一种PWM信号转换装置及其灯具亮度调控装置的制作方法

本实用新型涉及灯具照明领域，尤其是涉及一种pwm信号转换装置及其灯具亮度调控装置。

背景技术：

目前，浴缸厂家使用外购的浴缸用灯具控制器，支持外接led灯具，并对led灯具进行调控，但其是输出信号普遍为pwm(pulsewidthmodulation，脉冲宽度调制)信号，该信号只能直接驱动支持pwm输入的led灯具，对于非pwm信号的led灯具则不支持，造成浴缸厂家在使用led灯具时，限制了能够调控的led灯具种类，兼容性差，厂家不能根据自身的产品特点来灵活处理。同时，由于浴缸用灯具控制器发出的pwm信号，存在频率过低的可能(如低于100hz)，若pwm信号频率过低，受控的灯具可能出现闪烁，轻微的抖动，或者跳跃式的变化，而达不到柔和平滑过渡的效果，因此，浴缸厂家希望能够在灯具控制器与灯具之间安装一个简易配件，起到信号转换作用，这样可以根据本身灯具特点来灵活设置输出的信号。

技术实现要素：

鉴于上述情况，本实用新型提供了一种pwm信号转换装置及其灯具亮度调控装置，低成本的实现信号转换作用，可以根据本身灯具特点来灵活设置输出的信号，解决了灯具控制器对led灯具种类兼容性差的问题，以及由于原pwm频率过低而造成的灯具显示闪烁或者不平滑现象。

为达此目的，本实用新型提供了一种pwm信号转换方法，包括：

第一步：接收灯具控制器发出的第一pwm信号，对所述第一pwm信号进行处理，将所述第一pwm信号占空比变化的方波转化为电平高低变化的dc电压值；

第二步：微控制单元对电平高低变化的dc电压值进行ad采样，得到相关颜色灰度值；

第三步：处理dc电压值，根据所述相关颜色灰度值生成灯具控制信号，所述灯具控制信号用于调控灯具的亮度。

优选的，所述灯具控制信号包括第二pwm信号和/或spi信号和/或dmx512信号。

优选的，第二步中微控制单元对电平高低变化的dc电压值进行ad采样，得到对应的颜色灰度值的步骤还包括：

扫描读取ad采样得到的ad采样值，根据所述ad采样值获取所述第一pwm信号的占空比；

根据最大颜色灰度值和所述第一pwm信号的占空比的乘积，得到所述相关颜色灰度值。

进一步的，所述相关颜色灰度值的计算公式为：

(ad采样值/admax)*最大颜色灰度值＝所述相关颜色灰度值，式中：所述ad采样值与所述admax的比值得到所述第一pwm信号的占空比，所述admax为所述微控制单元内部预置的值，所述最大颜色灰度值为预先设定的值。

本实用新型提供了一种pwm信号转换装置，用于执行上述中任意一种所述的pwm信号转换方法，以适配不同型号灯具的亮度调控，包括：

一方波处理模块，用于接收灯具控制器发出的第一pwm信号，对所述第一pwm信号进行处理，将所述第一pwm信号占空比变化的方波转化为电平高低变化的dc电压值；

一颜色灰度值获取模块，用于对电平高低变化的dc电压值进行ad采样，得到所述相关颜色灰度值；以及

一灯具控制信号生成模块，用于处理dc电压值，根据所述相关颜色灰度值生成灯具控制信号，用以实现调控灯具的亮度。

优选的，所述方波处理模块为积分电路模块，利用所述积分电路模块的波形变化特性，将所述第一pwm信号占空比变化的方波转化为电平高低变化的dc电压值，同时降低设计成本。

优选的，所述颜色灰度值获取模块包括所述微控制单元，所述微控制单元内置有一ad采样模块，所述ad采样模块实现所述电平高低变化的dc电压值的ad采样，并得到ad采样值，所述微控单元获取所述ad采样值，根据所述ad采样值与admax的比值得到所述第一pwm信号的占空比，根据最大颜色灰度值与所述第一pwm信号的占空比的乘积得到所述相关颜色灰度值。

