基于mems传感器和手机app控制的led感应灯及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于MEMS传感器和手机APP控制的LED感应灯，包括不倒翁结构的外壳、LED灯控制电路板和指南针；所述LED灯控制电路板安装在所述外壳主体内，包括电路板，安装在该电路板上表面的LED灯，安装在该LED灯上方的混光罩，以及安装在所述电路板下表面上的控制电路；所述控制电路包括电源模块，分别与该电源模块连接且内置有蓝牙或WIFI功能的主控芯片，以及安装在所述电路板上并与所述电源模块连接的USB供电接口，和连接在所述主控芯片上的六轴传感器或九轴传感器。本发明不需要在外壳上设置机械式控制开关，直接通过灯的姿态变化来控制灯的开关、颜色、亮度、色温及工作模式，大大提高了其实用价值。
【专利说明】
基于MEMS传感器和手机APP控制的LED感应灯及其控制方法
技术领域
[0001 ] 本发明涉及一种LED感应灯，具体地说，是涉及一种基于MEMS传感器和手机APP控制的LED感应灯及其控制方法。
【背景技术】
[0002]目前，LED感应灯应用十分广泛，因其节能效果好、使用方便而备受喜爱。但是，现有的LED感应灯也还是存在一些问题:
(I)现有的LED感应灯均直接使用220v电压，对于儿童来说不够安全。
[0003](2)现有的LED感应灯均只能插接市电使用，无法携带至户外使用。
[0004](3)现有的LED感应灯均设计有一个机械开关，影响外观，同时也容易在开关细缝残留污渍细菌，且不便于清洁。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种基于MEMS传感器和手机APP控制的LED感应灯，解决现有LED感应灯存在的问题，提升LED感应灯的实用价值。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
基于MEMS传感器和手机APP控制的LED感应灯，包括不倒翁结构的外壳、LED灯控制电路板，和安装在所述外壳顶部的指南针;所述外壳包括自身配重的底座，和与该底座活动连接的外壳主体;所述LED灯控制电路板安装在所述外壳主体内，包括电路板，安装在该电路板上表面的LED灯，安装在该LED灯上方的混光罩，以及安装在所述电路板下表面上的控制电路;所述控制电路包括电源模块，分别与该电源模块连接且内置有蓝牙或WIFI功能的主控芯片，以及安装在所述电路板上并与所述电源模块连接的USB供电接口，和连接在所述主控芯片上的六轴传感器或九轴传感器;所述LED灯包括白色LED灯、黄色LED灯和RGB LED灯，所述主控芯片分别与所述白色LED灯、黄色LED灯和RGB LED灯电连接。
[0007]进一步地，在所述电路板的下表面还安装有与所述主控芯片连接的光传感器，在所述外壳主体的侧壁上开设有与该光传感器对应的用于检测环境光强度以达到智能控制LED灯亮度的小孔或透明/半透明窗口。
[0008]再进一步地，所述电路板上还安装有与所述主控芯片连接的用于颜色反馈的颜色传感器。
[0009]再进一步地，所述底座内部还设置有用于放置移动电源的空腔。通过在空腔内放入移动电源，可以实现LED感应灯不外接电源而在户外使用。
[0010]更进一步地，所述外壳通过磨砂工艺加工而成。
[0011]更进一步地，所述混光罩为抛物面结构，由具有混光效果的乳白色半透明的硅胶或磨砂效果的有机玻璃、塑料制作而成。
[0012]更进一步地，所述RGB LED灯的颜色包括红色、蓝色和绿色。
[0013]本发明还提供了上述基于MEMS传感器和手机APP控制的LED感应灯的控制方法，包括以下步骤:
(1)主控芯片预设照明模式和彩灯模式，并预设模式切换方向、亮度调节方向、灯光颜色与色温调节方向；
(2)触碰或摇晃LED感应灯，在主控芯片的控制下，LED灯按照上一次灭灯前的状态点亮，上一次灭灯时的状态包括所有LED灯的颜色和工作模式；
(3)六轴传感器或九轴传感器实时检测LED感应灯的最新姿态，由主控芯片对其旋转状态和倾斜状态进行判断；
