一种led灯具触摸控制装置的制作方法

文档序号:8177480
专利名称:一种led灯具触摸控制装置的制作方法
技术领域
本实用新型涉及灯光控制领域,更具体地说,涉及一种LED灯具触摸控制装置。
背景技术
LED控制器(LED controller)就是通过芯片处理控制LED灯电路中的各个位置的开关。控制器根据预先设定好的程序再控制驱动电路使LED阵列有规律地发光,从而显示出文字或图形。LED控制器系列是一款专用于LED灯饰的RGB三色智能调光控制器,采用先进电脑控制芯片和目前最先进的PWM (脉宽调制)数字化亮度调节技术;可以用IR (红夕卜)/RF (射频)遥控来远距调光;可满足商业或家庭照明不同时段与不同环境的光线需要,延长LED寿命,节能;具有接线方便,使用简单等优点,据客户实际需求可实现跳变、渐变等灯光变化效果。目前,LED灯具控制器已成为现代灯光效果重要设备之一,传统的触摸控制器大部分功能比较多,同时体积也比较大、成本较高、不够精致美观。

实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述体积较大、成本较高的缺陷,提供一种体积较小、成本较低的LED灯具触摸控制装置。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种LED灯具触摸控制装置,包括金属外壳、比较放大单元、控制单元、输出接口单元和用于向所述比较放大单元和控制单元供电的电源单元;所述比较放大单元的一输入端与所述金属外壳连接、将所述金属外壳被触摸时的触摸电压与所述比较放大单元另一输入端的基准电压进行比较放大;所述控制单元与所述比较放大单元的一输出端连接、用于接收所述比较放大单元的输出信号并输出控制信号;所述输出接口单元的输入端与控制单元的设定输出端连接,用于接收所述控制信号并控制所述LED灯具的状态。在本实用新型所述的LED灯具触摸控制装置中,所述比较放大单元包括偏置电路和电压比较电路;所述偏置电路包括串接的第三电阻和第四电阻,所述第三电阻和第四电阻的连接端与所述电压比较电路的一输入端连接,所述第三电阻的另一端与所述电源单元的输出端连接,所述第四电阻的另一端接地。在本实用新型所述的LED灯具触摸控制装置中,所述电压比较电路包括电压比较器和输入端电路;所述第三电阻和第四电阻的连接端与所述电压比较器的反相输入端连接、并将分压后第四电阻两端的电压作为基准电压输入到所述反相输入端;所述输入端电路包括并接的第四电容和第五电阻,所述第四电容和第五电阻的一连接端接地、另一连接端与所述电压比较器的同相输入端连接,所述第四电容和第五电阻的另一连接端还与所述金属外壳连接,当所述金属外壳被触摸时,其产生的触摸电压输入到所述同相输入端。在本实用新型所述的LED灯具触摸控制装置中,所述电压比较电路还包括输出端电路;所述输出端电路包括第三二极管以及并接的第九电阻和第九电容;所述第九电阻和第九电容的一连接端与所述第三二极管的阴极连接、其另一连接端接地;所述第三二极管的阳极与所述电压比较器的一输出端连接。在本实用新型所述的LED灯具触摸控制装置中,所述第九电阻和第九电容的一连接端还与所述控制单元的一输入端连接,所述控制单元的设定输出端包括设定个数控制端,所述设定个数控制端依据所述控制单元的一输入端电平的不同状态分别输出不同的控制信号。在本实用新型所述的LED灯具触摸控制装置中,所述设定个数控制端为3个控制端,所述3个控制端分别为第一控制端、第二控制端和第三控制端。在本实用新型所述的LED灯具触摸控制装置中,所述输出接口单元包括第一输出电路、第二输出电路和第三输出电路;所述第一输出电路包括第六电阻和第一 MOS管,所述第六电阻一端与所述第一 MOS管的栅极连接,所述第一 MOS管的漏极与所述LED灯具连接;所述第二输出电路包括第七电阻和第二 MOS管,所述第七电阻的一端与所述第二 MOS管的栅极连接,所述第二 MOS管的漏极与所述LED灯具连接;所述第三输出电路包括第八电阻和第三MOS管,所述第八电阻的一端与所述第三MOS管的栅极连接,所述第三MOS管的漏极与所述LED灯具连接;所述第一 MOS管的源极、第二 MOS管的源极和第三MOS管的源极连接并接地。