一种灯珠单元检测电路、控制器、灯光模组及装置的制作方法

1.本实用新型涉及灯光技术领域，特别涉及一种灯珠单元检测电路、控制器、灯光模组及装置。


背景技术：

2.随着人们生活水平和设计制造水平的提高，越来越多的灯光产品被开发和应用，其中具有多个依次连接的灯珠单元的灯串照明产品，如led灯带、led灯串等越来越多地被市场青睐。
3.在实际应用中，这种灯串在安装后其灯珠单元数量因安装场合情况的不同而不同，并且为考虑到灯光控制器控制灯串的发光效果，需要获取所连接的灯串的灯珠数量，以使灯光效果更灵活更丰富。
4.现有技术中，通常检测灯串的灯珠单元数量的方法有手动和自动两种方式，手动方式是通过人工参与数灯珠数量或测量灯串的长度来获取灯珠的数量，操作过程繁琐，用户体验不理想；自动的方式是通过智能控制器自动地检测灯串灯珠单元的数量，通常需要对灯串工作的相关模拟信号进行模数转换采样以及数字信号处理如滤波和多次的数值比较，其设计较为复杂，容易因灯串工作的电源纹波或电路噪声、模数转换采样误差、灯串初始的电流和颜色状态等影响，使得检测灯串的灯珠单元数量的准确度不够高。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提出一种灯珠单元检测电路、控制器、灯光模组及装置，以简化灯珠单元数量检测过程并提高检测的准确度。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
7.第一方面，提供一种灯珠单元检测电路，所述灯珠单元检测电路包括：
8.输出电路，用于连接灯串，所述灯串包括多个依次连接的灯珠单元；
9.瞬变采样电路，与所述输出电路连接，用于采样所述灯串的电参数瞬变，并输出瞬变信号；
10.主控电路，与所述输出电路和所述瞬变采样电路连接，所述主控电路用于通过所述输出电路发送灯光控制信号以使所述灯珠单元产生颜色瞬变，并根据所述瞬变采样电路输出的所述瞬变信号确定所述灯串的灯珠单元的数量。
11.可选地，所述瞬变采样电路包括：
12.信号采样电路，与所述输出电路连接，用于采样以及预处理所述灯串工作的电参数，并输出电参数信号；
13.瞬变转换电路，与所述信号采样电路连接，用于去除所述电参数信号的直流成分，将所述电参数信号转换成第一瞬变信号；
14.瞬变处理电路，与所述瞬变转换电路连接，用于进一步处理所述第一瞬变信号，并
输出第二瞬变信号到所述主控电路。
15.可选地，所述瞬变转换电路包括第一电容，所述第一电容串联设置于所述信号采样电路和所述瞬变处理电路之间。
16.可选地，所述电参数瞬变为电流瞬变；
17.所述信号采样电路包括电流采样电阻和第一放大器，所述电流采样电阻串联设置于所述输出电路的地线，并且所述电流采样电阻的第一端接地，所述第一放大器和所述电流采样电阻的第二端连接，以采样放大所述灯串的电流瞬变；
18.所述瞬变处理电路包括第二电阻和第二放大器，所述第二电阻的第一端和所述瞬变转换电路连接，所述第二电阻的第二端接地，所述第二放大器的第一输入端和所述第二电阻的第一端连接，所述第二放大器的输出端和所述主控电路连接。
19.可选地，所述瞬变处理电路还包括滤波电路，所述滤波电路串联设置于所述第二放大器和所述主控电路之间，用于对所述第二瞬变信号进行滤波。
20.可选地，所述瞬变采样电路输出的所述瞬变信号为脉冲信号；
21.所述主控电路包括计数单元，所述计数单元用于对所述脉冲信号计数得到计数值，所述主控电路具体用于基于所述计数值确定所述灯串的灯珠单元的数量。
22.可选地，所述主控电路还与信号采样电路连接，所述主控电路还用于检测所述信号采样电路输出的所述电参数信号以判断所述灯串是否连接到所述输出电路或通电工作状态。
23.第二方面，本实用新型提供了一种灯光控制器，所述灯光控制器包括如上述任意一项所述的灯珠单元检测电路。
24.第三方面，本实用新型提供了一种灯光模组，包括如上所述的灯光控制器以及灯串，所述灯串与所述灯光控制器通信连接，所述灯串包括多个依次连接的灯珠单元。
25.第四方面，本实用新型提供了一种检测装置，包括如上所述的灯光控制器以及壳体，所述灯光控制器部分或者全部设置在所述壳体中。
26.本实用新型采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：