(4)若最新姿态为倾斜状态，则在主控芯片控制下进行照明模式与彩灯模式之间的模式切换，或者关闭LED感应灯;若最新姿态为旋转状态，则在主控芯片控制下进行灯光颜色调节或色温调节；
(5)重复步骤(3)和(4)，直到LED感应灯关闭，且在LED感应灯关闭之前，主控芯片保存其最新状态，作为下一次LED灯点亮时的状态使用。
[0014]进一步地，所述步骤(2)的具体方式如下:
首先，通过USB供电接口连接外部电源，或者移动电源；
然后，触碰或摇晃LED感应灯的外壳，六轴传感器或九轴传感器实时检测LED感应灯的当前姿态变化，若出现晃动或倾斜状态，则由主控芯片控制电源模块导通；
若上一次LED灯熄灭时为照明模式，则电源模块向白色LED灯和黄色LED灯输送工作电压，白色LED灯和黄色LED灯按照上一次熄灭前的状态点亮;若上一次LED灯熄灭时为彩灯模式，则电源模块向RGB LED灯输送工作电压，RGB LED灯按照上一次熄灭前的状态点亮。
[0015]再进一步地，所述步骤(4)中倾斜状态下的控制方式如下:
判断当前倾斜方向是否属于模式切换方向，是，则由当前工作模式切换到另一工作模式，反之，在照明模式下由主控芯片调节白色LED灯和黄色LED灯的亮度，在彩灯模式下则由主控芯片调节RGB LED灯的亮度。
[0016]更进一步地，所述白色LED灯、黄色LED灯和RGBLED灯的亮度根据倾斜角度的增大而逐渐变暗，当亮度值达到关灯阀值时，关闭LED感应灯。
[0017]更进一步地，所述步骤(4)中旋转状态下的控制方式如下:
判断当前工作模式是否为照明模式，是，则调节白色LED灯和黄色LED灯的色温;反之，则调节RGB LED灯的灯光颜色。
[0018]更进一步地，所述白色LED灯和黄色LED灯的色温通过改变其自身亮度配比来控制，而RGB LED灯的灯光颜色也通过改变其自身亮度配比来控制。
[0019]另外，本发明还可以配合手机APP使用。手机APP通过蓝牙或WIFI模块向主控芯片发出开关控制、模式切换、亮度调节、色温调节和颜色调节信号，完成LED感应灯的开关控制、模式切换、亮度调节、色温调节和颜色调节，代替触碰或摇晃LED感应灯以完成LED感应灯的开关控制、模式切换、亮度调节、色温调节和颜色调节。因此，在使用手机APP的情况下，不需要触碰或摇晃，即可实现LED感应灯的控制。
[0020]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
(I)本发明通过对现有LED感应灯进行改进，利用传感器技术对LED感应灯自身的姿态进行检测，通过旋转和倾斜的姿态判断，自动完成对工作模式切换和亮度、色温、颜色以及开关控制，大大丰富了 LED感应灯的功能，为其智能控制提供了极大的便利性，进而有效提升了 LED感应灯的实用价值。
[0021](2)本发明不需要设置机械开关，全部功能均通过LED感应灯自身旋转或倾斜变化进行控制，操作方便，外型美观，时尚高雅，具有良好的市场前景。
[0022](3)本发明采用USB接口，可外接手机、电脑等其他电子设备，不需要直接与市电接口连接，使用更加安全。
[0023 ] (4 )本发明设置有放置移动电源的空腔，可以直接放入移动电源来完成LED感应灯的供电，不再外接其他电源，能够满足户外使用需求，实用价值进一步提高。
[0024](5)本发明的外壳设计成不倒翁结构，底座配重，确保整个LED感应灯不会完全倾倒。
[0025](6)本发明可通过手机APP进行控制，直接通过内置的蓝牙或WIFI模块与手机APP进行通讯，使用更加方便、灵活。
【附图说明】
[0026]图1为本发明的一种实施例的整体结构示意图。
[0027]图2为本发明的另一种实施例的整体结构示意图。
[0028]图3为本发明的电路原理框图。
[0029]图4为本发明的控制流程示意图。
[0030]上述附图中，附图标记对应的部件名称如下:
1-外壳主体，2-底座，3-空腔，4-LED灯控制电路板，5-混光罩，6-指南针。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