在本实用新型所述的LED灯具触摸控制装置中,所述第六电阻的另一端、第七电阻的另一端和第八电阻的另一端分别与所述第一控制端、第二控制端和第三控制端连接。在本实用新型所述的LED灯具触摸控制装置中,所述电源单元包括稳压电路和滤波电路;所述稳压电路包括第一二极管、第一电阻、第二电阻、第一电容和稳压二极管,所述第一电阻和第二电阻并接且其并接的两端分别与所述第一二极管的阴极和稳压二极管的阴极连接,所述第一二极管的阴极还与所述第一电容的一端连接,所述第一电容的另一端和所述稳压二极管的阳极接地,所述第一二极管的阳极与第一直流电源连接;所述滤波电路包括并接的第二电容和第三电容,所述第二电容和第三电容并接的一端与所述稳压二极管的阴极连接,其另一连接端接地,所述第二电容和第三电容并接的一端还与第二电源连接。在本实用新型所述的LED灯具触摸控制装置中,所述第一电源为直流12V或24V,所述第二电源为直流5V,所述稳压二极管为5.1V稳压二极管。实施本实用新型的LED灯具触摸控制装置,具有以下有益效果:由于将金属外壳接入比较放大单元后,当人体触摸金属外壳时,人体的生物静电引起细微电流变化,细微电流变化所产生的变化的触摸电压与给定的基准电压进行比较放大,比较放大单元将比较放大后的结果输出到控制单元的一输入端,控制单元根据上述一输入端电平变换持续时间的长短,做出开关或切换模式的响应,由于运用静电触摸技术且电路结构简单,节省了材料,所以其体积较小、成本较低。

图1是本实用新型LED灯具触摸控制装置的结构示意图;图2是所述实施例中电源单元的结构示意图;图3是所述实施例中比较放大单元的结构示意图;图4是所述实施例中控制单元的结构示意图;[0019]图5是所述实施例中输出接口单元的结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域的普通技术人员能够理解并实施本实用新型,下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步说明。本实施例中,LED灯具触摸控制装置的结构示意图如图1所示。图1中,该控制装置包括金属外壳(图中未示出)、比较放大单元1、控制单元2、输出接口单元3和电源单元4,其中电源单元4用于向比较放大单元I和控制单元2供电;比较放大单元I的一输入端与金属外壳连接、将金属外壳被触摸时的触摸电压与比较放大单元I另一输入端的基准电压进行比较放大;控制单元2与比较放大单元I的一输出端连接,用于接收比较放大单元I的输出信号并输出控制信号;输出接口单元3的输入端与控制单元2的设定输出端连接,用于接收控制信号并控制LED灯具的状态。本实施例中,金属外壳为不锈钢外壳,外壳做的迷你且精致,简约而不简单,当然,在本实施例的一些情况下,金属外壳也可以采用其他金属材料。图2是本实施例中电源单元的结构示意图。图2中,电源单元4包括稳压电路和滤波电路;其中,稳压电路包括第一二极管Dl、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容Cl和稳压二极管D2,第一电阻Rl和第二电阻R2并接且并接的两端分别与第一二极管Dl的阴极和稳压二极管D2的阴极连接,即第一电阻Rl和第二电阻R2连接的一端与第一二极管Dl的阴极连接,第一电阻Rl和第二电阻R2连接的另一端与稳压二极管D2的阴极连接,第一二极管Dl的阴极还与第一电容Cl的一端连接,第一电容Cl的另一端和稳压二极管D2的阳极接地,第一二极管Dl的阳极与第一直流电源VCC连接;上述滤波电路包括第二电容C2和第三电容C3,第二电容C2和第三电容C3并接,第二电容C2和第三电容C3并接的一端与稳压二极管D2的阴极连接,其另一连接端接地,第二电容C2和第三电容C3并接的一端还与第二电源连接。