一种呼吸灯的控制方法与流程

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种呼吸灯的控制方法。

背景技术：

近年来，随着生活水平的提高，用户对产品的要求不再仅仅止于功能，在美观、体验感上的需求也愈加强烈。呼吸灯，即是一种依据类似呼吸的频率，由暗到亮，由亮到暗的缓慢循环的动态灯光效果。现在很多智能终端、路由器、无人机、甚至玩具等设备已广泛普及呼吸灯。但是，现有技术中呼吸灯的模式、发光效果都比较单一，例如，持续发出单一光的呼吸灯或者颜色不断变化但灯光亮度不变的呼吸灯。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种能解决上述问题的一种呼吸灯的控制方法，以实现同时控制呼吸灯亮度和颜色变化。

本发明这样实现的，一种呼吸灯的控制方法，包括以下步骤：

（1）启动控制呼吸灯的开关，发出启动信号；

（2）所述微控制器接收到启动信号后，根据设定好的程序输出PWM信号，所述PWM信号控制呼吸灯的亮度逐渐由暗到亮，由亮到暗循环变化；

（3）所述微控制器在输出PWM信号的同时，该微控制器根据设定好的程序控制呼吸灯的颜色。

其中，每个PWM信号的占空比都逐步增加或者逐步减小。

其中，所述占空比的变化为线性变化。

其中，所述PWM信号的周期T=1ms，占空比分50级可调。

其中，所述呼吸灯的呼吸周期t=2s，呼、吸各持续1s。

其中，所述微控制器控制呼吸灯颜色的方法是微控制器根据设定好的程序分别控制主电路开关和颜色通道开关R、G、B闭合或断开，所述颜色通道开关R、G、B分别控制红、绿、蓝三种颜色通道，且该三种颜色通道并联后与呼吸灯连接。

其中，所述微控制器中已设定好的程序分别控制主电路开关和控制颜色通道开关R、G、B周期性的闭合或断开。

其中，所述呼吸灯每次颜色变化的时间间隔是呼吸灯呼吸周期的整数倍。

其中，所述微控制器中已设定好的程序分别控制主电路开关和颜色通道开关R、G、B固定的闭合或断开。

其中，还包括与所述微控制器配合使用的遥控器，所述遥控器可发出启动信号或关闭信号。

采用以上技术方案后，接收到启动信号后，微控制器既控制呼吸灯的颜色，又控制呼吸灯的亮度变化，实现同一呼吸灯既有非富多彩的色彩变化、又有光暗交替的类似呼吸般的亮度变化，给用户更强的体验感。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的一种呼吸灯的控制方法中呼吸灯在无人机上的位置示意图。

图2是本发明实施例一提供的一种呼吸灯的控制方法的流程图。

图3是本发明实施例二提供的一种呼吸灯的控制方法的流程图。

图4是本发明实施例三提供的一种呼吸灯的控制方法的流程图。

图5是本发明实施例四提供的一种呼吸灯的控制方法的流程图。

图6是本发明实施例五提供的一种呼吸灯的控制方法的流程图。

图7是本发明实施例六提供的一种呼吸灯的控制方法的流程图。

图8是本发明实施例所提供的一种呼吸灯的控制方法中的呼吸灯的控制电路图。

图9是本发明实施例所提供的PWM信号示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，本文所使用的术语“短按”以及类似的表述只是为了说明的目的，“短按”表示按遥控器上的呼吸灯按钮一次。

本实施例中的呼吸灯是由三个具有不同颜色（红、绿、蓝）发光二极管组成的LED灯，所述呼吸灯上设有微控制器，四个呼吸灯分别位于无人机的支架上，例如图1所示的位置，即四个呼吸灯分别位于支架外端端头上，无人机上设有控制呼吸灯开启或关闭的呼吸灯开关，图1是本发明实施例所提供的一种呼吸灯的控制方法中呼吸灯在无人机上的位置示意图。

实施例一。

图2是本发明实施例一提供的一种呼吸灯的控制方法的流程图。本实施例中是一种控制安装在无人机上的呼吸灯的亮度明暗交替变化的方法，无人机在飞行，特别是在夜间飞行时，安装在无人机上的呼吸灯的亮度形成类似呼人吸形成般的由暗变亮，由亮变暗的绚烂效果，具体包括如下步骤：

