一种LED灯远程调光电路及调光方法与流程

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种led灯远程调光电路及调光方法。

背景技术：

目前市面上led调光方式主要有三种：1、分组调控：将多颗led灯珠分组，用简单的分组器调控；2、模拟信号0-10v调控：把模拟信号转换成数字信号，根据0-10v电压幅度来调整电流大小；3、波宽调控（pwm）：将电源方波数位化，采用控制方波的占空比来控制电流大小；上述第1种为早期节能控制方式，控制方式简单，施工布线麻烦，成本高，已被淘汰；第2、3两种方法可以采用可调电阻旋钮做无级控制，现大面积在使用，然而可调电阻本身并不是一个很可靠的元器件，往往因为灰尘进入、生产工艺不良或长时间使用以后出现瞬间跳空的故障，导致光源闪动，同时采用电阻调光只能单个手动现场控制不能实现远程控制和自动调光。

技术实现要素：

本发明提供一种led灯远程调光电路及调光方法，旨在解决采用数字命令实现远程调光，解决已有调光技术的闪频问题和不能集中远程调控的问题，提高工作效率，减少排放，实现节能管理。

本发明提供一种led灯远程调光电路，包括调光命令控制终端、调光模块、led灯电源，所述调光模块包括mcu单元、pwm输出单元、通讯接收单元、工作电源，其中所述调光命令控制终端，用于发送调光控制指令给到通讯接收单元；所述通讯接收单元，用于接收调光命令控制终端发送的，或经转换后发送的调光控制指令，并将调光控制指令传输给mcu单元；所述mcu单元，用于分析处理通讯接收单元传输来的调光控制指令，并转换后输出pwm调控信号；所述pwm输出单元，用于接收mcu单元的pwm调控信号，并输出调光占空比信号给led灯电源，控制led灯电源的电流输出；所述led灯电源连接led灯并向其输出电流，所述led灯电源设有pwm输入控制接口；所述工作电源给mcu单元、通讯接收单元和pwm输出单元提供工作电压和电流。

作为本发明的进一步改进，所述通讯接收单元为rs485通讯器、或tcp/ip转rs485通讯器、或无线lora转rs485通讯器。

作为本发明的进一步改进，所述通讯接收单元包括mcu单元的芯片u1、rs485芯片u2、调光命令控制终端通讯接入端口的接线座j1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电容c2，所述电阻r5一端与rs485芯片u2的6脚相接，其另一端接dc5v电源，所述电阻r3一端与rs485芯片u2的6脚相接，其另一端与接线座j1的p3脚相接，所述电阻r2一端与接线座j1的p4脚相接，其另一端与rs485芯片u2的7脚相接，所述电阻r4一端与rs485芯片u2的7脚相接，其另一端与电源gnd相接，所述电阻r6一端与rs485芯片u2的6脚相接，其另一端与rs485芯片u2的7脚相接，所述rs485芯片u2的8脚外接dc5v电源，所述电容c2一端与rs485芯片u2的8脚相接，其另一端与电源gnd相接，所述rs485芯片u2的2脚、3脚并联后与芯片u1的1脚相接，所述rs485芯片u2的1脚并联后与芯片u1的3脚相接，所述rs485芯片u2的4脚并联后与芯片u1的2脚相接，所述芯片u1的9脚外接工作电源，所述芯片u1的7脚接地。

作为本发明的进一步改进，所述rs485芯片u2的型号为sp485ren。

作为本发明的进一步改进，所述pwm输出单元包括mcu单元的芯片u1、pwm输出接口、三极管q1、电阻jp1、电阻jp2、电阻r9、电阻r10，所述电阻r10的一端接dc5v电源，其另一端分别与电阻jp1、三极管q1的集电极相接，所述电阻jp1的另一端与电阻jp2和pwm输出接口的端子1相接，所述pwm输出接口的端子2接地，所述电阻jp2的另一端与电阻r9和芯片u1的第20脚相接，所述电阻r9的另一端与三极管q1的基极相连，所述三极管q1的发射极接地。

作为本发明的进一步改进，所述调光模块包括手动调节开关，用于手动调节pwm输出信号的占空比，所述手动调节开关与mcu单元连接。

作为本发明的进一步改进，该电路还包括电阻r11、电阻r12、mcu单元的芯片u1、手动调节开关的按钮s1、按钮s2，电阻r11和电阻r12的一端并联连接5v电源，电阻r11的另一端分别连接按钮s1、芯片u1的19脚，按钮s1的另一端接地，电阻r12的另一端分别连接按钮s2、芯片u1的14脚，按钮s2的另一端接地。