本实施例中,第一电源VCC为直流12V或24V,第二电源为直流5V,稳压二极管D2为5.1V稳压二极管。稳压电路将直流12V或24V降压到5.1V,经过滤波后得到5V直流电源,5V直流电源向比较放大单元I和控制单元2供电。图3是本实施例中比较放大单元的结构示意图。图3中,比较放大单元I包括偏置电路和电压比较电路;其中,偏置电路包括第三电阻R3和第四电阻R4,第三电阻R3和第四电阻R4串接,且第三电阻R3和第四电阻R4的连接端与电压比较电路的一输入端连接,第三电阻R3的另一端与电源单元4的输出端连接,即第三电阻R3的另一端与5V直流电源连接,第四电阻R4的另一端接地,5V直流电源用于为偏置电路供电。电压比较电路包括电压比较器Ul和输入端电路;第三电阻R3和第四电阻R4的连接端与电压比较器Ul的反相输入端连接、并将分压后第四电阻两端的电压作为基准电压输入到电压比较器Ul的反相输入端;也就是说,第三电阻R3和第四电阻R4为分压电阻,将5V直流电源进行分压,并将第四电阻R4两端的电压作为基准电压输入到电压比较器Ul的反相输入端。输入端电路包括第四电容C4和第五电阻R5,第四电容C4和第五电阻R5并接,且第四电容C4和第五电阻R5的一连接端接地、第四电容C4和第五电阻R5的另一连接端KEY与电压比较器Ul的同相输入端连接,第四电容C4和第五电阻R5的另一连接端还与金属外壳连接,图中当金属外壳被触摸时,其产生的触摸电压输入到电压比较器Ul的同相输入端。当然,在另外一些情况下,也可将基准电压输入到电压比较器Ui的同相输入端,将触摸电压输入到电压比较器Ul的反相输入端,当然,这时具体的电路连接关系相应发生变化。电压比较电路还包括输出端电路;输出端电路包括第三二极管D3、第九电阻R9和第九电容C9,其中,第九电阻R9和第九电容C9并接,第九电阻R9和第九电容C9的一连接端T_KEY与第三二极管D3的阴极连接,第九电阻R9和第九电容C9的另一连接端接地;第三二极管D3的阳极与电压比较器Ul的一输出端连接。本实施例中,电压比较器Ul采用集成运放LM358,其第8引脚接5V直流电源。当然,在一些情况下,电压比较器Ul也可以采用其他具有类似功能的集成运放。当人体(手指)触摸金属外壳时,会引起电流的细微变化,电流的细微变化会引起触摸电压的变化,电压比较器Ul将触摸电压和基准电压做比较放大运算后将运算结果输出。将本实施例中,触摸电压大于基准电压,电压比较器Ul输出高电平;当人体未触摸金属外壳时,加在电压比较器Ul的同相输入端的触摸电压为O,也就是这时的触摸电压小于基准电压,电压比较器Ul输出低电平。图4是本实施例中控制单元的结构示意图,图4中,第九电阻R9和第九电容C9的一连接端T_KEY还与控制单元2的一输入端连接,控制单元2的设定输出端包括设定个数控制端,设定个数控制端依据控制单元2的一输入端电平的不同状态分别输出不同的控制信号。本实施例中,控制单元2采用基于8051的高效1-T结构的单芯片微处理器一MA86X104,第九电阻R9和第九电容C9的一连接端T_KEY与控制单元的第4引脚连接,控制单元2的设定个数控制端为3个控制端,该3个控制端分别为第一控制端、第二控制端和第三控制端,本实施例中,控制单元2的第7引脚、第6引脚和第5引脚分别为第一控制端、第二控制端和第三控制端。当然,在一些情况下,控制单元也可以采用具有类似功能的芯片。图5是本实施例中输出接口单元的结构示意图,图5中,输出接口单元3包括第一输出电路、第二输出电路和第三输出电路;其中,第一输出电路包括第六电阻R6和第一 MOS管Q1,第六电阻R6 —端与第一 MOS管Ql的栅极连接,第一 MOS管Ql的漏极与LED灯具连接;第二输出电路包括第七电阻R7和第二 MOS管Ql,第七电阻R7的一端与第二 MOS管Q2的栅极连接,第二 MOS管Q2的漏极与LED灯具连接;第三输出电路包括第八电阻R8和第三MOS管Q3,第八电阻R8的一端与第三MOS管Q3的栅极连接,第三MOS管Q3的漏极与LED灯具连接;第一 MOS管Ql的源极、第二 MOS管Ql的源极和第三MOS管Q3的源极连接并接地。