步骤210，启动控制呼吸灯的开关，发出启动信号。

步骤220，所述微控制器接收到启动信号后，根据设定好的程序输出PWM信号，所述PWM信号控制呼吸灯的亮度逐渐由暗到亮，由亮到暗循环变化。

其中，微控制器是将微型计算机的主要部分集成在一个芯片上的单芯片微型计算机，在本设施例中，微控制器可根据设定好的程序控制呼吸灯的颜色和亮度变化；PWM是利用微控制器的数字输出对模拟电路进行控制的一种的技术，控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形，按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。PWM信号就是这些等效的脉冲信号。

具体的，微控制器在接收到启动信号后，输出数字信号改变输出端的脉冲，使得输出端的等值电压为正弦波形或其他波形，从而使呼吸灯的电压及亮度呈相应波形变化。如图9为PWM信号示意图，图中，Vih表示高电平，Vil表示低电平，T1表示脉宽时间，即一个周期内高电平持续时间，T2表示一个周期内低电平持续时间，T表示PWM信号的周期，占空比a=T1/T。通过数字信息控制a、Vih、Vil值的变化，使输出端的电压平均值U也发生相应变化，从而实现对呼吸灯亮度的调节。

步骤230，所述微控制器在输出PWM信号的同时，该微控制器根据设定好的程序控制呼吸灯的颜色。

图8是本发明实施例所提供的一种呼吸灯的控制方法中的呼吸灯的控制电路图。微控制器（microcontroller）控制主电路开关S和颜色通道开关R、G、B的闭合和断开，颜色通道开关R、G、B分别控制红、绿、蓝三种颜色通道，三种颜色通道并联后与呼吸灯连接；主电路开关S控制整个控制电路的通断，VCC为电源电压，LED就是呼吸灯。

其中，三种颜色通道即是控制三种颜色的发光二极管的电路，三种颜色的发光二极管的颜色分别为红色、绿色、蓝色，且每种颜色通道都分别设有一个颜色通道开关，分别用R、G、B表示；三种颜色的发光二极管组合成LED灯，即呼吸灯。根据三原色原理可得：三种颜色的发光二极管不同的组合开启可以变换成不同颜色的呼吸灯，在本实施例中，具体如下：

当S断开时，呼吸灯灭；

当S、R闭合，G、B断开时，呼吸灯显示红色；

当S、G闭合，R、B断开时，呼吸灯显示绿色；

当S、B闭合、R、G断开时，呼吸灯显示蓝色；

当S、R、G闭合，B断开时，呼吸灯显示黄色；

当S、R、B闭合，G断开时，呼吸灯显示紫色；

当S、G、B闭合，R断开时，呼吸灯显示青色；

当S、R、G、B闭合时，呼吸灯显示白色。

所以，当微控制器接收到启动信号后，微控制器控制主电路开关S闭合；微控制器按照设定好的程序控制颜色通道开关R、G、B的变化，从而控制呼吸灯的颜色变化。

通过上述技术方案就可实现对呼吸灯的颜色和亮度的双重控制，得到色彩和亮度都不断变化的呼吸灯。

实施例二。

图3是本发明实施例二提供的一种呼吸灯的控制方法的流程图，具体包括如下步骤：

步骤310，短按遥控器上的呼吸灯按钮，发出启动信号。

步骤320，所述微控制器接收到启动信号后，根据设定好的程序输出PWM信号，所述PWM信号控制呼吸灯的亮度逐渐由暗到亮，由亮到暗循环变化。

步骤330，所述微控制器在输出PWM信号的同时，该微控制器根据设定好的程序控制呼吸灯的颜色。

步骤340，短按遥控器上的呼吸灯按钮发出关闭信号，微控制器控制呼吸灯熄灭。

本实施例还包括与所述微控制器配合使用的遥控器，所述遥控器上设有控制呼吸灯开启或关闭的呼吸灯按钮，通过控制呼吸灯按钮可控制遥控器发出启动信号或关闭信号，比如按呼吸灯按钮一次（即短按呼吸灯按钮），遥控器就会发出启动信号或关闭信号。具体的，当呼吸灯处于熄灭状态时，短按呼吸灯按钮，遥控器就会向微控制器发出一启动信号，微控制器接收到启动信号后，开启呼吸灯；当需要熄灭呼吸灯时，再次短按呼吸灯按钮，遥控器就会向微控制器发出一关闭信号，微控制器收到关闭信号后，控制主电路开关S断开，呼吸灯熄灭。遥控器的使用实现了对飞行状态下的无人机上的呼吸灯的远程控制，使呼吸灯的实用性更强。