作为本发明的进一步改进，所述调光命令控制终端为计算机，或具备发送调光命令的控制器、光照度传感器、人体感应器。

本发明还提供一种led灯远程调光方法，包括以下步骤：

s1.调光命令控制终端输入调控控制指令，并通过rs485通讯器、或tcp/ip转rs485通讯器、或无线lora转rs485通讯器将指令进行数据传输；

s2.通讯接收单元接收发送过来的数字信号指令，并传输给mcu单元；

s3.mcu单元对调光控制指令进行数据分析，判别调光控制指令的有效性和可执行性，并把数字信号指令转变为pwm调光控制信号，通过pwm输出单元输送给led灯电源；

s4.led灯电源接收调光模块发送过来的pwm信号控制输出电流的大小，从而控制led灯的亮度。

作为本发明的进一步改进，所述步骤s3还包括s31.手动调节开关通过按键调节mcu单元中pwm调光控制信号占空比的增加或减少，并将调节后的pwm调光控制信号通过pwm输出单元输送给led灯电源。

本发明的有益效果是：本发明克服了现有电阻调光的使用寿命短，容易跳空和闪频等问题，解决了远距离控制和集中控制等问题，同时实现了弱电控制强电，使用更安全放心。由于可远程调光可开关控制，更容易实现自动控制和管理，降低排放，减少了能源消耗，达到了环保节能的目的，带来了更好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明一种led灯远程调光电路的结构示意图；

图2是本发明中调光模块的方框结构图；

图3是本发明中通讯接收单元的电路图；

图4是本发明中pwm输出单元的电路图。

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。

所以本发明构造一种能接收远程调光指令的电路，对调光命令控制终端发送过来的指令进行接收、分析和输出，进而对led灯电源的电流大小进行输出控制。

要解决上述的远程控制问题，必须构建远程控制电路，用来识别控制终端发送过来的指令，判断控制终端指令的合法性和有效性。

实施例一：

如图1和图2所示，本发明的一种led灯远程调光电路，包括调光命令控制终端、调光模块、led灯电源，调光模块包括mcu单元、pwm输出单元、通讯接收单元、工作电源，其中调光命令控制终端，用于发送调光控制指令给到通讯接收单元；通讯接收单元，用于接收调光命令控制终端发送的，或经转换后发送的调光控制指令，并将调光控制指令传输给mcu单元；mcu单元，用于分析处理通讯接收单元传输来的调光控制指令，并转换后输出pwm调控信号；pwm输出单元，用于接收mcu单元的pwm调控信号，并输出调光占空比信号给led灯电源，控制led灯电源的电流输出；led灯电源连接led灯并向其输出电流，led灯电源设有pwm输入控制接口；工作电源给mcu单元、通讯接收单元和pwm输出单元提供工作电压和电流。

调光命令控制终端可以是计算机也可以是具备发送调光命令的控制器、光照度传感器、人体感应器等设备。

led灯电源需要具备pwm信号接口，用来接收调光模块发送过来的pwm信号控制输出电流的大小从而控制led灯的亮度；4、led灯的功率应该与led灯电源匹配。

调光模块接收调光命令控制终端通过以太网、rs485总线、lora无线等通讯方式发送过来的调光指令进行数据分析，判别指令的有效性和可执行性，并把数字信号转变为pwm调光控制信号输送给led可调光电源，实现led灯的亮度控制和开关控制。

本发明主要是采用了数字电路接收数字命令并转换为可控的波宽控制信号实现led灯电源的输出电流控制，调光模块中设计的各单元的具体作用为：

通讯接收单元为rs485通讯器、或tcp/ip转rs485通讯器、或无线lora转rs485通讯器。通讯接收单元用来接收控制终端设备通过rs485通讯器或tcp/ip转rs485转换器或无线lora转rs485转换器发送过来的控制指令，并传输给mcu单元进行分析处理。

mcu单元为调光控制模块的核心，用来分析处理通讯接收单元传输过来的控制终端指令，并输出pwm调控信号。

实施例二：

在实施一的基础上，通讯接收单元是调光模块与调光命令控制终端通讯的主要接口，用来接收来自调光命令控制终端的所有控制指令。

如图3所示，通讯接收单元包括mcu单元的芯片u1、rs485芯片u2、调光命令控制终端通讯接入端口的接线座j1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电容c2，电阻r5一端与rs485芯片u2的6脚相接，其另一端接dc5v电源，电阻r3一端与rs485芯片u2的6脚相接，其另一端与接线座j1的p3脚相接，电阻r2一端与接线座j1的p4脚相接，其另一端与rs485芯片u2的7脚相接，电阻r4一端与rs485芯片u2的7脚相接，其另一端与电源gnd相接，电阻r6一端与rs485芯片u2的6脚相接，其另一端与rs485芯片u2的7脚相接；以上电阻通过串并联方式组成分压电路为rs485芯片u2通讯提供压差，保证通讯的稳定性和可靠性。

rs485芯片u2的8脚外接dc5v电源，电容c2一端与rs485芯片u2的8脚相接，其另一端与电源gnd相接；rs485芯片u2的8脚外接工作电源dc5v正为rs485芯片u2提供工作电压，在8脚和电源gnd之间并联电容c2实现高频滤波提高芯片的工作稳定性。

rs485芯片u2的2脚、3脚并联后与芯片u1的1脚相接实现通讯使能控制，rs485芯片u2的1脚并联后与芯片u1的3脚相接实现数据接收，rs485芯片u2的4脚并联后与芯片u1的2脚相接实现数据发送，芯片u1的9脚vdd外接5v为mcu单元提供的工作电源，芯片u1的7脚gnd为mcu单元的接地脚。