[0032]如图1、图2和图3所示，本发明公开的LED感应灯，主要包括外壳、内部的LED控制电路板和顶部的指南针。所述外壳由底座和外壳主体活动连接组成，如螺纹连接。底座配重，整体呈不倒翁结构。LED灯控制电路板安装在外壳主体内部，包括电路板，安装在该电路板上表面上的若干个白色LED灯、若干个黄色LED灯和若干个RGB LED灯，和安装在该电路板下表面上的控制电路。指南针主要用于检测方向，作为主控芯片进行模式调节和亮度调节的依据。
[0033]控制电路包括电源模块，分别与该电源模块连接的具有蓝牙或WIFI功能的主控芯片，以及安装在所述电路板上并与所述电源模块连接的USB供电接口，和连接在所述主控芯片上的六轴传感器或九轴传感器。
[0034]为了便于采集外部环境光线，实现自动调节LED灯的亮度，达到节省电能的目的，在所述电路板的下表面还安装有与所述RGB LED控制芯片连接的光传感器，在所述外壳主体的侧壁上开设有与该光传感器对应的小孔或透明/半透明窗口。
[0035]为了更加准确地采集RGBLED灯所发出光线的当前颜色，为颜色调节提供准确的依据，所述电路板上还安装有与所述主控芯片连接的颜色传感器。
[0036]另外，为了使光线更加均匀，在所有白色LED灯、黄色LED灯和RGBLED灯的上方安装有混光罩。如图1和图2所不，混光罩可以米用一体式结构，一个混光罩将所有白色LED灯、黄色LED灯和RGB LED灯全部笼罩，也可以将白色LED灯、黄色LED灯混合分组，形成多个黄白LED灯单元，一个黄白LED灯单元对应一个混光罩，而RGB LED灯单独对应一个混光罩。无论采用何种混光罩，其结构均相同，仅仅是大小不同而已。本发明中，混光罩整体呈抛物面结构，由具有混光效果的乳白色半透明的硅胶或磨砂效果的有机玻璃、塑料制作而成。同时，采用磨砂工艺加工所述外壳，使其具有混光效果。通过混光罩和外壳的双重混光作用，可以明显提高LED灯的光照均匀度，尤其是光照颜色的均匀性大大提升。
[0037]为了便于户外使用，在所述底座内部还开设有空腔，用于放置移动电源。当需要在户外使用LED感应灯时，可将移动电源与电源模块接通，触碰外壳，使整个LED灯倾斜，即可点壳LED灯ο
[0038]本发明的具体控制方法如图4所示，主控芯片预设两种工作模式:照明模式和彩灯模式，并预设具体的模式切换方向、亮度调节方向、灯光颜色与色温调节方向。假设系统预先设置的南北倾斜方向为亮度调节方向，东西倾斜方向为模式切换方向。彩灯模式下，顺时针旋转为灯光颜色变深调节方向，逆时针旋转为灯光颜色变浅调节方向；照明模式下，顺时针旋转为灯光色温降低调节方向，逆时针旋转为灯光色温升高调节方向。
[0039]使用时，首先将USB接口连接到外部供电端口上，或者连接移动电源，触碰或摇晃LED感应灯，六轴传感器或九轴传感器检测到LED感应灯发生晃动或倾斜，即点亮LED灯，此时，LED灯根据主控芯片内保存的上一次灭灯时的状态亮灯。具体地说，如果主控芯片内保存的上一次灭灯时的模式为照明模式，光线颜色为白色，色温为80°C，则本次亮灯时，由主控芯片控制电源模块导通，电源模块向白色LED灯和黄色LED灯输送工作电压，使白色LED灯和黄色LED灯按照照明模式、光线颜色为白色、色温为80°C的状态点亮。如果主控芯片内保存的上一次灭灯时的模式为彩灯模式，光线颜色为蓝色，色温为500C，则本次亮灯时，由主控芯片控制电源模块导通，电源模块向RGB LED灯输送工作电压，使RGB LED灯按照彩灯模式、光线颜色为蓝色、色温为50°C的状态点亮。同理，如果主控芯片内保存的状态为其他状态，则按照相应的状态点亮LED灯，在此不一一列举。
[0040]在LED灯点亮后，六轴传感器或九轴传感器继续实时地检测LED感应灯的最新状态变化，并由主控芯片对其出现的旋转状态变化或倾斜状态变化进行判断，而在发生状态变化之前，LED灯保持原有的状态。例如:如果在点亮LED灯后，持续10分钟没有发生状态变化，则1分钟以内保持最初点亮时的状态。1分钟后，触碰外壳，使LED感应灯进行东西方向的倾斜，则主控芯片发出模式切换信号，使工作模式由照明模式切换到彩灯模式，或者由彩灯模式切换到照明模式，其他状态不变。
