一种多面旋转式LED发光模组的调光控制方法与流程

本发明涉及一种多面旋转式led发光模组的调光控制方法。

背景技术：

现有的台灯，一般只有一个发光面，因此，无法实现多面光源的切换控制。

因此，有必要设计一种新的调光控制方法。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种多面旋转式led发光模组的调光控制方法，该多面旋转式led发光模组的调光控制方法，能控制多个面上的led灯的切换和实现无级调光控制，灵活性好，易于实施。

发明的技术解决方案如下：

一种多面旋转式led发光模组的调光控制方法，多面旋转式led发光模组采用无线供电，以及采用无线模式传输控制信号；

控制信号包括2个字段，亮度控制字段和灯串选择字段；

包括以下步骤：

步骤1：选择需要点亮的led灯串；

采用手动控制或自动控制模式调整选择需要点亮的led灯串；

步骤2：调节led灯串的亮度；

通过调光旋钮调节led灯串的亮度；

所述的多面旋转式led发光模组包括棱柱型发光主体(4)；棱柱型发光主体的两端均具有转轴(42)；棱柱型发光主体至少一个端面上设有用于获取电源的受电线圈(47)；棱柱型发光主体内还设有整流电路及稳压电路；

棱柱型发光主体为n棱柱；n为整数，且n>2；

棱柱型发光主体的每一个侧面上设有led灯板(45)；

led灯板的底部设有插针，棱柱型发光主体的每一个侧面上均设有与所述的插针适配的插孔；棱柱型发光主体的侧面与led灯板通过所述的插针和插孔电连接；

led灯板是设有多个led灯(46)；

led灯板上表面上设有透光板(43)；

受电线圈依次通过整流电路及稳压电路为led灯板供电。

步骤1中的手动控制是指采用按键控制，第一次按下，只有第i个面(或包括与i相邻的面，即第i-1面或i+1面，下同)的led灯点亮，再按下按键，则只有第i+1个面(或包括与i+1面相邻的面)的led灯点亮，循环控制；i＝1,2，...，n-1；第n个面(或包括与第n面相邻的面)点亮后，再按一次，则第1个面再点亮(或包括与第1面相邻的面)，依次循环。i具有记忆功能，即关灯后，记录i的值，i初始化时可以是1，也可以是上次关灯时记录的值。

步骤1中的自动控制是指：

棱柱型发光主体上设有倾角传感器，或转抽处设有码盘用于记录棱柱型发光主体的角度；微处理器检测该棱柱型发光主体的角度(只有设定范围内的那一面的led灯串点亮；)

设定角度a0，根据倾角传感器或码盘计算n个面的角度ai；min[abs(ai-a0)]对应的i值为需要点亮的面，同时可以设定，i+1和i-1面均点亮。abs()是指求取绝对值，min()是指取最小值。

角度ai是指侧面的法线(垂直线)与竖直平面的夹角；

a0为30～80度.

优选的，a0为60度。

采用共用按键控制方法：

台灯具有2个按键，一个按键为底座按键，另一个按键为发光模块按键；任何一个按键被按下，则切换led灯串的功能被激活。

采用共用调光旋钮方法：

台灯具有2个调光旋钮，一个是发光模块调光旋钮，另一个是底座调光旋钮，2个调光旋钮均接有一个电位器，所述的ad转换器具有2个转换通道分别与2个电位器连接；

若检测到某一个ad转换通道的输出值的变化率超过预设值(如最大检测值的10％)，则以该转换通道的输出值作为实际的控制量以控制led灯的亮度。

所述的台灯包括底座(1)、支杆(2)、支撑夹体(3)、灯罩(5)和多面旋转式led发光模组；灯罩设置在支撑夹体上；

支杆的下端与底座相连；支杆的上段接所述的支撑夹体；支撑夹体的2个夹片上均设有用于插入所述转轴的卡槽(31)；所述的棱柱型发光主体的2根转轴分别插装在所述的2个卡槽中；

支撑夹体的至少一个夹片内设有用于与所述受电线圈相适配的供电线圈(32)。

一种基于无线供电的多面旋转式led发光模组，包括棱柱型发光主体(4)；棱柱型发光主体的两端均具有转轴(42)；棱柱型发光主体至少一个端面上设有用于获取电源的受电线圈(47)；棱柱型发光主体内还设有整流电路及稳压电路；

