CN108770123A - 一种全彩led灯带的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及LED灯产品技术领域，特指一种全彩LED灯带或者灯串的控制方法。该控制方法为：在电源上产生一组或者多组负窄脉冲信号，该负窄脉冲信号形成一组编码，该编码包含所有并联LED的地址码和数据码，利用电源总线上发出的脉冲地址码和数据码来控制灯带中每个LED的发光；即所有接入电源总线上的LED自动匹配各自对应的地址码和数据码，根据编码的不同实现对应的变化。采用上述技术方案后，本发明相对现有产品的优点在于，通过本发明制作的灯带或者灯串，由于无需过多的连线，同时每个灯具对外只用设置两根电源线即可，这样令产品的结构进简单，产品的体积可以小型化，并且生产简单，可大大节约线材与人工成本。

Description

一种全彩LED灯带的控制方法

技术领域：

本发明涉及LED灯产品技术领域，特指一种全彩LED灯带或者灯串的控制方法。

背景技术：

目前七彩同步的LED产品中，常规的有以下两种控制模式。

第一种为RGB三基色总线式，在LED灯中，所有的红色LED每组串联一个电阻，然后并联在R总线上；所有的绿色LED每组串联一个电阻，然后并联在G总线上；所有的蓝色LED每组串联一个电阻，然后并联在B总线上；再加上至少一根电源总线。这样对外就有四根总线。LED灯可以串联，并联，串并联，通过外部控制器实现所有LED花样同步控制。这种方式是目前最普遍的七彩同步LED产品工作方式。其存在的不足是：生产繁琐。随着人力成本的提升。使用这种工作模式的LED产品生产成本逐步昂贵。同时这种产品的产能难以提升，同时电阻和连线较多，故障率高。另外还存在产品体积不能小型化，LED不能恒流控制，灯具每组之间一致性不能保证。

第二种为每个像素点内置七彩花样，使用交流电源供电，利用交流电源的50HZ-60HZ的正弦波信号做为同步信号。这种工作方式，在大型LED灯具中也非常普遍的使用。但是也有几个显著缺点：LED灯具供电需要的是直流，需要将交流电源整流后转换成直流电给灯具供电，电路中元器件多，灯具体积无法小型化；效率低，能耗很大，不节能。

本发明人为了克服现有产品所存在的不足，经过不断研发，提出以下技术方案。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术所存在的不足，提供一种生产方便，节约成本的一种全彩LED灯带或灯串的控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案：一种全彩LED灯带的控制方法，其特征在于：在电源上产生一组或者多组负窄脉冲信号，该负窄脉冲信号形成一组编码，该编码包含所有并联LED的地址码和数据码，利用电源总线上发出的脉冲地址码和数据码来控制灯带中每个LED的发光；即所有接入电源总线上的LED自动匹配各自对应的地址码和数据码，根据编码的不同实现对应的变化。

进一步而言，上述技术方案中，所述的每个LED采用RGB三色灯。

进一步而言，上述技术方案中，当电源总线上编码地址码采用6位地址码，每组编码的格式如下：

A0A1A2A3A4A5D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7E其中：A0A1A2A3A4A表示6位地址码，可寻址范围为26＝64组LED；

D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D包含三组8位数据编码，表示对应RGB三色灯中三路灯R、G、B的数据，实现28＝256级调光；

E表示为结束码。

或者，当电源总线上编码地址码采用8位地址码，每组编码的格式如下：

A0A1A2A3A4A5A6A7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7E其中：A0A1A2A3A4A A6A7表示8位地址码，可寻址范围为28＝256组LED；

D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D包含三组8位数据编码，表示对应RGB三色灯中三路灯R、G、B的数据，实现28＝256级调光；

E表示为结束码。

进一步而言，上述技术方案中，所述的结束码表示工作电平。

进一步而言，上述技术方案中，对电源上产生的脉冲信号提取方式为：首先对电源电压Vdd进行分压，然后将该分压后的电压与一个稳定的基准电压Vref进行比较，产生0到vdd翻转的数据信号。

本发明的工作原理为：利用在电源总线上发出的脉冲地址码和数据码来控制全彩LED灯串或灯带，根据编码的不同，6位地址码最多可并接64个不同地址位灯珠，8位地址码最多可以并接256中不同地址为的灯珠。将相应RGB数据写入每个LED灯珠内，从而实现各个LED灯串或灯带之间的动态变化，完成各种花样。

采用上述技术方案后，本发明相对现有产品的优点在于，通过本发明制作的灯带或者灯串，由于无需过多的连线，同时每个灯具对外只用设置两根电源线即可，这样令产品的结构进简单，产品的体积可以小型化，并且生产简单，可大大节约线材与人工成本。

附图说明：

图1是本发明一组编码全为0的电源总线负窄脉冲信号图；

图2是本发明一组编码全为1的电源总线负窄脉冲信号图；

图3是本发明电源总线负窄脉冲数据模拟预处理电路图。

具体实施方式：

下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。

本发明为一种全彩LED灯带的控制方法，该控制方法是在电源上产生一组或者多组负窄脉冲信号，该负窄脉冲信号形成一组编码，该编码包含所有并联LED的地址码和数据码，利用电源总线上发出的脉冲地址码和数据码来控制灯带中每个LED的发光；即所有接入电源总线上的LED自动匹配各自对应的地址码和数据码，根据编码的不同实现对应的变化。

