Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области техники освещения, а в частности к системе и способу для управления освещением.
Уровень техники
Прогресс в разработке и усовершенствовании светового потока светоизлучающих устройств, таких как твердотельные полупроводниковые и органические светоизлучающие диоды (LED), сделал эти устройства подходящими для использования в применениях общего освещения, включая архитектурное освещение, освещение мест развлечения и отдыха и дорожное освещение. Светоизлучающие диоды становятся все более конкурентоспособными в сравнении с такими источниками света, как лампы накаливания, флуоресцентные лампы и разрядные лампы высокой интенсивности. Например, различные светодиодные источники света, которые могут включать в себя различные комбинации светодиодов и необязательно других светоизлучающих устройств и/или люминесцентных устройств/материалов, могут использоваться и управляться так, чтобы предоставлять желаемый результат.
Дополнительно, раскрыты светодиодные источники света, которые содержат систему с обратной связью, предоставляющую возможность этим источникам света регулировать вывод светодиодов источника света как функцию от сигнала обратной связи, чтобы в основном поддерживать желаемый вывод. Например, сигналы обратной связи, связанные с выходным цветом, интенсивностью или рабочей температурой источника света, используются для того, чтобы регулировать вывод источника света, чтобы в основном поддерживать предустановленный рабочий режим.
Кроме того, с увеличением вариантов длин волн светодиода, из которых можно выбирать, светодиодные источники света с белым светом и светодиодные источники света с изменяющимся цветом становятся более популярными. По сути, есть постоянная потребность в улучшенном управлении световым выходом от таких источников света.
Некоторые сложности, тем не менее, по-прежнему должны быть разрешены для того, чтобы адаптировать текущие и будущие технологии светодиодов к применениям общего освещения. Например, чтобы делать универсальные светодиодные источники света конкурентоспособными, и, в конечном счете, превосходящими доступные в настоящее время универсальные источники света, должны быть разработаны методики для того, чтобы улучшать и, возможно, оптимизировать характеристики общего освещения таких основанных на светодиоде устройств через оптимизированные рабочие параметры.
Другие сложности являются результатом разнесения систем и процессов управления, реализованных в данной области техники, так что несовместимость между системами и/или продуктами, предоставляемыми посредством различных сторон, которые могут предпочитать различные стандарты или протоколы управления, может усложнять установку и/или работу таких систем при комбинировании различных продуктов и препятствовать прогрессу или усовершенствованиям, когда обновления или исправленные версии существующих продуктов становятся доступными.
Кроме того, может быть проблематичным отсутствие совместимости между различными аппаратными компонентами и/или компонентами микропрограммного обеспечения, ассоциативно связанными с различными устройствами или системами освещения. Например, функциональные характеристики светоизлучающих диодов могут значительно варьироваться даже для диодов, имеющих аналогичные физические характеристики.
Следовательно, есть потребность в системе и способе для управления освещением, которые преодолевают некоторые из недостатков известных систем.
Эта информация по уровню техники предоставляется для того, чтобы раскрыть информацию, которая, как полагает заявитель, возможно, имеет значимость для изобретения. Не должно быть обязательного допущения или толкования того, что какая-либо вышеприведенная информация составляет предшествующий уровень техники по сравнению с изобретением.
Сущность изобретения
Задача изобретения состоит в том, чтобы предоставить систему и способ для управления освещением. В соответствии с аспектом изобретения, предусмотрена система для управления формированием света от одного или более светоизлучающих элементов в ответ на внешний ввод, при этом система содержит: модуль интерфейса управления, выполненный с возможностью принимать внешний ввод и преобразовывать его в соответствии с предварительно заданным внутренним протоколом управления, и модуль формирования света, соединенный с возможностью осуществления связи с упомянутым модулем интерфейса управления и функционально соединенный с одним или более светоизлучающими элементами для управления ими в соответствии с упомянутым преобразованным вводом.
В соответствии с другим аспектом изобретения, предоставлен способ для управления формированием света от одного или более светоизлучающих элементов устройства освещения в ответ на внешний ввод, при этом способ содержит этапы: приема внешнего ввода; преобразования внешнего ввода в соответствии с предварительно заданным внутренним протоколом управления; и управления формированием света от одного или более светоизлучающих элементов в соответствии с упомянутым преобразованным вводом.