棱柱型发光主体为n棱柱；n为整数，且n>2；n一般小于10；

棱柱型发光主体的每一个侧面上设有led灯板(45)；

led灯板的底部设有插针，棱柱型发光主体的每一个侧面上均设有与所述的插针适配的插孔；棱柱型发光主体的侧面与led灯板通过所述的插针和插孔电连接；

led灯板是设有多个led灯(46)；

led灯板上表面上设有透光板(43)；透光板为导光板或均光板或柔光板；

受电线圈依次通过整流电路及稳压电路为led灯板供电。

透光板上设有凸透镜(41)；凸透镜粘贴在透光板的外表面或通过插针机构与透光板的外表面连接，凸透镜用于聚光，获得很好的光照输出。

凸透镜的内侧面为平面，凸透镜的外侧面为弧面；凸透镜与棱柱型发光主体结合后形成圆柱形发光模块。

n为5-8之间的整数，优选地，n为6。

棱柱型发光主体内设有微处理器和调光驱动电路；

棱柱型发光主体上(或外部设备，如台灯底座等处)设有发光模块调光旋钮和发光模块按键；发光模块调光旋钮与电位器连接，电位器通过a/d转换器与微处理器相连；

棱柱型发光主体内设有解码电路，解码电路与受电线圈相连，解码电路用于从调制信号中解调出控制信号，并从控制信号中解码处控制信息(控制信息包括亮度调节信息或发光面选择信息)调光驱动电路受控于微处理器，调光驱动电路的输出端为由多个灯珠连接成的led灯串供电；发光模块按键与微处理器连接；

led灯串为n个；棱柱型发光主体的每一个侧面具有一个所述的led灯串；

调光驱动电路的输出端通过n个电子开关分别与n个灯串对应连接；n个电子开关均受控于微处理器。控制方法，按键用于控制哪个面的led灯点亮，循环控制，比如按下后只有第一个面的led灯亮，再按一下只有第二个面的led灯亮，以此类推，然后手动旋转棱柱型发光主体使得发光面朝下或朝上等。

作为改进，棱柱型发光主体上设有按键、调光旋钮和电位器，调光旋钮与电位器连接，电位器的输出端经a/d转换器与微处理器相连，按键与微处理器相连。

所述的电子开关为mos管或三极管。微处理器为单片机、dsp或arm处理器。

棱柱型发光主体的不同侧面采用不同色温或颜色的led灯。如白光，荧光的，暖色的，冷色的，红色的，蓝色的，等等。

一种台灯，包括底座、支杆、支撑夹体、灯罩和前述的多面旋转式led发光模组；灯罩设置在支撑夹体上；

支杆的下端与底座相连；支杆的上段接所述的支撑夹体；支撑夹体的2个夹片上均设有用于插入所述转轴的卡槽；所述的棱柱型发光主体的2根转轴分别插装在所述的2个卡槽中；优选的，卡槽为竖直方向设置，从而多面旋转式led发光模组在重力的作用下不容易滑出卡槽，且安装方便。

支撑夹体的至少一个夹片内设有用于与所述受电线圈相适配的供电线圈。

底座或夹片上设有调光旋钮、电位器和按键；底座内设有控制器，调光旋钮与电位器连接，电位器的输出端经a/d转换器与控制器相连，按键与控制器相连；

底座或夹片中还设有调制电路，调制电路与交流电源接口相连，调制电路受控于控制器；调制电路用于产生调制波，在调制波内携带有控制信号，控制信号为亮度信号和选通信号，选通信号用于选通几面led灯；调制电路还用于在基波的基础上叠加调制波，并通过供电线圈发送出去。

可以通过载波方式传输数据，即将数据通过载波进行有线传输，借鉴无线传输的数据传输原理，在底座端进行信号编码及调制，在发光模块端进行解调和解码，控制参数为亮度调节参数等参数；

控制器为单片机，dsp等器件。

底座中设有底座调光旋钮和底座按键；底座调光旋钮的输出信号可以通过a/d转换器的另一通道或另一独立的a/d转换器接控制器，底座按键通过导线连接控制器。

底座中设有依次相连的变压器、整流电路、充电电路以及储能模块；所述的储能模块为锂电池或超级电容器。变压器用于将220v市电电压进行降压，如降压到交流12v，整流器用于将交流电转为直流电，充电电路用于为储能模块充电。

