电路(例如,晶体管Q1、晶体管Q2、晶体管Q3)的多色应用。术语“LED驱动器通道电路”和“LED通道”可以互换使用。在一些实施方式中,附加通道中的一个在单色应用中也可以是有用的。提供颜色温度是一个例子。特征选择是另一个例子。在另一个例子中,一个通道在低电平下可能具有烛光闪烁,而另一个通道则没有。在另一个例子中,可以对两个通道进行互调以实现动画。

在一些实施方式中,对于多通道控制器,(例如,红色、绿色、蓝色、可选地白色),可以使用晶体管Q1、Q2和Q3,连同可选的Q4(未示出)一起。在各种实施方式中,LED驱动器通道电路(例如,晶体管Q1、晶体管Q2和晶体管Q3)采用PWM(该信号由LED控制器400产生)来切换供应给LED的电力。如所示,晶体管Q1、Q2和Q3在被标记为红色、绿色和蓝色的管脚处连接到连接器CON2,并且被标记为连接器CON2的V+的管脚连接到电源。在一些实施方式中,可以使用附加的晶体管。在各种实施方式中,晶体管Q1、Q2和Q3全都将电力供应给LED灯条,其中,用于每种颜色的电力是单独控制的。在一些实施方式中,晶体管Q1、Q2和Q3可以所有颜色一起变亮或变暗。

在一些实施方式中,二极管D、电阻器R1和齐纳二极管ZD可以将操作电力(例如,5.1V等)供应给处理器IC。在一些实施方式中,电容器C1储存足以使处理器IC在主电源关闭之后保持运行几秒的能量。可替代地,处理器电力可以由单独的电源或蓄电池供应。在各种实施方式中,处理器电源可以合并不可间断的方面,该方面确保在用于信令的电力中断期间处理器操作继续进行。在一些实施方式中,电容器C2可以用作解耦电容器。当处理器和晶体管接通和关断电流时,它们可能在处理器电力管脚上引起不合需要的电压尖峰。电容器C2使这些瞬态的切换电流短路,从而使它们与处理器解耦。

在一些实施方式中,如果使用四个LED驱动器通道电路(例如,对RGBW中的每个使用一个LED驱动器通道电路),则它们可以通过按各种比例混合通道来模拟颜色温度调整。例如,这样的颜色可以包括预定的颜色温度(例如,白色、暖白色、烛光白色等)下的白光。特定数量的LED驱动器通道电路和颜色变化可以改变,并且将取决于特定的实施方式。其他效果是可能的。例如,在一些实施方式中,可以与LED控制器400一起使用软件来启用其他的照明效果,诸如烛光闪烁、颜色改变等。

在一些实施方式中,电阻器R4用于快速地耗散在电源被关断之后仍可能储存在电源中的能量。当LED非常暗时,它们仅使用一小股电流。如此,当AC电力被关断时,LED可以仍保持开启几秒。电阻器R4使LED更快速地关闭,并且使得处理器能够在AC电力被关断时更快速地感测断电事件。

连接器CON2的管脚可以连接到LED灯条。在各种实施方式中,LED灯条(未示出)可以由多组几个LED(例如,3个或6个LED)和电阻器串联组成。每组LED中的LED的数量和电阻器的值可以改变,并且将被选择为在预定电压下工作。例如,电压可以是12伏、24伏等。具有更高的值和更低的值的LED灯条也是可能的。

LED灯条可以按包括整数个LED组的间隔切断长度。实施方式可以适用于一组或多组LED/电阻器(由预定的电流能力决定)。

在一些实施方式中,LED灯条中的电阻器可以构成LED驱动器通道电路的一部分。在一些实施方式中,LED灯条中的电阻器可以在LED驱动器通道电路的外部。特定的电路配置可以改变,并且将取决于特定的实施方式。

如本文中所指示的,本文中所描述的特定实施方式仅仅是说明性的,而非限制性的。各种修改是可能的,取决于特定的实施方式。例如,在一些实施方式中,可选的能量储存电路可以从开关式电力线接收电力(要么直接地,要么经由介于中间的电源),并且储存足够量的能量以在必要的电力不可从开关式电力线直接获得或者不可从介于中间的电源获得的时段期间保持其他元件的功能。在一些实施方式中,可选的能量储存装置可以是具有足以在对命令进行解码的同时使微处理器保持运行的容量的电容器。在各种实施方式中,电力线和可选的电源这二者可以要么是AC,要么是DC。

在一些实施方式中,信号检测电路检测电力中断序列或传载信号信息的其他调制序列的定时特性。在一些实施方式中,信号解码电路基于定时或其他调制特性来检测数据,其中,所述数据包括一个或多个操作命令。如本文中所指示的,信号检测“电路”是通过简单的信号调理器——可能是分压器——连接到电力的微处理器输入管脚。LED驱动器通道电路可以全部地或部分地由同一微处理器的输出管脚组成。在各种实施方式中,它们的“驱动调制电路”可以纯粹是软件功能,其中,不存在特定的物理电路。信号解码可以类似地是纯粹的软件功能。(一个或多个)LED驱动器通道电路可以合并由处理器输出管脚激活的开关晶体管。