В соответствии с другим аспектом изобретения, предоставлена система освещения, содержащая: модуль внешнего ввода; и один или более модулей освещения, каждый из которых содержит один или более модулей светоизлучающих элементов и ведомый блок управления, функционально соединенный с ним для возбуждения упомянутых одного или более модулей светоизлучающих элементов; при этом каждый упомянутый ведомый блок управления соединен с возможностью осуществления связи с упомянутым модулем внешнего ввода для того, чтобы принимать внешний ввод от него через интерфейс управления; при этом упомянутый интерфейс управления выполнен с возможностью преобразовывать упомянутый внешний ввод в соответствии с предварительно заданным внутренним протоколом управления, функционирующего посредством упомянутого ведомого блока управления так, чтобы возбуждать упомянутые один или более модулей светоизлучающих элементов в соответствии с ним.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - это высокоуровневое схематическое представление системы возбуждения и управления устройства освещения в системе освещения, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
Фиг.2 - это высокоуровневое схематическое представление системы возбуждения и управления устройства освещения в системе освещения, в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.
Фиг.3 - это высокоуровневое схематическое представление системы возбуждения и управления устройства освещения в системе освещения, в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.
Фиг.4 - это блочное графическое представление архитектуры модуля микропрограммного обеспечения системы возбуждения и управления устройства освещения в системе освещения, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
Фиг.5 - это блочное графическое представление архитектуры модуля микропрограммного обеспечения и архитектуры интерфейсов модулей системы возбуждения и управления устройства освещения в системе освещения, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
Фиг.6 - это блочное графическое представление модуля микропрограммного обеспечения и архитектуры интерфейсов модулей системы возбуждения и управления устройства освещения в системе освещения, в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.
Фиг.7 - это блочное графическое представление модуля микропрограммного обеспечения и архитектуры интерфейсов модулей системы возбуждения и управления устройства освещения в системе освещения, подробнее иллюстрирующее поддержку модулей, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
Фиг.8 - это блочное графическое представление модуля микропрограммного обеспечения и архитектуры интерфейсов модулей системы возбуждения и управления устройства освещения в системе освещения, подробнее иллюстрирующее поддержку модулей, в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.
Фиг.9 - это блочное графическое представление модуля микропрограммного обеспечения и архитектуры интерфейсов модулей для модуля интерфейса управления, подходящего для использования в системе возбуждения и управления устройства освещения в системе освещения, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
Фиг.10 - это блочное графическое представление модуля микропрограммного обеспечения и архитектуры интерфейсов модулей для модуля формирования света, подходящего для использования в системе возбуждения и управления устройства освещения в системе освещения, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
Фиг.11 - это блочное графическое представление модуля микропрограммного обеспечения и архитектуры интерфейсов модулей для комбинированного модуля интерфейса управления и формирования света, подходящего для использования в системе возбуждения и управления устройства освещения в системе освещения, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
Фиг.12 - это схематическое представление системы освещения в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
Фиг.13 - это схематическое представление архитектуры системы для использования с интерфейсом управления вручную в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
Фиг.14 - это схематическое представление архитектуры системы для использования с интерфейсом управления вручную и интерфейсом управления собственными протоколами в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
Фиг.15 - это схематическое представление логической архитектуры ведомого блока управления в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
Фиг.16 - это блок-схема интерфейса управления в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
Фиг.17 - это блок-схема архитектуры микропрограммного обеспечения, например варианта осуществления, проиллюстрированного на фиг.16.
Фиг.18 - это блок-схема интерфейса управления вручную в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
Фиг.19 - это блок-схема архитектуры микропрограммного обеспечения, например варианта осуществления, проиллюстрированного на фиг.18.
Фиг.20 - это блок-схема интерфейса управления вручную в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.
Фиг.21 - это блок-схема архитектуры микропрограммного обеспечения, например варианта осуществления, проиллюстрированного на фиг.20.
Фиг.22 - это схематическое представление устройства освещения в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
Фиг.23 - это высокоуровневая схема архитектуры аппаратного/микропрограммного обеспечения устройства освещения в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
Фиг.24 - это дополнительная подробная схема архитектуры микропрограммного обеспечения по фиг.23.