第六电阻R6的另一端、第七电阻R7的另一端和第八电阻R8的另一端分别与第一控制端、第二控制端和第三控制端连接,也即分别与控制单元2的第7引脚、第6引脚和第5引脚连接。本实施例中,第一 MOS管Ql、第二 MOS管Q2和第三MOS管Q3都为N沟道MOS管。本实施例中,LED灯具为RGB灯具,控制单元2输出的控制信号为RGB控制信号,这个RGB控制信号为频率500Hz的PWM信号,用以调节RGB三基色的占空比,控制单元2的第7引脚、第6引脚和第5引脚分别输出R、G和B的控制信息。接线时,将第一 MOS管Ql、第二 MOS管Q2和第三MOS管Q3的漏极分别接到LED灯具相应R接线、G接线和B接线上。当然,控制单元2的第7引脚、第6引脚和第5引脚分别输出哪一种颜色的控制信息,根据具体情况可进行设置。本实施例中,当人体触摸金属外壳时,触摸电压大于基准电压,控制单元2第4引脚端口为高电平,当触摸时间在0.1秒-1秒时,输出接口单元3中的第一 MOS管Q1、第二MOS管和第三MOS管Q3处在开关状态,这时LED灯具在亮与灭之间切换,当MOS管处在开的状态时,RGB占空比固定不变,LED灯具亮且颜色固定不变,当MOS管处在关的状态时,RGB占空比为0,LED灯具灭。当触摸时间大于I秒时,控制单元2的3个控制端输出PWM信号调节RGB的占空比,RGB的占空比一直在变化,这时LED灯具的颜色处在渐变状态。当人体离开金属外壳时,RGB占空比不再变化,这时LED灯具的颜色不再发生变化,如果人体再触摸一次金属外壳,则LED灯具灭。当然,上述I秒根据具体需要可进行调节。总之,在本实施例中,将不锈钢外壳接入电路,当人体触摸不锈钢外壳时,人体的生物静电产生的电压与基准电压(电压值固定)经由电压比较器Ul比较后,将输出的高电平或低电平送入控制单元2,控制单元2通过判断端口电平变化持续时间的长短,做出开关或切换模式的响应。控制单元2通过发送RGB控制信号控制MOS管的开关状态,调整RGB占空比,达到调节灯具亮度和颜色的目的。此外,触摸不锈钢外壳一次LED灯具亮,再触摸一次LED灯具灭;LED灯具亮且触摸时间超过I秒时,LED灯具颜色在单色静态和RGB渐变两种模式间切换。用较小体积和精致外观的LED灯具触摸控制装置可控制大多数常规低压RGB的LED产品。以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求1.一种LED灯具触摸控制装置,其特征在于,包括金属外壳、比较放大单元、控制单元、输出接口单元和用于向所述比较放大单元和控制单元供电的电源单元;所述比较放大单元的一输入端与所述金属外壳连接、将所述金属外壳被触摸时的触摸电压与所述比较放大单元另一输入端的基准电压进行比较放大;所述控制单元与所述比较放大单元的一输出端连接、用于接收所述比较放大单元的输出信号并输出控制信号;所述输出接口单元的输入端与控制单元的设定输出端连接,用于接收所述控制信号并控制所述LED灯具的状态。
2.根据权利要求1所述的LED灯具触摸控制装置,其特征在于,所述比较放大单元包括偏置电路和电压比较电路;所述偏置电路包括串接的第三电阻和第四电阻,所述第三电阻和第四电阻的连接端与所述电压比较电路的一输入端连接,所述第三电阻的另一端与所述电源单元的输出端连接,所述第四电阻的另一端接地。
3.根据权利要求2所述的LED灯具触摸控制装置,其特征在于,所述电压比较电路包括电压比较器和输入端电路;所述第三电阻和第四电阻的连接端与所述电压比较器的反相输入端连接、并将分压后第四电阻两端的电压作为基准电压输入到所述反相输入端;所述输入端电路包括并接的第四电容和第五电阻,所述第四电容和第五电阻的一连接端接地、另一连接端与所述电压比较器的同相输入端连接,所述第四电容和第五电阻的另一连接端还与所述金属外壳连接,当所述金属外壳被触摸时,其产生的触摸电压输入到所述同相输入端。