底座中还设有逆变电路；储能模块通过逆变电路与调制电路相连。调制电路中具有切换模块，用于切换与逆变电路还是交流接口相连接，调制电路中具有用于检测交流电的检测电路(具体检测电路为现有成熟技术)，若检测到有交流电，则使用交流电，否则，使用锂电池中的电能。

底座上还设有至少一个用于为电子产品充电的usb接口。储能模块通过升压电路与usb接口相连。

棱柱型发光主体上设有倾角传感器，或转抽处设有码盘用于记录棱柱型发光主体的角度。

支撑夹体上设有步进电机，步进电机通过传动机构(如皮带传动机构或齿轮传动机构)驱动棱柱型发光主体旋转。底座上用于驱动步进电机的点动按钮。

棱柱型发光主体上设有倾角传感器，或转抽处设有码盘用于记录棱柱型发光主体的角度。

底座上设有显示屏，显示屏与控制器相连，用于显示控制状态，如当前的电量值和亮度值等等。

进一步，支杆为柔性支杆，支杆两端设有插板式的接口，组装和拆卸方便。

有益效果：

本发明的多面旋转式led发光模组的调光控制方法，具有以下特点：

(1)控制对象为台灯，台灯采用独特的基于棱柱型结构的棱柱型发光模块，结构巧妙而新颖，具有对称美，可以通过按键设定每次点亮一个面或多个面。

所述的灯罩为半透明灯罩。因此，当设定棱柱型发光模块顶部的led灯点亮时，这种台灯可以作为夜灯使用。led灯还可以采用三色灯，可也形成各种色彩，三色灯的具体的驱动方式和控制方式为现有成熟技术。

(2)具有调光旋钮和灯串切换旋钮，调光方便，且能分组控制，实现无级调光与分面单独调光相结合。

(3)台灯采用模块化设计，结构新颖，运输方便；

整个台灯通过分立式的底座、支杆和led发光模组组合而成，而整个发光模组包括棱柱形主体、插板式的led灯板、凸透镜等，整个台灯组装和拆卸方便，易于更换，易于维护。

(4)控制模式新颖

可以实现调光控制，多面led灯切换控制，可以基于多个按键和多个旋钮进行控制，可以通过电机进行控制，可以手动控制，控制方式灵活多变，易于实施。

相比一体式的台灯，这种组合式的台灯运输方便，而且，各模块可以分开运输，且由于采用模块式设计，其中一个部件故障后可以随时更换，避免整个台灯报废，因而总体上能节约社会资源，具有显著的经济效益和社会效益。

(5)采用无线供电模式，无需使用导线或触点传输电能和控制信号，易于实施；

总之，本发明的多面旋转式led发光模组的调光控制方法采用模块化设计，其台灯具有独创的结构，易于实施，易于组装和维护，灵活性好，且调光方便，电路简洁，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为旋转式台灯的总体结构示意图；

图2为支杆的结构示意图；

图3为旋转式发光模块的横截面示意图；

图4为旋转式发光模块与支撑夹体配合示意图；

图5为夹片内侧结构示意图；

图6为控制系统结构框图；

图7为电位器与a/d转换器以及微处理器连接示意图；

图8为旋转式发光模块的旋转角度示意图；

图9为台灯主体的电路框图。

标号说明：1-底座，2-支杆，3-支撑夹体；4-棱柱型发光主体，5-灯罩；

11-usb接口；12-底座插口；13-底座调光旋钮，14-底座按键。

31-卡槽，32-供电线圈。33-调光旋钮，34-按键。

41-凸透镜，42-转轴，43-透光板，44-插针，45-led灯板，46-led灯；47-受电线圈。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例1：如图1-8，一种多面旋转式led发光模组的调光控制方法，多面旋转式led发光模组采用无线供电，以及采用无线模式传输控制信号；

控制信号包括2个字段，亮度控制字段和灯串选择字段；

包括以下步骤：

步骤1：选择需要点亮的led灯串；

采用手动控制或自动控制模式调整选择需要点亮的led灯串；

步骤2：调节led灯串的亮度；

通过调光旋钮调节led灯串的亮度；

所述的多面旋转式led发光模组包括棱柱型发光主体(4)；棱柱型发光主体的两端均具有转轴(42)；棱柱型发光主体至少一个端面上设有用于获取电源的受电线圈(47)；棱柱型发光主体内还设有整流电路及稳压电路；