下面对该控制方法中的编码方式进行进一步的说明，本发明控制方法应用于每个LED采用RGB三色灯的产品中。

首先，我们以电源总线上编码地址码采用6位地址码为例，同时电源电压Vdd＝5V。则每组编码的格式如下：

A0A1A2A3A4A5D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7E

其中：A0A1A2A3A4A表示6位地址码，可寻址范围为26＝64组LED；

D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D包含三组8位数据编码，表示对应RGB三色灯中三路灯R、G、B的数据，实现28＝256级调光；

E表示为结束码，通过结束码对应的脉冲信号来判断该组数据传输完毕。

上述每组编码代表一帧数据，每帧数据共有6+3*8+1＝31个数据码。每个数据码为“0”或“1”。对应的0码高电平为12.5us，0码低电平为7.5us～12us；1码高电平为12.5us，1码低电平为14us～24us。

高电平即为vdd，低电平设置为vdd-1.8，即Delta＝1.8V，通过合理设计Detla数值的大小，就可调整电源vdd的工作范围。

通过计算，可以得知，上述每一帧31个数据码占用时间约为0.9～1.3ms，只要合理设计内部电路，就可以得电源总线vdd在1.3ms时间内的纹波抖动不会对内部电路造成影响。

结合图1所示，这是根据上述编码方式，一组编码全为0的电源总线负窄脉冲信号图。根据图1，该组编码表示为：

000000 00000000 00000000 00000000 0

该编码中地址码000000寻址对应地址编码为000000的LED，同时该LED内对应RGB的调光数值对应为R:00000000，G:00000000，B:00000000，根据设计，这组数据码可表示为LED显示的色彩为纯红色(当然，根据初始设定，其可以根据需要进行任意设定)。由于本发明中，数据码中每组采用8位数据编码，这样可256级调光，完全可实现全彩的灯光变化。

其中图1中最后一个脉冲的波长明显较宽，本实施例中就是利用一个明显区别其他波长的脉冲作为结束码，从而判断该组编码传输完毕。

结合图2所示，这是一组编码全为0的电源总线负窄脉冲信号图。该组编码表示为：

111111 11111111 11111111 11111111 1

如上所述，该编码中地址码111111寻址对应地址编码为111111的LED，同时该LED内对应RGB的调光数值对应为R:11111111，G:11111111，B:11111111，根据设计，这组数据码可表示为LED显示的色彩为纯蓝色。

上述实施例中，电源总线上31个码为vdd-Delta到vdd的负跳变脉冲格式，为了将此数据提取出来，需进一步对vdd进行处理。见图3所示，本发明采用的方式为：首先需先将vdd分压，然后与一个稳定的基准Vref(1.2V)进行比较，产生0到vdd翻转的数据信号。结合图所示，可得知

由此可见，由双路比较器处理电源总线上的数据，可以较大的覆盖vdd的全电压工作范围；若只采用单比较器处理，可工作的电压范围受限。采用双比较器，产生两路数据信号DIN1和DIN2，供给数字模块处理，巧妙地解决了电压范围受限的问题。

上述编码方式中，地址码采用的是6位地址码，其根据需要也可采用更多的地址码，例如，当电源总线上编码地址码采用8位地址码，每组编码的格式如下：

A0A1A2A3A4A5A6A7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7E

其中：A0A1A2A3A4A A6A7表示8位地址码，可寻址范围为28＝256组LED；

采用8位地址码可以控制更多的LED。

另外，对电源上产生的脉冲信号提取方式为：

首先对电源电压Vdd进行分压，然后将该分压后的电压与一个稳定的基准电压Vref进行比较，产生0到vdd翻转的数据信号。

当然，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并非来限制本发明实施范围，凡依本发明申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (5)

1.一种全彩LED灯带的控制方法，其特征在于：在电源上产生一组或者多组负窄脉冲信号，该负窄脉冲信号形成一组编码，该编码包含所有并联LED的地址码和数据码，利用电源总线上发出的脉冲地址码和数据码来控制灯带中每个LED的发光；即所有接入电源总线上的LED自动匹配各自对应的地址码和数据码，根据编码的不同实现对应的变化。

2.根据权利要求1所述的一种全彩LED灯带的控制方法，其特征在于：所述的每个LED采用RGB三色灯。

3.根据权利要求1所述的一种全彩LED灯带的控制方法，其特征在于：当电源总线上编码地址码采用6位地址码，每组编码的格式如下：

A0A1A2A3A4A5D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7E其中：A0A1A2A3A4A表示6位地址码，可寻址范围为26＝64组LED；

D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D包含三组8位数据编码，表示对应RGB三色灯中三路灯R、G、B的数据，实现28＝256级调光；

E表示为结束码。

4.根据权利要求1所述的一种全彩LED灯带的控制方法，其特征在于：当电源总线上编码地址码采用8位地址码，每组编码的格式如下：

A0A1A2A3A4A5A6A7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7E

其中：A0A1A2A3A4A A6A7表示8位地址码，可寻址范围为28＝256组LED；

D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D包含三组8位数据编码，表示对应RGB三色灯中三路灯R、G、B的数据，实现28＝256级调光；

E表示为结束码。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种全彩LED灯带的控制方法，其特征在于：对电源上产生的脉冲信号提取方式为：

首先对电源电压Vdd进行分压，然后将该分压后的电压与一个稳定的基准电压Vref进行比较，产生0到vdd翻转的数据信号。