4.根据权利要求3所述的LED灯具触摸控制装置,其特征在于,所述电压比较电路还包括输出端电路;所述输出端电路包括第三二极管以及并接的第九电阻和第九电容;所述第九电阻和第九电容的一连接端与所述第三二极管的阴极连接、其另一连接端接地;所述第三二极管的阳极与所述电压比较器的一输出端连接。
5.根据权利要求4所述的LED灯具触摸控制装置,其特征在于,所述第九电阻和第九电容的一连接端还与所述控制单元的一输入端连接,所述控制单元的设定输出端包括设定个数控制端,所述设定个数控制端依据所述控制单元的一输入端电平的不同状态分别输出不同的控制信号。
6.根据权利要求5所述的LED灯具触摸控制装置,其特征在于,所述设定个数控制端为3个控制端,所述3个控制端分别为第一控制端、第二控制端和第三控制端。
7.根据权利要求6所述的LED灯具触摸控制装置,其特征在于,所述输出接口单元包括第一输出电路、第二输出电路和第三输出电路;所述第一输出电路包括第六电阻和第一MOS管,所述第六电阻一端与所述第一 MOS管的栅极连接,所述第一 MOS管的漏极与所述LED灯具连接;所述第二输出电路包括第七电阻和第二 MOS管,所述第七电阻的一端与所述第二 MOS管的栅极连接,所述第二 MOS管的漏极与所述LED灯具连接;所述第三输出电路包括第八电阻和第三MOS管,所述第八电阻的一端与所述第三MOS管的栅极连接,所述第三MOS管的漏极与所述LED灯具连接;所述第一 MOS管的源极、第二 MOS管的源极和第三MOS管的源极连接并接地。
8.根据权利要求7所述的LED灯具触摸控制装置,其特征在于,所述第六电阻的另一端、第七电阻的另一端和第八电阻的另一端分别与所述第一控制端、第二控制端和第三控制端连接。
9.根据权利要求8所述的LED灯具触摸控制装置,其特征在于,所述电源单元包括稳压电路和滤波电路;所述稳压电路包括第一二极管、第一电阻、第二电阻、第一电容和稳压二极管,所述第一电阻和第二电阻并接且其并接的两端分别与所述第一二极管的阴极和稳压二极管的阴极连接,所述第一二极管的阴极还与所述第一电容的一端连接,所述第一电容的另一端和所述稳压二极管的阳极接地,所述第一二极管的阳极与第一直流电源连接;所述滤波电路包括并接的第二电容和第三电容,所述第二电容和第三电容并接的一端与所述稳压二极管的阴极连接,其另一连接端接地,所述第二电容和第三电容并接的一端还与第二电源连接。
10.根据权利要求9所述的LED灯具触摸控制装置,其特征在于,所述第一电源为直流12V或24V,所述第二电源 为直流5V,所述稳压二极管为5.1V稳压二极管。
专利摘要本实用新型涉及一种LED灯具触摸控制装置,包括金属外壳、比较放大单元、控制单元、输出接口单元和用于向所述比较放大单元和控制单元供电的电源单元;所述比较放大单元的一输入端与所述金属外壳连接、将所述金属外壳被触摸时的触摸电压与所述比较放大单元另一输入端的基准电压进行比较放大;所述控制单元与所述比较放大单元的一输出端连接、用于接收所述比较放大单元的输出信号并输出控制信号;所述输出接口单元的输入端与控制单元的设定输出端连接,用于接收所述控制信号并控制所述LED灯具的状态。实施本实用新型的LED灯具触摸控制装置,具有以下有益效果体积较小、成本较低。
文档编号H05B37/02GK202979388SQ201220628409
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日
发明者伍铁军 申请人:深圳市思坎普科技有限公司
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