值得说明的是控制呼吸灯开启或关闭的方法有两种，一种是直接控制无人机上的呼吸灯开关来控制呼吸灯的亮灭；一种是利用遥控器来控制呼吸灯的亮灭，其中控制呼吸灯按钮的方法很多，在本实施例中选择比较简单方便的“短按”的方式控制呼吸灯按钮。

实施例三。

图4是本发明实施例三提供的一种呼吸灯的控制方法的流程图，具体包括如下步骤：

步骤410，短按遥控器上的呼吸灯按钮，发出启动信号。

步骤420，微控制器接收到启动信号后，根据设定好的程序输出周期为1ms、占空比分50级可调且线性变化的PWM信号，控制呼吸灯的亮度在1s内逐渐由暗变亮，在下1s内逐渐由亮变暗的循环变化。

其中，对于一PWM信号，当输出脉冲的频率一定时，输出脉冲的占空比越大，相对应的输出有效电压越大。

事实上，人眼对于中等亮度的光刺激的视觉暂留时间至少为100ms（余晖效应）。所以为了不影响呼吸灯的使用，微控制器中的程序在设定时，应该使PWM波的周期T小于或等于100ms。具体的，通过对微控制器中的程序的设定，使输出的PWM信号满足：PWM波的周期T=1ms，占空比a（0≤a≤1）分50级可调（即每级差2.0%）。这样高电平每20us产生一个定时中断，每50次中断后进入下一个PWM波的周期。这样，脉冲的定时中断间隔20us并不能被肉眼察觉。

具体的，通过对微控制器中的程序的设定，使呼吸灯的呼吸周期t=2s，呼、吸各持续1s。通过数字信息控制的a、Vih、Vil值变化的过程中，输出端的电压平均值U也相应变化，U=VCC*T1/T=a*VCC。所以，在占空比a值线性增大时，LED渐亮，占空比a值线性减小时，LED渐暗，使LED的亮度变化类似人的呼吸。

步骤430，所述微控制器在输出PWM信号的同时，该微控制器根据设定好的程序控制呼吸灯的颜色。

步骤440，短按遥控器上的呼吸灯按钮发出关闭信号，微控制器控制主电路开关断开，呼吸灯熄灭。

本实施例中，通过对微控制器中程序的设定，使呼吸灯的亮度呈现由暗到亮，由亮到暗的周期性变化，即在上一秒呼吸灯的亮度由暗变亮，在下一秒呼吸灯的亮度由亮变暗，形成接近人呼吸频率的动态效果，给人以视觉上的享受。

实施例四。

图5是本发明实施例四提供的一种呼吸灯的控制方法的流程图，具体包括如下步骤：

步骤510，短按遥控器上的呼吸灯按钮，发出启动信号。

步骤520，微控制器接收到启动信号后，根据设定好的程序输出周期为1ms、占空比分50级可调且线性变化的PWM信号，控制呼吸灯的亮度在1s内逐渐由暗变亮，在下1s内逐渐由亮变暗的循环变化。

步骤530，所述微控制器在输出PWM信号的同时，该微控制器根据设定好的程序控制主电路开关S和颜色通道开关R、B、G固定的闭合或断开，从而控制呼吸灯的颜色。

具体的，当无人机的支架上某一呼吸灯的微控制器接收到启动信号后，微控制器控制主电路开关S闭合；微控制器按照设定好的程序控制颜色通道开关R、B 闭合，颜色通道开关G断开，控制呼吸灯的颜色变为紫色；同理，无人机的其他三个支架上的呼吸灯的颜色依次为黄色、青色、蓝色。

步骤540，短按遥控器上的呼吸灯按钮发出关闭信号，微控制器控制主电路开关断开，呼吸灯熄灭。

通过对微控制器中程序的设定控制控制电路中主电路开关S和颜色通道开关R、G、B固定的闭合或断开，从而控制呼吸灯的颜色。在本实施例中，某一支架上的呼吸灯的颜色为紫色，所以微控制器控制主电路开关S闭合；微控制器按照设定好的程序控制颜色通道开关R、B 闭合，颜色通道开关G断开；相应的，通过控制相应的电路变化，其他三个支架上依次可以得到黄色、青色、蓝色的呼吸灯。值得说明的是，通过对开关通断的控制可以得到对各种颜色的呼吸灯，配以亮度周期性光暗变化，可得到不断闪烁的各种颜色的呼吸灯。

实施例五。

图6是本发明实施例五提供的一种呼吸灯的控制方法的流程图，具体包括：

步骤610，短按遥控器上的呼吸灯按钮，发出启动信号。

步骤620，微控制器接收到启动信号后，根据设定好的程序输出周期为1ms、占空比分50级可调且线性变化的PWM信号，控制呼吸灯的亮度在1s内逐渐由暗变亮，在下1s内逐渐由亮变暗的循环变化。