Подробное описание изобретения
Определения
Термин "светоизлучающий элемент" используется для того, чтобы задавать устройство, которое испускает излучение в области или комбинации областей электромагнитного спектра, например, в видимой области, инфракрасной области и/или ультрафиолетовой области, когда активировано, например, посредством применения разности потенциалов в нем или посредством прохождения тока через него. Поэтому светоизлучающий элемент может иметь характеристики монохроматического, квазимонохроматического, полихроматического или широкополосного спектрального излучения. Примеры светоизлучающих элементов включают в себя полупроводниковые, органические или полимерные светоизлучающие диоды, светоизлучающие диоды с фосфорным покрытием и оптической накачкой, нанокристаллические светоизлучающие диоды с оптической накачкой или другие аналогичные устройства, как должны легко понимать специалисты в данной области техники. Кроме того, термин «светоизлучающий элемент» используется для того, чтобы задавать конкретное устройство, которое испускает излучение, например, светодиодный кристалл, и может в равной степени использоваться и для того, чтобы задавать комбинацию конкретного устройства, которое испускает излучение, вместе с корпусом или блоком, в котором размещено конкретное устройство или устройства.
Термин "свет" в контексте "формирования света" используется для того, чтобы задавать излучение в области или комбинации областей электромагнитного спектра, например, в видимой области, инфракрасной области и/или ультрафиолетовой области. Следовательно, сформированный свет может содержать характеристики монохроматического, квазимонохроматического, полихроматического или широкополосного спектрального излучения и испускаться из одного или более устройств освещения, к примеру, из одного или более светоизлучающих элементов и/или их другого подобного источника света, надлежащим образом сконфигурированного так, чтобы предоставлять такие характеристики.
Термин "протокол управления" используется для того, чтобы задавать протокол, посредством которого параметры, инструкции, процессы, команды управления и т.д. могут передаваться в и/или реализовываться посредством одного или более модулей освещения и/или устройств системы освещения (к примеру, как описано в данном документе) или интерфейса управления и/или его модуля(и) формирования света, прямо или косвенно, чтобы в конечном счете управлять световым выходом устройства/модуля(ей) освещения системы. Протокол управления при использовании в данном документе может включать в себя, но не только, процесс управления устройством освещения (к примеру, способ, процесс, алгоритм и т.д.); формат данных ввода для или вывода этого процесса; набор блоков и/или параметров, посредством которых может быть задан управляемый выход одного или более устройств освещения или одного или более его компонентов; протокол связи, посредством которого эти параметры, вводы и/или выводы могут передаваться между различными компонентами и/или модулями данной системы освещения; собственный или отраслевой стандарт для задания различных параметров управления, обмена этими параметрами между различными компонентами/модулями системы управления и/или управления и взаимодействия с этими компонентами для реализации, например, управляющей последовательности или процесса. Следует принимать во внимание, что такие протоколы управления могут быть реализованы так, чтобы управлять различными элементами и/или функциями одного или более устройств освещения (к примеру, интенсивностью, цветностью, распределением спектральной мощности, качеством цвета или способностью к цветопередаче, световой эффективностью, степенью преобразования электрической энергии в оптические устройства освещения и т.д.), например, через один или более интерфейсов управления и/или модулей формирования света, интегрированных в него или функционально соединенных с ним, а также предоставлять административное управление модулем(ями) интерфейса управления, модулем(ями) формирования света и/или другими такими микропрограммными/программными модулями (к примеру, обновлением и/или модернизацией системы и т.д.).
Термин "предварительная установка" используется для того, чтобы задавать последовательность из одного или более этапов, причем этап - это уникальный набор значений, который задает световой выход. Например, данный набор значений может включать в себя, но не только, цветность, выход светового потока и длительность и/или другие такие значения, используемые для того, чтобы задавать данный световой выход конкретного устройства освещения его системы. Специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что различные наборы из различных значений, которые могут отличаться по числу, формату и/или быть заданы в соответствии с различными стандартами освещения, могут рассматриваться в данном документе без отступления от общего объема данного определения. Последовательность из одного или более этапов, в общем, используется для того, чтобы задавать, например, требуемую работу матрицы из одного или более светоизлучающих элементов.