其中，rs485芯片u2的型号为sp485ren，mcu单元的芯片u1的型号为n76e003at20。

实施例三：

在实施例一的基础上，pwm输出单元是核心处理器mcu单元接收到调光命令控制终端发送过来的调光指令后的输出的调光占空比，用来控制led灯电源的电流输出，从而改变led灯的亮度。

如图4所示，pwm输出单元的调光信号是5v脉冲信号，pwm输出单元包括mcu单元的芯片u1、pwm输出接口、三极管q1、电阻jp1、电阻jp2、电阻r9、电阻r10，所述电阻r10的一端接dc5v电源，其另一端分别与电阻jp1、三极管q1的集电极相接，所述电阻jp1的另一端与电阻jp2和pwm输出接口的端子1相接，所述pwm输出接口的端子2接地，所述电阻jp2的另一端与电阻r9和芯片u1的第20脚相接，所述电阻r9的另一端与三极管q1的基极相连，所述三极管q1的发射极接地。

实施例四：

如图4所示，调光模块还包括手动调节开关，用于手动调节pwm输出信号的占空比，所述手动调节开关与mcu单元连接。手动调节开关为2个微动开关按键调节，一个调节pwm输出信号占空比增加、一个调节pwm输出信号占空比减少，进而控制led灯的亮度增加和降低。

其中，该电路包括电阻r11、电阻r12、mcu单元的芯片u1、手动调节开关的按钮s1、按钮s2，电阻r11和电阻r12的一端并联连接5v电源，电阻r11的另一端分别连接按钮s1、芯片u1的19脚，按钮s1的另一端接地，电阻r12的另一端分别连接按钮s2、芯片u1的14脚，按钮s2的另一端接电源地。

按钮s1与电阻r11并联接至u1的19脚实现手动调节pwm信号增加控制；按钮s2与电阻r12并联接至u1的14脚实现手动调节pwm信号减少控制。

实施例五：

本发明led灯远程调光电路的调光方法为包括步骤：

s1.调光命令控制终端输入调控控制指令，并通过rs485通讯器、或tcp/ip转rs485通讯器、或无线lora转rs485通讯器将指令进行数据传输；

s2.通讯接收单元接收发送过来的数字信号指令，并传输给mcu单元；

s3.mcu单元对调光控制指令进行数据分析，判别调光控制指令的有效性和可执行性，并把数字信号指令转变为pwm调光控制信号，通过pwm输出单元输送给led灯电源；

s4.led灯电源接收调光模块发送过来的pwm信号控制输出电流的大小，从而控制led灯的亮度。

mcu单元输出也可以通过手动调节开关来调节亮度，具体为s31.手动调节开关通过按键调节mcu单元中pwm调光控制信号占空比的增加或减少，并将调节后的pwm调光控制信号通过pwm输出单元输送给led灯电源。

本led灯远程调光电路在具体使用时，根据需要每一只led灯电源需配置一套rs485调光装置；每一只led灯电源应具备pwm输入控制接口；调光模块采用rs485组网方式进行通讯，最大数量不超过256个；调光命令控制终端发送的调光指令通过rs485通讯器、tcp/ip转rs485通讯器或无线lora转rs485通讯器进行数据传输。

本方法通过广播方式进行数据发送，实现同一条控制总线上的灯具同时控制。

本发明是利用数字电子技术、以太网通讯技术、总线通讯技术、无线通讯技术实现远距离调光控制，通过计算机或者能发送控制命令的控制器对本调光模块进行调光指令发送，调光模块接收到对应的调光指令后输出相应的pwm控制信号对led灯电源的输出电流进行输出控制从而控制led灯的发光亮度，亮度调节范围0~100%；当亮度为0的时候关闭灯具。

本发明实现了led灯的集中远程调光控制和开关控制，本发明可完全脱机使用，能存储控制端发送过来的控制指令，不会因掉电导致调光指令丢失，发送控制指令可以是计算机、系统控制器、光照度传感器和人体传感器发送过来的调光指令和参数值；可不用配置专用服务器，能快速和自动控制系统对接，实现自动调光控制。因此降低了能源消耗达到了环保节能的目的，同时也提高了用户因科技发展所带来的便捷体验度，适合于未来的长远发展。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。