[0041 ]当LED感应灯出现南北方向倾斜时，进行亮度调节。具体地说，在照明模式下，由主控芯片控制白色LED灯和黄色LED灯的亮度变化，在彩灯模式下，由主控芯片控制RGB LED灯的亮度变化。随着倾斜度变小，亮度逐渐增加，反之，倾斜度变大，则亮度逐渐减小。当倾斜度达到预设的关灯阀值时，直接关闭LED感应灯。在LED感应灯关闭之前，主控芯片保存其最新状态，以便于下一次开灯使用。
[0042]在照明模式下，如果使LED感应灯进行逆时针旋转，则符合灯光色温调节方向的设置，此时由主控芯片向电源模块发出信号，电源模块改变白色LED灯和黄色LED灯的供电电压，使白色LED灯和黄色LED灯的亮度配比发生变化，比如增加白色LED灯的供电电压，使其亮度增加，降低黄色LED灯的供电电压，使其亮度减小，综合而言则使灯光色温升高。随着旋转时间的增加，色温将持续升高，当不需要继续升温时，控制LED感应灯使其停止旋转即可。而如果旋转方向为顺时针，则降低白色LED灯的供电电压，增加黄色LED灯的供电电压，使整个LED感应灯的色温降低，随着旋转时间的增加，色温将持续降低。
[0043]而在彩灯模式下，如果使LED感应灯进行顺时针旋转，则进行灯光颜色变深调节，首先由颜色传感器采集当前的光线颜色，并传输给主控芯片作为参照，然后由主控芯片调节RGB LED灯的红、蓝、绿三种颜色配比，再经过混光罩和外壳主体的混光后，LED感应灯的整体颜色变深。随着旋转时间的增加，灯光颜色将持续变深，当不需要继续变深时，控制LED感应灯使其停止旋转即可。
[0044]如果在彩灯模式下使LED感应灯进行逆时针旋转，则进行灯光颜色变浅调节，首先由颜色传感器采集当前的光线颜色，并传输给主控芯片作为参照，然后由主控芯片调节RGBLED灯的红、蓝、绿三种颜色配比，经过混光罩和外壳主体的混光后，LED感应灯的整体颜色变浅。随着旋转时间的增加，灯光颜色将持续变浅，当不需要继续变浅时，控制LED灯使其停止旋转即可。
[0045]本发明设计巧妙，结构简单，操作方便，不需要在外壳上设置机械式控制开关，提高了LED感应灯的美观度，而且携带方便，能够直接应用于户外，不需要外接市电，具有很高的实用价值和广阔的市场前景。
[0046]上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.基于MEMS传感器和手机APP控制的LED感应灯，其特征在于，包括不倒翁结构的外壳、LED灯控制电路板，和安装在所述外壳顶部的指南针； 所述外壳包括自身配重的底座，和与该底座活动连接的外壳主体； 所述LED灯控制电路板安装在所述外壳主体内，包括电路板，安装在该电路板上表面的LED灯，安装在该LED灯上方的混光罩，以及安装在所述电路板下表面上的控制电路； 所述控制电路包括电源模块，分别与该电源模块连接且内置有蓝牙或WIFI功能的主控芯片，以及安装在所述电路板上并与所述电源模块连接的USB供电接口，和连接在所述主控芯片上的六轴传感器或九轴传感器； 所述LED灯包括白色LED灯、黄色LED灯和RGB LED灯，所述主控芯片分别与所述白色LED灯、黄色LED灯和RGB LED灯电连接。2.根据权利要求1所述的基于MEMS传感器和手机APP控制的LED感应灯，其特征在于，在所述电路板的下表面还安装有与所述主控芯片连接的光传感器，在所述外壳主体的侧壁上开设有与该光传感器对应的用于检测环境光强度以达到智能控制LED灯亮度的小孔或透明/半透明窗口。3.根据权利要求2所述的基于MEMS传感器和手机APP控制的LED感应灯，其特征在于，所述电路板上还安装有与所述主控芯片连接的用于颜色反馈的颜色传感器。4.根据权利要求3所述的基于MEMS传感器和手机APP控制的LED感应灯，其特征在于，所述底座内部还设置有用于放置移动电源的空腔。5.