棱柱型发光主体为n棱柱；n为整数，且n>2；

棱柱型发光主体的每一个侧面上设有led灯板(45)；

led灯板的底部设有插针，棱柱型发光主体的每一个侧面上均设有与所述的插针适配的插孔；棱柱型发光主体的侧面与led灯板通过所述的插针和插孔电连接；

led灯板是设有多个led灯(46)；

led灯板上表面上设有透光板(43)；

受电线圈依次通过整流电路及稳压电路为led灯板供电。

步骤1中的手动控制是指采用按键控制，第一次按下，只有第i个面(或包括与i相邻的面，即第i-1面或i+1面，下同)的led灯点亮，再按下按键，则只有第i+1个面(或包括与i+1面相邻的面)的led灯点亮，循环控制；i＝1,2，...，n-1；第n个面(或包括与第n面相邻的面)点亮后，再按一次，则第1个面再点亮(或包括与第1面相邻的面)，依次循环。i具有记忆功能，即关灯后，记录i的值，i初始化时可以是1，也可以是上次关灯时记录的值。

步骤1中的自动控制是指：

棱柱型发光主体上设有倾角传感器，或转抽处设有码盘用于记录棱柱型发光主体的角度；微处理器检测该棱柱型发光主体的角度(只有设定范围内的那一面的led灯串点亮；)

设定角度a0，根据倾角传感器或码盘计算n个面的角度ai；min[abs(ai-a0)]对应的i值为需要点亮的面，同时可以设定，i+1和i-1面均点亮。abs()是指求取绝对值，min()是指取最小值。

角度ai是指侧面的法线(垂直线)与竖直平面的夹角；

a0为30～80度.

优选的，a0为60度。

采用共用按键控制方法：

台灯具有2个按键，一个按键为底座按键，另一个按键为发光模块按键；任何一个按键被按下，则切换led灯串的功能被激活。

采用共用调光旋钮方法：

台灯具有2个调光旋钮，一个是发光模块调光旋钮，另一个是底座调光旋钮，2个调光旋钮均接有一个电位器，所述的ad转换器具有2个转换通道分别与2个电位器连接；

若检测到某一个ad转换通道的输出值的变化率超过预设值(如最大检测值的10％)，则以该转换通道的输出值作为实际的控制量以控制led灯的亮度。

采用步进电机控制所述棱柱型发光主体的旋转。

棱柱型发光主体上设有倾角传感器，或转抽处设有码盘用于记录棱柱型发光主体的角度。

支撑夹体上设有步进电机，步进电机通过传动机构(如皮带传动机构或齿轮传动机构)驱动棱柱型发光主体旋转。底座上用于驱动步进电机的点动按钮。

棱柱型发光主体上设有倾角传感器，或转抽处设有码盘用于记录棱柱型发光主体的角度。

底座上设有显示屏，用于显示控制状态，如当前的电量值和亮度值等等。

进一步，支杆为柔性支杆，支杆两端设有插板式的接口，组装和拆卸方便。

一种基于无线供电的多面旋转式led发光模组，包括棱柱型发光主体4；棱柱型发光主体的两端均具有转轴42；棱柱型发光主体2个端面上设有用于获取电源的受电线圈47；棱柱型发光主体内还设有整流电路及稳压电路；

棱柱型发光主体为六棱柱；

棱柱型发光主体的每一个侧面上设有led灯板45；

led灯板的底部设有插针，棱柱型发光主体的每一个侧面上均设有与所述的插针适配的插孔；棱柱型发光主体的侧面与led灯板通过所述的插针和插孔电连接；

led灯板是设有多个led灯46；

led灯板上表面上设有透光板43；透光板为导光板或均光板或柔光板；

受电线圈依次通过整流电路及稳压电路为led灯板供电。

透光板上设有凸透镜41；凸透镜粘贴在透光板的外表面或通过插针机构与透光板的外表面连接，凸透镜用于聚光，获得很好的光照输出。

凸透镜的内侧面为平面，凸透镜的外侧面为弧面；凸透镜与棱柱型发光主体结合后形成圆柱形发光模块。

棱柱型发光主体内设有微处理器和调光驱动电路；

棱柱型发光主体上(或外部设备，如台灯底座等处)设有发光模块调光旋钮和发光模块按键；发光模块调光旋钮与电位器连接，电位器通过a/d转换器与微处理器相连；

棱柱型发光主体内设有解码电路，解码电路与受电线圈相连，解码电路用于从调制信号中解调出控制信号，并从控制信号中解码处控制信息(控制信息包括亮度调节信息或发光面选择信息)调光驱动电路受控于微处理器，调光驱动电路的输出端为由多个灯珠连接成的led灯串供电；发光模块按键与微处理器连接；