При использовании в данном документе термин "примерно" означает изменение в +/-10% от номинального значения. Следует понимать, что это изменение всегда включается в любое данное значение, предоставляемое в данном документе, независимо от того, упоминается или нет оно специально.
Если не задано иначе, все технические и научные термины, используемые в данном документе, имеют тот же смысл, как обычно понимается специалистами в области техники, к которой принадлежит это изобретение.
Изобретение предоставляет систему и способ для управления освещением, например, из одного или более устройств освещения и/или модулей системы освещения. В частности, и в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, предусмотрена система и способ для управления формированием света от одного или более светоизлучающих элементов устройства освещения в ответ на внешний ввод. Система, в общем, содержит модуль интерфейса управления и модуль формирования света. Модуль интерфейса управления, в общем, выполнен с возможностью принимать внешний ввод и преобразовывать его в соответствии с предварительно заданным внутренним стандартом управления. Модуль формирования света соединен с возможностью осуществления связи с модулем интерфейса управления, чтобы принимать преобразованный ввод, и функционально соединен с одним или более светоизлучающих элементов для управления формированием света в них в соответствии с преобразованным вводом. Соответственно, система предоставляет совместимость модуля формирования света, выполненного с возможностью активировать один или более светоизлучающих элементов, чтобы испускать управляемый световой выход в соответствии с внутренним стандартом управления, с внешним вводом, который может быть предоставлен не в соответствии с тем же самым стандартом, и, по сути, в ином случае был бы неподходящим для того, чтобы управлять светоизлучающим элементом(ами) через модуль формирования света. Такая взаимосвязанность и/или функциональная совместимость предоставляет большую гибкость в общем системном проектировании, обновлении и реализации, обеспечивая возможность взаимозаменяемого использования множества предшествующих и недавно разработанных компонентов, при снижении затрат, связанных с потенциально трудоемкими переустановками и/или затратными решениями по модифицированию.
Согласно некоторым вариантам осуществления, архитектура этих систем, следовательно, может, например, помимо прочего, упрощать проектирование различных модулей формирования света, модулей интерфейса управления и/или интегрированных модулей интерфейса управления/формирования света, которые, например, могут быть связаны гибким способом; совместно использовать общие аппаратные и/или микропрограммные платформы, чтобы обеспечивать усовершенствованное многократное использование ранее разработанных модулей; предоставлять возможность простого объединения и взаимодействия новых модулей интерфейса управления с ранее разработанными модулями формирования света; предоставлять возможность простого объединения и взаимодействия новых алгоритмов, методик и способов управления освещением с ранее разработанными модулями интерфейса управления; и/или включать в себя интерфейсы для управления, конфигурирования и поддержки модуля интерфейса управления, модуля формирования света, интегрированного модуля интерфейса управления/формирования света и/или других таких модулей с помощью приложений, выполняющихся на персональном компьютере.
Например, в одном варианте осуществления модуль интерфейса управления является взаимозаменяемым или взаимозаменяемо приспосабливаемым с тем, чтобы принимать внешний ввод в соответствии с одним из двух или более протоколов управления и преобразовывать его в соответствии с одним предварительно определенным внутренним протоколом управления, тем самым предоставляя возможность системе работать в ответ на внешний вывод, предоставляемый в соответствии с любым из этих протоколов. Таким образом, такая система может быть спроектирована так, чтобы реализовать управление существующим устройством освещения и установкой модуля формирования света посредством приспособления модуля интерфейса управления, соединенного с возможностью осуществления связи с ним, чтобы предоставлять адекватное преобразование внешнего ввода для того, чтобы передавать управляющий сигнал в модуль формирования света в соответствии с предварительно определенным внутренним протоколом управления. Это и другие преимущества данных вариантов осуществления должны стать более очевидными специалистам в данной области техники после дополнительного прочтения настоящего описания.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления большая системная гибкость и повторное использование достигается за счет предоставления приспосабливаемого и/или стандартизированного микропрограммного обеспечения в каждом модуле, чтобы упрощать адаптацию к новым или другим рабочим и/или управляющим условиям.