图5例示说明可以用于本文中所描述的一些实施方式的示例计算系统500的框图。例如,计算系统500可以用于实施图2的LED控制器200以及执行本文中所描述的实施方式。在一些实施方式中,计算系统500可以包括处理器502、操作系统504、存储器506和输入/输出(I/O)接口508。在各种实施方式中,处理器502可以用于实现本文中所描述的各种功能和特征以及执行本文中所描述的方法实施方式。虽然处理器502被描述为执行本文中所描述的实施方式,但是计算系统500的任何合适的组件或组件组合或者与计算系统500或任何合适的系统相关联的任何合适的一个处理器或多个处理器可以执行所描述的步骤。本文中所描述的实施方式可以在用户装置上、在服务器上、或者在这二者的组合上实现。

计算系统500还包括软件应用510,软件应用510可以被存储在存储器506上或者任何其他的合适的存储位置或计算机可读介质上。软件应用510提供使得处理器502能够执行本文中所描述的实施方式和其他功能的指令。软件应用还可以包括引擎,诸如用于执行与一个或多个网络和网络通信相关联的各种功能的网络引擎。计算系统500的组件可以由一个或多个处理器或硬件装置的任何组合、以及硬件、软件、固件等的任何组合来实现。

为了易于例示说明,图5示出了用于处理器502、操作系统502、存储器506、I/O接口508和软件应用510中的每个的一个块。这些块502、504、506、508和510可以表示多个处理器、操作系统、存储器、I/O接口和软件应用。在各种实施方式中,计算系统500可能没有所示的所有组件,和/或代替本文中所示的那些组件,或者除了本文中所示的那些组件之外,可以具有其他的元件,包括其他类型的组件。

尽管本描述是关于其特定的实施例描述的,但是这些特定的实施例仅仅是说明性的,而非限制性的。例子中例示说明的构思可以被应用于其他例子和实施方式。

在各种实施方式中,软件被编码在一个或多个非暂时性计算机可读介质中以供一个或多个处理器执行。软件在被一个或多个处理器执行时可操作来执行本文中所描述的实施方式和其他功能。

任何合适的编程语言可以用于实施特定的实施例的例程,包括C、C++、Java、汇编语言等。不同的编程技术可以被采用,诸如面向过程的或面向对象的。例程可以在单个处理装置或多个处理器上执行。尽管步骤、操作或计算是按特定的次序呈现的,但是在不同的特定实施例中,该次序是可以改变的。在一些特定的实施例中,在本说明书中被示为顺序的多个步骤可以同时执行。

特定的实施例可以在非暂时性计算机可读存储介质(也被称为机器可读存储介质)上实施以供指令执行系统、设备或装置使用或者与指令执行系统、设备或装置结合实施。特定的实施例可以用软件或硬件或这二者的组合、以控制逻辑的形式实施。所述控制逻辑在被一个或多个处理器执行时可操作来执行如本文中所描述的实施方式和功能。例如,诸如硬件存储装置的有形介质可以用于存储可以包括可执行指令的控制逻辑。

特定的实施例可以通过使用可编程的通用数字计算机和/或通过使用专用集成电路、可编程逻辑器件、现场可编程门阵列、光学、化学、生物、量子或纳米工程系统、组件和机构来实施。一般来说,特定实施例的功能可以通过本领域中已知的任何手段来实现。可以使用分布式联网系统、组件和/或电路。数据的通信或传送可以是有线的、无线的,或者通过任何其他的手段。

“处理器”可以包括对数据、信号或其他信息进行处理的任何合适的硬件和/或软件系统、机构或组件。处理器可以包括具有通用中央处理单元、多个处理单元、用于实现功能的专用电路的系统或其他系统。处理无需限于地理位置,或者具有临时限制。例如,处理器可以“实时地”、“离线地”、按“批处理模式”等方式执行其功能。处理的部分可以在不同时间、不同位置、通过不同的(或相同的)处理系统来执行。计算机可以是与存储器通信的任何处理器。存储器可以是任何合适的数据储存器、存储器和/或非暂时性计算机可读存储介质,包括电子存储装置(诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM))、磁性存储装置(硬盘驱动器等)、闪存、光学存储装置(CD、DVD等)、磁盘或光盘、或适合于存储供处理器执行的指令(例如,程序或软件指令)的其他的有形介质。例如,诸如硬件存储装置的有形介质可以用于存储可以包括可执行指令的控制逻辑。指令也可以包含在电子信号(例如为从服务器(例如,分布式系统和/或云计算系统)递送的软件即服务(SaaS)的形式)中,并且被作为该电子信号提供。

还将意识到,附图/图形中所描绘的元件中的一个或多个也可以以更分开的或更集成的方式实施,或者如根据特定应用有用的,甚至被移除或者被使得在某些情况下不能操作。实施可以被存储在机器可读介质中的程序或代码以使得计算机可以执行上述方法中的任何一个也在精神和范围内。

如本文中的描述和在整个权利要求书中所使用的,“一”、“一个”和“所述”包括复数指代,除非上下文另有明确指示。此外,如本文中的描述和在整个权利要求书中所使用的,“在……中”的意义包括“在……中”和“在……上”,除非上下文另有明确指示。

因此,虽然本文中已经描述了特定的实施例,但是修改、各种改变和替换的选择自由意图在前面的公开内容中,并且将意识到,在一些情况下,在不脱离如所阐述的范围和精神的情况下,特定实施例的一些特征将在没有其他特征的对应使用的情况下被采用。因此,可以做出许多修改来使特定的情形或材料适应于本质的范围和精神。

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