27.本实用新型通过所述主控电路发送灯光控制信号控制连接到输出电路的灯串的灯珠单元产生颜色瞬变，进而使得当前经过所述输出电路的灯串的电参数产生瞬变，所述灯串的电参数瞬变经过所述瞬变采样电路的采样和处理能够直接地输出便于主控电路检测的瞬变信号，而无需间接地依赖于对模拟信号的模数转换采样及相关处理过程，所述主控电路可简单直接地根据所述瞬变采样电路输出的对应于当前灯珠单元颜色瞬变的瞬变信号，确定所述灯串的灯珠单元的数量，从而简化了灯珠数量检测过程，避免了因灯串工作的电源纹波或电路噪声、模数转换采样误差以及灯串初始的颜色状态对灯珠单元数量检测的影响，提高了灯珠数量检测的准确度。
28.可以理解的是，上述第二方面至第四方面与相关技术相比存在的有益效果与上述第一方面与相关技术相比存在的有益效果相同，可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例
或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
30.图1为本实用新型灯珠单元检测电路的功能模块示意图；
31.图2为本实用新型灯珠单元检测电路一实施例的电路结构示意图；
32.附图标号说明：
33.标号名称标号名称10主控电路r1电流采样电阻20瞬变采样电路r2第二电阻201信号采样电路u1第一放大器202瞬变转换电路u2第二放大器203瞬变处理电路u3主控芯片2031滤波电路c1第一电容30输出电路p1输出端子40灯串401灯珠单元
34.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
35.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
37.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
38.本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
39.随着人们生活水平和设计制造水平的提高，越来越多的灯光产品被开发和应用，其中具有多个依次连接的灯珠单元的灯串照明产品，如led灯带、led灯串等越来越多地被市场青睐。所述的灯串还包括以灯珠单元依次级联连接形式构成的非线性的发光组件，如一些led发光面板或led发光球也可由多个依次连接的灯珠单元按照特定空间排布方式构成平面或曲面的照明产品。
40.在实际应用中，这种灯串在安装后其灯珠单元数量因安装场合情况的不同而不同，并且为考虑到灯光控制器控制灯串的发光效果，需要获取所连接的灯串的灯珠数量，以使灯光效果更灵活更丰富。
41.现有技术中，通常检测灯串的灯珠单元数量的方法有手动和自动两种方式，手动方式是通过人工参与数灯珠数量或测量灯串的长度来获取灯珠的数量，操作过程繁琐，用户体验不理想；自动的方式是通过智能控制器自动地检测灯串灯珠单元的数量，通常需要对灯串工作的相关模拟信号进行模数转换采样以及数字信号处理如滤波和多次的数值比较，其设计较为复杂，容易因灯串工作的电源纹波或电路噪声、模数转换采样误差、灯串初始的颜色状态等的影响，使得检测灯串的灯珠单元数量的准确度不够高。
42.鉴于此，本实用新型提出一种灯珠单元检测电路。
43.请参照图1和图2，在本实用新型一实施例中，该灯珠单元检测电路包括：
44.输出电路30，用于连接灯串40，所述灯串40包括多个依次连接的灯珠单元401；
45.瞬变采样电路20，与所述输出电路30连接，用于采样所述灯串40的电参数瞬变，并输出瞬变信号；
46.主控电路10，与所述输出电路30和所述瞬变采样电路20连接，所述主控电路10用于通过所述输出电路30发送灯光控制信号以使所述灯珠单元401产生颜色瞬变，并根据所述瞬变采样电路20输出的所述瞬变信号确定所述灯串40的灯珠单元401的数量。
47.需要说明的是，所述灯串40包括多个依次连接的灯珠单元401指多个灯珠单元401在灯串40上存在物理连接上的依次顺序连接关系，基于灯珠单元40之间的物理连接，灯串40上设置有电性能连接导线，电性能连接导线包括电源线和通信线，通信线可以是通信总线如单线/双线/差分/电源线载波等形式的通信总线连接，也可以是灯珠单元的信号控制线相互级联的通信连接方式连接，在电路结构上，灯珠单元401之间可以是并联关系，也可以是串联关系，也可以是串联和并联混合的方式，只要能通过电性能连接形成通信线路进行访问控制并且使灯珠单元具有共用的供电线路均可，在此不做限定。
48.请参阅图2，所述灯珠单元401包括灯珠驱动芯片和灯珠，灯珠驱动芯片用于接收所述主控电路10发送的灯光控制信号驱动灯珠产生颜色瞬变，所述灯珠单元401的数量可以是单个灯珠单元401的数量，也可以是多个灯珠单元401组合成的灯珠组的数量，由具体应用形式决定，例如所述灯串40为led灯带，led灯带设置有多个依次连接的灯珠单元401，所述灯珠单元401包括led灯珠驱动芯片和灯珠，单颗的led灯珠驱动芯片及其驱动的led灯珠组成灯珠单元401驱动该灯珠单元401种的多颗led灯珠产生颜色瞬变，此外，灯珠单元401还可以设定为产生相同瞬变的led灯珠组成的灯珠单元401。