Как более подробнее описано ниже, микропрограммное обеспечение, используемое в каждом модуле, может, например, предоставлять компактную инфраструктуру реального времени, которая предоставляет доступ к стандартным устройствам, а также управление в реальном времени системного процессора; задавать стандартный набор высокоуровневых операций, которые могут быть выполнены со светом и реализовать их способом, который является независимым от фактических аппаратных средств и/или микропрограммного обеспечения формирования света; поддерживать язык управления освещением (LCL) в качестве стандарта для обмена командами освещения между модулями; задавать изолированное окружение со стандартными интерфейсами, в котором может быть реализовано физическое управление световым выходом; задавать стандартный набор высокоуровневых операций и признаков функций конфигурирования, мониторинга и поддержки; и/или поддерживать язык управления модулями (MCL), чтобы реализовать командный интерфейс для этих признаков, помимо прочего. Помимо этого, чтобы упрощать реализацию встроенного микропрограммного обеспечения, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, все языки, например, могут быть заданы так, чтобы совместно использовать одну структуру и семантику.
Со ссылкой на фиг.1 и в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, система возбуждения и управления устройства освещения (к примеру, такая, как система 1020 по фиг.22), иллюстративно упоминаемая в данном документе с помощью номера 20, проиллюстрирована так, что она содержит модуль 16 интерфейса управления, выполненный с возможностью принимать внешний ввод 14 (к примеру, от отдельного/удаленного или интегрированного модуля ввода-вывода, центрального/ведущего модуля управления и/или других таких модулей внешнего ввода), и модуль 18 формирования света, функционально соединенный с ним, например, через линию 19 связи, соединенный с возможностью осуществления связи с одним или более модулей 12 светоизлучающих элементов, чтобы управлять ими и их светоизлучающим элементом(ами) в соответствии с принимаемым внешним вводом. Чтобы реализовать управление одним или более модулей 12 светоизлучающих элементов в ответ на внешний ввод 14, внешний ввод сначала преобразуется посредством модуля 16 интерфейса управления в соответствии с предварительно определенным внутренним протоколом управления так, чтобы интерпретироваться посредством модуля 18 формирования света для управления одним или более модулей 12 светоизлучающих элементов в соответствии с ним.
В одном варианте осуществления модули интерфейса управления и формирования света функционально соединены как часть общего модуля или устройства, такого как интегрированный модуль интерфейса управления/формирования света. Такая конфигурация может быть предоставлена, например, в общей аппаратной системе, при этом функциональные элементы каждого модуля предоставляются на одной аппаратной платформе, например, работая как единый блок, такой как интегрированный блок управления (к примеру, автономное устройство освещения) или ведомый блок управления с ведущим или центральным блоком управления (к примеру, система распределенного освещения), например. Например, и со ссылкой на вариант осуществления по фиг.2, система возбуждения и управления, иллюстративно показанная как система 120, содержит интегрированную архитектуру системы, содержащую комбинированный модуль 117 интерфейса управления и формирования света, выполненный с возможностью реализовать функции каждого модуля интегрированным способом. А именно, компонент модуля интерфейса управления интегрированной архитектуры принимает внешний ввод 114, преобразует этот ввод в соответствии с предварительно определенным внутренним протоколом управления, который интерпретируется посредством интегрированного модуля формирования света, соединенного с возможностью осуществления связи с ним, управляет одним или более модулей 112 светоизлучающих элементов, функционально соединенных с ним.
В другом варианте осуществления модули интерфейса управления и формирования света могут быть соединены с возможностью осуществления связи как часть отдельных модулей или устройств, а именно состоять из отдельного модуля интерфейса управления и модуля формирования света, соответственно. Такая конфигурация может быть предоставлена, например, в общей или распределенной аппаратной системе, при этом функциональные элементы каждого модуля предоставляются на одной или различных аппаратных платформах, например, соединены с возможностью осуществления связи так, чтобы работать как совместный блок, такой как интегрированный блок управления (к примеру, автономное устройство освещения) или ведомый модуль управления с ведущим или центральным модулем управления (к примеру, система распределенного освещения), например. Например, в варианте осуществления по фиг.3 система возбуждения и управления, иллюстративно показанная как система 220, содержит отдельный модуль 216 интерфейса управления, выполненный с возможностью принимать внешний ввод 214, и отдельный модуль 218 формирования света, функционально соединенный с ним через сеть 219, которая функционально соединена с одним или более модулем 212 светоизлучающих элементов, чтобы управлять ими в соответствии с принимаемым внешним вводом, как описано выше.
Специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что любая комбинация интегрированных и/или распределенных модулей может рассматриваться в данном документе без отступления от общего объема и сущности настоящего раскрытия, тем самым обеспечивая гибкость в проектировании систем и реализации для данного контекста или варианта применения.
Как представлено выше, и в соответствии с различными вариантами осуществления изобретения, ниже дополнительно описывается система и способ управления для управления освещением, предоставляемым посредством системы освещения. В общем, система освещения содержит ведущий блок управления и один или более модулей или устройств освещения, соединенных с возможностью осуществления связи с ним, каждое из которых содержит модуль светоизлучающих элементов и ведомый блок управления, функционально соединенный с ним, для возбуждения его светоизлучающего элемента(ов) в соответствии с внешними вводами (к примеру, управляющими сигналами и/или командами), передаваемыми в него посредством ведущего модуля управления, удаленного/отдельного или интегрированного модуля ввода-вывода или других таких модулей внешнего ввода, например.
Например, каждый ведомый блок управления может быть соединенный с возможностью осуществления связи с ведущим блоком управления, чтобы принимать внешний ввод от него. В одном варианте осуществления ведущие и ведомые блоки управления связаны через модуль интерфейса управления, выполненный с возможностью преобразовывать внешний ввод в соответствии с предварительно заданным внутренним протоколом управления, управляемым посредством ведомого блока управления (к примеру, модуля формирования света, реализованным в нем), чтобы возбуждать один или более светоизлучающих элементов, соединенных с ним. Соответственно, команды и/или управляющие последовательности, передаваемые посредством ведущего модуля управления, который может быть сконфигурирован в соответствии с конкретным внешним протоколом управления, могут быть реализованы посредством каждого модуля освещения через его соответствующий ведомый блок управления, в соответствии с общим или соответствующим внутренним протоколом, который может отличаться от конкретного внешнего протокола управления, используемого посредством ведущего блока управления.
Системы и устройства освещения, как описано ниже в соответствии с различными вариантами осуществления изобретения, могут предоставлять различные решения по твердотельному освещению, например, выполнены с возможностью предоставлять освещение через управляемую работу одного или более модулей светоизлучающих элементов, предоставляемых посредством одного или более устройств или модулей освещения системы. Например, в некоторых вариантах осуществления предоставляется модульная система твердотельных источников освещения, содержащая одно или более устройств освещения, каждое из которых содержит модуль светоизлучающих элементов (к примеру, содержащий одну или более матриц из одного или более светоизлучающих элементов) и ведомый блок управления, выполненный с возможностью предоставлять управляющие сигналы в модуль светоизлучающих элементов, тем самым управляя активацией одного или более его светоизлучающих элементов. Модуль источника питания, функционально соединенный с устройством или модулем освещения, предоставляет требуемый формат питания в ведомый блок управления. Ведущий модуль управления может быть функционально соединен с данным устройством или модулем освещения (к примеру, прямо или косвенно через одно или более промежуточных устройств и/или модулей) и быть выполнен с возможностью предоставлять операционные сигналы управления в его ведомый блок управления.
Модульная система твердотельных источников освещения дополнительно может содержать модуль ввода-вывода, функционально соединенный с устройством освещения, при этом модуль ввода-вывода может предоставлять средство для ввода-вывода в и из устройства освещения, и в частности, в и из своего ведомого блока управления. Оптический модуль может быть дополнительно оптически соединен с модулем светоизлучающих элементов, тем самым предоставляя обработку света, сформированного посредством одного или более светоизлучающих элементов этого модуля, чтобы предоставлять требуемый световой эффект.