根据权利要求4所述的基于MEMS传感器和手机APP控制的LED感应灯，其特征在于，所述外壳通过磨砂工艺加工而成。6.根据权利要求5所述的基于MEMS传感器和手机APP控制的LED感应灯，其特征在于，所述混光罩为抛物面结构，由具有混光效果的乳白色半透明的硅胶或磨砂效果的有机玻璃、塑料制作而成。7.根据权利要求6所述的基于MEMS传感器和手机APP控制的LED感应灯，其特征在于，所述RGB LED灯的颜色包括红色、蓝色和绿色。8.基于MEMS传感器和手机APP控制的LED感应灯的控制方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)主控芯片预设照明模式和彩灯模式，并预设模式切换方向、亮度调节方向、灯光颜色与色温调节方向； (2)触碰或摇晃LED感应灯，在主控芯片的控制下，LED灯按照上一次灭灯前的状态点亮，上一次灭灯时的状态包括所有LED灯的颜色和工作模式； (3)六轴传感器或九轴传感器实时检测LED感应灯的最新姿态，由主控芯片对其旋转状态和倾斜状态进行判断； (4)若最新姿态为倾斜状态，则在主控芯片控制下进行照明模式与彩灯模式之间的模式切换，或者关闭LED感应灯;若最新姿态为旋转状态，则在主控芯片控制下进行灯光颜色调节或色温调节； (5)重复步骤(3)和(4)，直到LED感应灯关闭，且在LED感应灯关闭之前，主控芯片保存其最新状态，作为下一次LED灯点亮时的状态使用。9.根据权利要求8所述的基于MEMS传感器和手机APP控制的LED感应灯的控制方法，其特征在于，所述步骤(2)的具体方式如下: 首先，通过USB供电接口连接外部电源，或者移动电源； 然后，触碰或摇晃LED感应灯的外壳，六轴传感器或九轴传感器实时检测LED感应灯的当前姿态变化，若出现晃动或倾斜状态，则由主控芯片控制电源模块导通； 若上一次LED灯熄灭时为照明模式，则电源模块向白色LED灯和黄色LED灯输送工作电压，白色LED灯和黄色LED灯按照上一次熄灭前的状态点亮;若上一次LED灯熄灭时为彩灯模式，则电源模块向RGB LED灯输送工作电压，RGB LED灯按照上一次熄灭前的状态点亮。10.根据权利要求8所述的基于MEMS传感器和手机APP控制的LED感应灯的控制方法，其特征在于，所述步骤(4)中倾斜状态下的控制方式如下: 判断当前倾斜方向是否属于模式切换方向，是，则由当前工作模式切换到另一工作模式，反之，在照明模式下由主控芯片调节白色LED灯和黄色LED灯的亮度，在彩灯模式下则由主控芯片调节RGB LED灯的亮度。11.根据权利要求1O所述的基于MEMS传感器和手机APP控制的LED感应灯的控制方法，其特征在于，所述白色LED灯、黄色LED灯和RGB LED灯的亮度根据倾斜角度的增大而逐渐变暗，当亮度值达到关灯阀值时，关闭LED感应灯。12.根据权利要求8所述的基于MEMS传感器和手机APP控制的LED感应灯的控制方法，其特征在于，所述步骤(4)中旋转状态下的控制方式如下: 判断当前工作模式是否为照明模式，是，则调节白色LED灯和黄色LED灯的色温;反之，则调节RGB LED灯的灯光颜色。13.根据权利要求12所述的基于MEMS传感器和手机APP控制的LED感应灯的控制方法，其特征在于，所述白色LED灯和黄色LED灯的色温通过改变其自身亮度配比来控制，而RGBLED灯的灯光颜色也通过改变其自身亮度配比来控制。14.根据权利要求8所述的基于MEMS传感器和手机APP控制的LED感应灯的控制方法，其特征在于，手机APP通过蓝牙或WIFI模块向主控芯片发出开关控制、模式切换、亮度调节、色温调节和颜色调节信号，完成LED感应灯的开关控制、模式切换、亮度调节、色温调节和颜色调节，代替触碰或摇晃LED感应灯以完成LED感应灯的开关控制、模式切换、亮度调节、色温调节和颜色调节。
【文档编号】F21V15/02GK105822929SQ201610320498
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】刘青, 文周刚
【申请人】刘青