49.需要说明的是，所述灯串40的电参数瞬变可以是灯串40的电流、电压、功率、电压或电流的纹波、电压或电流的相位等，由灯珠单元401颜色瞬变所引起的相关电参数瞬变均可，此处不做限定。
50.具体地，所述输出电路30至少包括输出端子p1、供电线和灯光控制信号线，灯串40通过供电线获得工作的电源，通过灯光控制信号线和主控电路10通信。需要说明的是，所述瞬变采样电路20可以和所述的输出端子p1、供电线、灯光控制信号线中的一个或几个连接，以采样所述灯串40的电参数瞬变；所述瞬变采样电路20与所述输出电路30连接，并非是限定瞬变采样电路20采样所述灯串40的电参数瞬变的采样位置，能采样到灯串40的电参数瞬
变均可。
51.所述主控电路10用于发送灯光控制信号控制连接到输出电路30的灯串40的灯珠单元401产生颜色瞬变，进而使得当前经过所述输出电路30的灯串40的电参数产生瞬变，所述灯串40的电参数瞬变经过所述瞬变采样电路20的采样和处理能够直接地输出便于主控电路10检测的瞬变信号，而无需间接地依赖于对模拟信号的模数转换采样及相关处理过程，主控电路10可简单直接地根据所述瞬变采样电路20输出的对应于当前灯珠单元401颜色瞬变的瞬变信号，确定所述灯串40的灯珠单元401的数量，从而简化了灯珠数量检测过程，避免了因灯串40工作的电源纹波或电路噪声、模数转换采样误差以及灯串40初始的颜色状态对灯珠单元401数量检测的影响，提高了灯珠数量检测的准确度。
52.在本实施例中，请参阅图1和图2，所述瞬变采样电路20包括：
53.信号采样电路201，与所述输出电路30连接，用于采样以及预处理所述灯串40工作的电参数，并输出电参数信号；瞬变转换电路202，与所述信号采样电路201连接，用于去除所述电参数信号的直流成分，将所述电参数信号转换成第一瞬变信号；瞬变处理电路203，与所述瞬变转换电路202连接，用于进一步处理所述第一瞬变信号，并输出第二瞬变信号到所述主控电路10。
54.需要说明的是，所述信号采样电路201可以是对所述灯串40工作电流的采样，也可以是电压的采样，由前述的电参数决定。所述预处理包括对采样的信号进行放大。
55.具体地，所述主控电路10包括主控芯片u3，主控芯片u3为型号pic16f1828的单片机，pic16f1828的第10脚rb7输出灯光控制信号以使所述灯珠单元401产生颜色瞬变，第16脚rc0接收所述第二瞬变信号，所述瞬变采样电路20将采样的所述灯串40的电参数瞬变转换成pic16f1828的io外设引脚rc0可识别的ttl电平或coms电平信号，可不需要使用adc(模数转换)参与，降低了对检测电路的性能要求，简化了灯珠单元401数量检测过程；
56.请参阅图2，具体地，所述瞬变转换电路202包括第一电容c1，所述第一电容c1串联设置于所述信号采样电路201和所述瞬变处理电路203之间。通过所述第一电容c1对所述电参数信号中的直流成分的隔离和对交流成分的选通，将电参数信号中的瞬变信号耦合转化为第一瞬变信号，元件和电路结构简单。通过瞬变转换电路202，使灯珠单元401产生的颜色瞬变能够直接的对应转换成无直流分量的电瞬变信号，使得灯串40初始的亮度和颜色状态及相应的直流工作电流的大小均不会影响瞬变信号的响应和提取，且不需要进行模数转换和数值比较运算的方式获取电参数信号的瞬变，简化了检测灯珠单元401数量的过程。
57.具体地，所述电参数瞬变为电流瞬变；
58.所述信号采样电路201包括电流采样电阻r1和第一放大器u1，所述电流采样电阻r1串联设置于所述输出电路30的地线，并且所述电流采样电阻r1的第一端接地，所述第一放大器u1和所述电流采样电阻r1的第二端连接，以采样放大所述灯串40的电流瞬变；优选的，电流采样电阻r1的阻值为毫欧等级的电阻，如20毫欧的电流采样电阻r1，以降低线路阻抗和功率损耗；所述第一放大器u1可形成运算放大电路以放大所述电流瞬变。
59.所述瞬变处理电路203包括第二电阻r2和第二放大器u2，所述第二电阻r2的第一端和所述瞬变转换电路202连接，所述第二电阻r2的第二端接地，所述第二放大器u2的第一输入端和所述第二电阻r2的第一端连接，所述第二放大器u2的输出端和所述主控电路10连接。所述第二电阻r2用于给瞬变处理电路203提供可设置的输入阻抗，提高第一瞬变信号接