Ведомый блок управления может быть выполнен с возможностью взаимодействовать с множеством конфигураций внешних модулей. Например, ведомый блок управления может быть сконфигурирован, например, с помощью различных архитектур микропрограммного обеспечения (к примеру, через различные модули интерфейса управления), чтобы обеспечивать взаимодействие с различными модулями ввода-вывода. Например, модуль ввода-вывода может быть выполнен с возможностью предоставлять один или более из следующих типов управления: управление вручную, DMX-управление, DALI-управление, собственное управление или другие форматы управления, применимые к твердотельному устройству освещения, как должны легко понимать специалисты в данной области техники. Кроме того, и в соответствии с одним вариантом осуществления, модуль ввода-вывода выполнен с возможностью предоставлять инструкции в ведомый блок управления, причем модуль ввода-вывода выполнен, например, как пользовательский интерфейс или порт связи. Порт связи может быть выполнен с возможностью принимать и отправлять информацию по одному или более из множества протоколов связи, например, DMX, DALI, RS-485, I2C, RS-232, Ethernet, собственный протокол или другой протокол связи, как должны легко понимать специалисты в данной области техники.
Со ссылкой на фиг.12, и в соответствии с вариантом осуществления изобретения, далее описываются системы освещения, в общем, обозначаемые с помощью номера 2005. Система 2005 освещения, в общем, содержит одно или более устройств или модулей 2040 освещения (к примеру, в модулях A-D), выполненных с возможностью принимать внешний управляющий ввод из любого из одного или более из ведущего 2050 модуля управления (к примеру, модулей освещения A, B и C), интегрированного и/или удаленного модуля 2070 ввода-вывода (к примеру, модулей освещения A, B и D) и/или других аналогичных модулей внешнего ввода. Данный модуль освещения также, или альтернативно, может быть выполнен с возможностью принимать внешний ввод в ходе изготовления, сборки и/или установки для автономной работы, например, возможно, для работы без или с нечастым взаимодействием с ведущим модулем управления или модулем ввода-вывода.
В общем, каждый модуль 2040 освещения содержит модуль 2030 светоизлучающих элементов (LEE), который, в общем, содержит одну или более матриц, каждая из которых состоит из одного или более светоизлучающих элементов, и ведомый блок 2020 управления, функционально выполненный с возможностью реализовать инструкции, принимаемые от ведущего модуля 2050 управления и/или модуля 2070 ввода-вывода, чтобы управлять LEE-модулем 2030, ассоциативно связанным с ним, тем самым управляя активацией одного или более его светоизлучающих элементов.
Один и тот же или отдельный модуль 2010 источника питания дополнительно функционально соединен с каждым модулем 2040 освещения, чтобы предоставлять требуемый формат питания в ведомый блок 2020 управления для управления соответствующими LEE-модулями.
Соответствующий или комбинированный оптический модуль 2060 дополнительно может быть соединен с модулем(ями) 2040 освещения, например, оптически соединен с соответствующим или комбинацией модулей 2030 светоизлучающих элементов, тем самым предоставляя обработку света, формируемого посредством одного или более его светоизлучающих элементов.
Как проиллюстрировано в различных примерах на фиг.12, каждый ведомый блок 2020 управления может предоставлять аппаратную платформу для реализации одного или более микропрограммных и/или программных модулей, выполненных с возможностью принимать внешний ввод из ведущего модуля 2050 управления и/или ассоциативно связанного модуля 2070 ввода-вывода и интерпретировать его так, чтобы управлять соответствующими LEE-модулями 2030, чтобы формировать свет в соответствии с инструкциями, содержащимися во внешнем вводе. Например, как представлено выше и как подробнее описано ниже, каждый ведомый блок 2020 управления может быть выполнен с возможностью реализовать модуль интерфейса управления, приспособленный принимать внешний ввод и преобразовывать его в соответствии с предварительно заданным внутренним протоколом управления, и модуль формирования света, приспособленный интерпретировать этот преобразованный ввод, чтобы возбуждать светоизлучающие элементы ассоциативно связанного LEE-модуля 2030. В другом примере модули микропрограммного обеспечения данного устройства освещения распределены по двум или более платформам, тем самым распределяя функциональность каждого модуля по двум или более функционально соединенным устройствам. Например, как проиллюстрировано для модуля освещения A по фиг.12, модуль интерфейса управления предоставляется посредством модуля 2070 ввода-вывода, который сам выполнен с возможностью сначала принимать от ведущего модуля 2050 управления внешний ввод и преобразовывать его для реализации инструкций и команд, содержащихся в нем, посредством модуля формирования света ведомого блока 2020 управления модуля освещения. Специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что различные комбинации и распределения аппаратных, микропрограммных и/или программных модулей могут рассматриваться в данном документе, как показано, посредством различных вариантов осуществления изобретения, описанных ниже, без отступления от общего объема и сущности настоящего раскрытия сущности.