led灯串为6个；棱柱型发光主体的每一个侧面具有一个所述的led灯串；

调光驱动电路的输出端通过6个电子开关分别与6个灯串对应连接；6个电子开关均受控于微处理器。控制方法，按键用于控制哪个面的led灯点亮，循环控制，比如按下后只有第一个面的led灯亮，再按一下只有第二个面的led灯亮，以此类推，然后手动旋转棱柱型发光主体使得发光面朝下或朝上等。

作为改进，棱柱型发光主体上设有按键、调光旋钮和电位器，调光旋钮与电位器连接，电位器的输出端经a/d转换器与微处理器相连，按键与微处理器相连。

所述的电子开关为mos管或三极管。微处理器为单片机、dsp或arm处理器。

棱柱型发光主体的不同侧面采用不同色温或颜色的led灯。如白光，荧光的，暖色的，冷色的，红色的，蓝色的，等等。

一种台灯，包括底座1、支杆2、支撑夹体3、灯罩5和前述的多面旋转式led发光模组；灯罩设置在支撑夹体上；

支杆的下端与底座相连；支杆的上段接所述的支撑夹体；支撑夹体的2个夹片上均设有用于插入所述转轴的卡槽31；所述的棱柱型发光主体的2根转轴分别插装在所述的2个卡槽中；优选的，卡槽为竖直方向设置，从而多面旋转式led发光模组在重力的作用下不容易滑出卡槽，且安装方便。

支撑夹体的2个夹片内设有用于与所述受电线圈相适配的供电线圈(32)。

底座或夹片上设有调光旋钮、电位器和按键；底座内设有控制器，调光旋钮与电位器连接，电位器的输出端经a/d转换器与控制器相连，按键与控制器相连；

底座或夹片中还设有调制电路，调制电路与交流电源接口相连，调制电路受控于控制器；调制电路用于产生调制波，在调制波内携带有控制信号，控制信号为亮度信号和选通信号，选通信号用于选通几面led灯；调制电路还用于在基波的基础上叠加调制波，并通过供电线圈发送出去。

可以通过载波方式传输数据，即将数据通过载波进行有线传输，借鉴无线传输的数据传输原理，在底座端进行信号编码及调制，在发光模块端进行解调和解码，控制参数为亮度调节参数等参数；

控制器为单片机，dsp等器件。

底座中设有底座调光旋钮13和底座按键14；底座调光旋钮的输出信号可以通过a/d转换器的另一通道或另一独立的a/d转换器接控制器，底座按键通过导线连接控制器。

底座中设有依次相连的变压器、整流电路、充电电路以及储能模块；所述的储能模块为锂电池或超级电容器。变压器用于将220v市电电压进行降压，如降压到交流12v，整流器用于将交流电转为直流电，充电电路用于为储能模块充电。

底座中还设有逆变电路；储能模块通过逆变电路与调制电路相连。调制电路中具有切换模块，用于切换与逆变电路还是交流接口相连接，调制电路中具有用于检测交流电的检测电路(具体检测电路为现有成熟技术)，若检测到有交流电，则使用交流电，否则，使用锂电池中的电能。

底座上还设有至少一个用于为电子产品充电的usb接口。储能模块通过升压电路与usb接口相连。

棱柱型发光主体上设有倾角传感器，或转抽处设有码盘用于记录棱柱型发光主体的角度。

支撑夹体上设有步进电机，步进电机通过传动机构(如皮带传动机构或齿轮传动机构)驱动棱柱型发光主体旋转。底座上用于驱动步进电机的点动按钮。

棱柱型发光主体上设有倾角传感器，或转抽处设有码盘用于记录棱柱型发光主体的角度。