步骤630，所述微控制器在输出PWM信号的同时，该微控制器根据设定好的程序控制主电路开关S和颜色通道开关R、B、G周期性的闭合或断开，从而控制呼吸灯的颜色周期性变化。

具体的，所述微控制器接收到启动信号后，该所述微控制器一边输出PWM信号，一边根据微控制器内设定好的程序控制主电路开关S和颜色通道开关R、B、G周期性的闭合或断开：主电路开关S闭合，t1时间内R闭合，G、B断开；

接下来t2时间内G闭合，R、B断开；接下来t3时间内B闭合、R、G断开；接下来t4时间内R、G闭合，B断开；接下来t5时间内R、B闭合，G断开；接下来t6时间内G、B闭合，R断开；接下来t7时间内R、G、B闭合；接下来从头重复循环，从而控制呼吸灯的颜色在相应的时间内依次变为红色、绿色、蓝色、黄色、紫色、青色、白色周期性循环。

值得说明的是，呼吸灯的颜色变化顺序不是固定的，呼吸灯颜色变化的种类也非是固定的，例如，呼吸灯的颜色可以是这样变化的：在0~2s内呼吸灯的颜色为紫色；在2~3s内呼吸灯的颜色为绿色；在3~6s内呼吸灯的颜色为红色；在6~8s内呼吸灯颜色为紫色…在接下来的时间内呼吸灯的颜色按照紫变绿、绿变红、红变紫依次周期性循环变化，只需要在微控制器内设定好程序控制主电路开关S和颜色通道开关R、B、G作相应的周期性变化即可。

步骤640，短按遥控器上的呼吸灯按钮发出关闭信号，微控制器控制主电路开关断开，呼吸灯熄灭。

在本实施例中，微控制器接收到启动信号后，一边输出PWM信号，一边根据设定好的程序控制主电路开关S和颜色通道开关R、B、G周期性的闭合或断开，使呼吸灯的亮度在明暗循环变化的同时，呼吸灯的颜色也做周期性变化，呼吸灯看上去更加绚烂多彩。

实施例六。

图7是本发明实施例六提供的一种呼吸灯的控制方法的流程图，具体内容如下：

步骤710，短按遥控器上的呼吸灯按钮，发出启动信号。

步骤720，微控制器接收到启动信号后，根据设定好的程序输出周期为1ms、占空比分50级可调且线性变化的PWM信号，控制呼吸灯的亮度在1s内逐渐由暗变亮，在下1s内逐渐由亮变暗的循环变化。

步骤730，所述微控制器在输出PWM信号的同时，该微控制器根据设定好的程序控制主电路开关S和颜色通道开关R、B、G周期性的闭合或断开，从而控制呼吸灯的颜色变化的时间间隔是呼吸周期的整数倍。

具体的，所述微控制器接收到启动信号后，该所述微控制器一边输出PWM信号，一边根据设定好的程序控制主电路开关S和颜色通道开关R、B、G周期性的闭合或断开：主电路开关S闭合，t1时间内R闭合，G、B断开；

接下来t2时间内G闭合，R、B断开；接下来t3时间内B闭合、R、G断开；接下来t4时间内R、G闭合，B断开；接下来t5时间内R、B闭合，G断开；接下来t6时间内G、B闭合，R断开；接下来t7时间内R、G、B闭合；接下来从头重复循环，从而控制呼吸灯的颜色在相应的时间内依次变为红色、绿色、蓝色、黄色、紫色、青色、白色周期性循环。其中，t1=t2=t3=t4=t5=t6=t7=t′，即每次呼吸灯颜色变化的时间间隔t′相等。而且t′=nt，n为整数，即呼吸灯的颜色变化的时间间隔是呼吸周期的整数倍，在本实施例中，t′=t=2s。所以，每隔2s呼吸灯完成一次“呼吸”过程，同时完成一次颜色转变。

步骤740，短按遥控器上的呼吸灯按钮发出关闭信号，微控制器控制主电路开关断开，呼吸灯熄灭。

采用上述技术方案后，呼吸灯的亮度在光暗交替变化的同时呼吸灯的颜色也随之变化，且呼吸灯每完成一个或几个“呼吸”过程，呼吸灯的颜色改变一次，这样，呼吸灯的变化更清晰、明朗，观赏感更强。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明保护的范围之内。