收的稳定性。优选地，所述第二放大器u2用于放大接收的第一瞬变信号为第二瞬变信号，使所述主控电路10可简单直接地获取对应于灯珠单元401颜色的瞬变状态。
60.进一步地，所述瞬变处理电路203还包括滤波电路2031，所述滤波电路2031串联设置于所述第二放大器u2和所述主控电路10之间，用于对所述第二瞬变信号进行滤波。所述滤波电路2031可以是rc低通滤波电路2031，也可以是lc滤波电路2031，也可以是其他无源或有源滤波电路2031，只要能实现对所述第二瞬变信号中的非有效瞬变信号进行滤波即可，此处不做限定。优选的，滤波电路2031选用rc低通滤波电路2031，电路简单，成本低。
61.在一实施例中，请参阅图2，所述瞬变采样电路20输出的所述瞬变信号为脉冲信号；所述主控电路10包括计数单元，所述计数单元用于对所述脉冲信号计数得到计数值，所述主控电路10具体用于基于所述计数值确定所述灯串40的灯珠单元401的数量。
62.具体地，所述主控电路10可用于通过发送灯光信号依次访问控制灯串40的各灯珠单元401，以使灯串40的各灯珠单元401从所述输出电路30端由近及远依次地产生颜色瞬变，或从所述输出电路30端由远及近依次使灯珠单元401产生一次或多次的颜色瞬变，所述每次的颜色瞬变通过所述瞬变采样电路20对应输出有每次的瞬变信号，所述瞬变采样电路20通过对瞬变信号的整形处理，具体的输出为脉冲信号，以便于主控电路10读取或检测，在另一实施例中，瞬变采样电路20可设置比较器将瞬变信号和一基准信号比较得到对应的脉冲信号。因设置的所述瞬变采样电路20，使得主控电路10无需对灯串40的灯珠单元401进行检测前的颜色初始化，也即灯串40的工作电流的初始化，而仅需通过计数单元直接方便地对该脉冲信号进行计数，根据计数值确定为灯串40的灯珠单元401的数量，或基于计数值和对应的灯珠单元401序号确定灯串40的灯珠单元401的数量。所述灯珠单元401检测电路不会因灯串40工作的电参数的纹波噪声、adc采样误差以及灯串40初始的颜色状态而影响获取灯珠单元401数量的准确度，同时简化了灯珠单元401数量的检测过程。
63.在一实施例中，所述主控电路10还与信号采样电路201连接，所述主控电路10还用于检测所述信号采样电路201输出的所述电参数信号以判断所述灯串40是否连接到所述输出电路30或通电工作状态。例如，当输出电路30连接有灯串40时，信号采样电路201将输出一定电压值的电参数信号，主控电路10可用于根据电参数信号的电压值的大小判断灯串40是否连接到所述输出电路30或工作状态，便于对灯珠单元401数量的检测。
64.本实用新型还提出一种灯光控制器，包括如上所述的灯珠单元检测电路。在一实施例中，灯光控制器还设置有电源电路，用于给所述的灯珠单元检测电路和灯串供电。
65.所述灯珠单元检测电路的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本实用新型的灯光控制器中使用了上述灯珠单元检测电路，因此，本实用新型的灯光控制器的实施例包括上述灯珠单元检测电路全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。
66.本实用新型还提出一种灯光模组，包括如上所述的灯光控制器及灯串，所述灯串与所述灯光控制器通信连接，所述灯串包括多个依次连接的灯珠单元。
67.需要说明的是，所述灯串可以是柔性的led灯带，也可以是硬质材料的led灯条，还可以是带状的灯串，在此不做限定。此外，灯串可以以无线通信的方式和灯光控制器通信连接，以适应不同场景的使用需求。
68.所述灯光模组的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于
在本实用新型的灯光模组中使用了上述灯光控制器，因此，本实用新型的灯光模组的实施例包括上述灯光控制器全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。
69.本实用新型还提出一种检测装置，包括如上所述的灯光控制器以及壳体，所述灯光控制器部分或者全部设置在所述壳体中。
70.所述检测装置的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本实用新型的检测装置中使用了上述灯光控制器，因此，本实用新型的检测装置的实施例包括上述灯光控制器全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。
71.以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。