优选的，所述灯具控制信号包括第二pwm信号和/或spi信号和/或dmx512信号，以适配第二pwm信号和/或spi信号和/或dmx512信号的灯具。

本实用新型还提供了一种灯具亮度调控装置，包括：一灯具组件和连接所述灯具组件的所述的pwm信号转换装置，所述灯具组件包括一解码模块和一灯具，所述解码模块接收所述pwm信号转换装置生成的所述灯具控制信号，并实现所述灯具控制信号的解码，所述灯具控制信号用于指示所述解码模块调控所述灯具的亮度。

优选的，所述解码模块包括：解码第二pwm信号和/或spi信号和/或dmx512信号的解码器，以适配第二pwm信号和/或spi信号和/或dmx512信号的灯具，所述灯具控制信号指示所述解码器调控灯具的亮度。

有益效果：

本实用新型提供的一种pwm信号转换装置及其灯具亮度调控装置，其中所述pwm信号转换方法，将所述第一pwm信号占空比变化的方波转化为电平高低变化的dc电压值，再进行ad采样，得到相关颜色灰度值，最后软件处理dc电压值，根据所述相关颜色灰度值生成灯具控制信号；所述pwm信号转换装置，分别通过方波处理模块、颜色灰度值获取模块以及灯具控制信号生成模块的相互配合，执行所述pwm信号转换方法，得到所述不同灯具的灯具控制信号；所述灯具亮度调控装置，通过灯具内的解码模块实现所述灯具控制信号的解码，所述灯具控制信号用于指示所述解码模块调控灯具的亮度。以上所述pwm信号转换装置结构简单，实现所述第一pwm信号转化为适配不同灯具的灯具控制信号，如安装dmx512灯具，只需将该第一pwm信号转换装置设置为将所述第一pwm信号转化为dmx512输出即可，同理也可以输出spi信号，解决了灯具控制器兼容性差的问题，同时，针对浴缸用灯具控制器发出的pwm信号，存在频率过低的可能(如低于100hz)，若pwm信号频率过低，受控的灯具可能出现闪烁，轻微的抖动，或者跳跃式的变化，而达不到柔和平滑过渡的效果，因此通过该pwm信号转换装置输出第二pwm信号，第二pwm信号可以是频率的改变，也有可能是亮度等级的改变。厂家这样可以根据本身灯具特点来灵活设置输出的灯具控制信号，以及自身的产品特点来灵活设计灯具，同时方波处理模块采用的是积分电路模块，降低了信号转化成本。

附图说明

图1是本实用新型一实施例中pwm信号转换方法的流程示意图；

图2是图1中相关颜色灰度获取方法的流程示意图；

图3是本实用新型一实施例中pwm信号转换结果的示意图；

图4是本实用新型一实施例中pwm信号转换装置的结构框图；

图5是本实用新型一实施例中灯具亮度调控装置的结构框图。

具体实施方式

本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图及实施例对本实用新型的技术方案做进一步说明。

实施例1

请参阅图1，本实用新型实施例1提供了一种pwm信号转换方法，包括：

步骤s100，接收灯具控制器发出的第一pwm信号，对所述第一pwm信号进行处理，将所述第一pwm信号占空比变化的方波转化为电平高低变化的dc电压值；

步骤s200，微控制单元(microcontrollerunit；mcu)对电平高低变化的dc电压值进行ad采样，得到相关颜色灰度值；

步骤s300,处理dc电压值，根据所述相关颜色灰度值生成灯具控制信号。

参阅1和图2，所述步骤s200，通过微控制单元对电平高低变化的dc电压值进行ad采样，得到对应的颜色灰度值的步骤还包括：

步骤s210，扫描读取ad采样得到的ad采样值，根据所述ad采样值获取所述第一pwm信号的占空比；

步骤s220，根据最大颜色灰度值和所述第一pwm信号的占空比的乘积，得到所述相关颜色灰度值。

结合图3和图4，其中，所述软件处理dc电压值中指的软件可以为编写的一种执行程序，颜色灰度值范围是0到255，所述相关颜色灰度值对应灯具520的亮度大小，所述相关颜色灰度值越大代表灯具520的亮度越大。参阅图3，所述的灯具控制信号在本实施例中可以是第二pwm(pulsewidthmodulation)信号和/或spi(serialperipheralinterface)信号和/或dmx512(dmxcontrol512)信号，当然也不局限于上述列举的信号还可以是其他调控灯具520亮度的信号。

参阅图1和图2，具体是这样实现的，首先灯具信号控制器(可以是浴缸厂家外购的浴缸用灯具控制器)生成第一pwm信号，接收灯具信号控制器发出的第一pwm信号，对第一pwm信号进行处理，将所述第一pwm信号占空比变化的方波转化为电平高低变化的dc电压值；微控制单元通过内置的ad采样模块对电平高低变化的dc电压值进行ad采样，微控制单元扫描读取上面生成的ad采样值，根据所述ad采样值与微控制单元内部预先设置的admax的比值得到所述第一pwm信号的占空比；再根据最大颜色灰度值和所述第一pwm信号的占空比的乘积，得到所述相关颜色灰度值，所述最大颜色灰度值由编写程序预先设定，其取值范围0到255；再通过设置软件程序处理dc电压值，根据所述相关颜色灰度值生成灯具控制信号，所述灯具控制信号用于调控灯具520的亮度。

进一步的，所述相关颜色灰度值的计算公式为：

(ad采样值/admax)*lmax＝l

式中：所述ad采样值与所述admax的比值得到所述第一pwm信号的占空比；admax为所述微控制单元内部预置的值(例如512、1024或2048)，lmax为最大颜色灰度值，其为预先设定的值；l为所述相关颜色灰度值。

参阅图1、图2、图3和图5，在本实施例的一种方案中，所述pwm信号转换方法，将所述第一pwm信号转换为第二pwm信号、spi信号以及dmx512信号，其中所述第一pwm信号包括第一红色pwm信号、第一绿色pwm信号和第一蓝色pwm信号，对上述三种第一pwm信号通过本实施例1中的转换方法分别对应生成第二红色pwm信号、第二绿色pwm信号和第二蓝色pwm信号；红色spi信号、绿色spi信号和蓝色spi信号；以及红色dmx512i信号、绿色dmx512信号和蓝色dmx512i信号，该些信号分别用于调控对应的灯具520的亮度。上述只是一种方案的举例说明，当然不局限于一定是要同时输出三种第一pwm信号和对应输出三种不同灯具控制信号，厂家可以根据产品设计需求进行选择搭配，以提高使用的灵活性。

更进一步，输入的第一pwm信号频率为低频或中频信号，输出的所述第二pwm信号可以是高频信号也可以是高与所述第一pwm信号的亮度等级的第二pwm信号，所述高频第二pwm信号主要解决了在灯具520的亮度不变，且比较弱时，灯具可能会出现闪烁或者轻微的抖动现象的问题；所述亮度等级改变的第二pwm信号解决了在灯的亮度变化时，灯光可能会出现跳跃式的变化，而达不到柔和平滑过渡的效果。

实施例2

参阅图3、图4和图5，本实用新型实施例2提供了一种pwm信号转换装置400，用于执行实施例1中所述的pwm信号转换方法，以适配不同型号灯具520的亮度调控，包括：

一方波处理模块410，用于接收灯具控制器发出的第一pwm信号，对所述第一pwm信号进行处理，将所述第一pwm信号占空比变化的方波转化为电平高低变化的dc电压值；

一颜色灰度值获取模块420，用于对电平高低变化的dc电压值进行ad采样，得到所述相关颜色灰度值；以及

一灯具控制信号生成模块430，用于处理dc电压值，根据所述相关颜色灰度值生成灯具控制信号，用以实现调控灯具520的亮度。

本实施例中，所述方波处理模块410为积分电路模块，利用所述积分电路模块的波形变化特性，将所述第一pwm信号占空比变化的方波转化为电平高低变化的dc电压值，同时降低设计成本；所述颜色灰度值获取模块420包括所述微控制单元，所述微控制单元内置有一ad采样模块，所述ad采样模块实现所述电平高低变化的dc电压值的ad采样，并得到ad采样值，所述微控单元获取所述ad采样值，根据所述ad采样值与admax的比值得到所述第一pwm信号的占空比，再根据最大颜色灰度值与所述第一pwm信号的占空比的乘积得到所述相关颜色灰度值，本实施例中所述的灯具控制信号生成模块430为一软件程序模块，当然所述灯具控制信号生成模块430可以是做一个独立模块进行运作，也可以内置在所述微控制单元内。

参阅图3和图5，在本实施例的设计方案中，输入第一pwm信号所述pwm信号转换装置400可以生成第二pwm信号和/或spi信号和/或dmx512信号，以适配第二pwm信号和/或spi信号和/或dmx512信号的灯具520。

实施例3

本实用新型实施例3提供了一种灯具亮度调控装置，其应用了实施例1提供的pwm信号转换方法和实施例2提供的pwm信号转换装置400。

参阅图5，具体的，所述灯具亮度调控装置包括：一灯具组件500和连接所述灯具组件500的所述的pwm信号转换装置400，所述灯具组件500包括一解码模块510和一灯具520，所述解码模块510接收所述pwm信号转换装置400生成的所述灯具控制信号，并实现所述灯具控制信号的解码，所述灯具控制信号用于指示所述解码模块510调控所述灯具520的亮度。

参阅图4和图5，在本实施例的技术方案中，所述灯具520为彩色led灯具，其包括红、绿和蓝三种颜色，所述灯具控制器发出第一红色pwm信号、第一绿色pwm信号和第一蓝色pwm信号，所述pwm信号转换装置400接收上述三种第一pwm信号，并将该三种第一pwm信号分别转换为对用第二pwm信号、spi信号以及dmx512信号，实现调控所述彩色led灯具的亮度。

具体的是这样实现的：所述方波处理模块410即积分电路模块，接收灯具控制器发出的三种第一pwm信号，利用所述积分电路模块的波形变化特性，对所述三种第一pwm信号进行处理，将所述三种第一pwm信号占空比变化的方波转化为电平高低变化的dc电压值；

所述颜色灰度值获取模块420中所述微控制单元内的ad采样模块，实现所述电平高低变化的dc电压值的ad采样，并得到ad采样值，所述微控单元获取所述ad采样值，根据所述ad采样值与admax的比值得到所述第一pwm信号的占空比，根据最大颜色灰度值与所述第一pwm信号的占空比的乘积得到所述相关颜色灰度值；

所述灯具控制信号生成模块430，用于处理dc电压值，根据所述相关颜色灰度值生成灯具控制信号，所述灯具控制信号包括第二红色pwm信号、第二绿色pwm信号和第二蓝色pwm信号；红色spi信号、绿色spi信号和蓝色spi信号；以及红色dmx512i信号、绿色dmx512信号和蓝色dmx512i信号，并将该些信号传送给对应的解码模块510，所述解码模块510解码第二pwm信号和/或spi信号和/或dmx512信号，以适配第二pwm信号和/或spi信号和/或dmx512信号的彩色led灯具，所述灯具控制信号指示所述解码器调控彩色led灯具的亮度。

当然以上只是一种举例说明，厂家可以根据产品设计需求进行选择搭配，以提高使用的灵活性。

以上所述pwm信号转换装置400结构简单，实现所述第一pwm信号转化为适配不同灯具的灯具控制信号，解决了灯具控制器兼容性差的问题。厂家这样可以根据本身灯具特点来灵活设置输出的灯具控制信号，以及自身的产品特点来灵活设计灯具520，同时方波处理模块410采用的是积分电路模块，极大的降低了信号转化成本。

以上描述仅为本实用新型的几种具体的实施方案，但是本领域的技术人员应当理解，这里只是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书所限定的。因此就本实用新型申请专利范围所作的同等变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。