В одном варианте осуществления ведущий модуль 2050 управления не включен в реализацию. В этом случае модуль(и) освещения может использоваться как автономное устройство, работающее, например, согласно управлению вручную через интерфейсный модуль 2070 (к примеру, см. модуль освещения D) или согласно предустановленным или предварительно сконфигурированным условиям.
В другом варианте осуществления объединенная в сеть группа модулей освещения может работать синхронно друг с другом посредством соединения с возможностью осуществления связи от ведущего модуля управления к каждому ведомому модулю управления, непосредственно или через дополнительные промежуточные устройства, такие как общий или соответствующий модуль ввода-вывода. Ведущим контроллером, используемым в этом случае, может быть, например, DMX-контроллер. Множество устройств освещения в системе освещения может быть синхронизировано друг с другом, например, через интерфейс синхронизации, как показано в вариантах осуществления по фиг.13, 14, 18 и 19.
В некоторых вариантах осуществления система освещения содержит множество модулей освещения, и ведущий модуль управления может обеспечивать требуемую функциональность множества модулей освещения.
В одном варианте осуществления модульная конфигурация системы освещения может предоставлять средство для различных изготовителей, чтобы определять, проектировать и создавать различные модули. Эта конфигурация может обеспечивать простоту удаления и замены конкретных модулей и может предоставлять возможность модифицировать и/или поддерживать систему освещения без необходимости изменять всю систему. Например, модули аппаратных средств и/или микропрограммного обеспечения, которые формируют систему освещения, могут быть связаны между собой, создавая различные типы устройств, модулей и систем освещения. Например, несколько модулей, возможно, созданных и сконфигурированных посредством различных сторон, могут быть связаны между собой таким образом, чтобы создавать сеть устройств или модулей освещения, функционально управляемых посредством ведущего контроллера или других подобных внешних модулей управления.
Устройство освещения
Устройство освещения, описанное в данном документе, в соответствии с различными вариантами осуществления изобретения, может использоваться самостоятельно или вместе с другими устройствами и/или модулями, чтобы формировать, например, белый свет с конкретными цветовыми температурами или свет другой цветности в пределах доступной цветовой гаммы светоизлучающих элементов, ассоциативно связанных с ним. Каждое устройство освещения может содержать один или более светоизлучающих элементов и, как следствие, систем возбуждения и управления (к примеру, см. модули 2040 освещения на фиг.12, 16 и 18). Устройство дополнительно может содержать различные комбинации других компонентов, которые могут включать в себя, но не только, систему с обратной связью, систему термического управления, оптический модуль и систему связи, обеспечивающую связь, например, между различными устройствами освещения, модулями формирования света и/или другими системами/модулями управления. В зависимости от своей конфигурации, устройство освещения может работать автономно, или его функциональность может быть определена на основе внутренних сигналов и внешне принимаемых сигналов, исключительно внешне принимаемых сигналов или исключительно внутренних сигналов, к примеру.
Со ссылкой на фиг.22, схематически проиллюстрированы различные компоненты устройства 1010 освещения, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения. Устройство 1010 освещения, в общем, содержит модуль 1050 светоизлучающих элементов, содержащий одну или более матриц из одного или более светоизлучающих элементов. Источник питания, проиллюстрированный в данном документе как внешний источник, устройство и/или модуль 1040 питания, предоставляет мощность в устройство 1010 освещения, причем эта предоставляемая мощность регулируется посредством системы 1020 возбуждения и управления (к примеру, в некоторых вариантах осуществления содержащей интегрированный и/или распределенный ведомый блок управления, необязательно содержащий интерфейс управления и/или модули формирования света, как описано ниже). Это регулирование мощности может включать в себя преобразование подаваемой мощности до требуемого уровня входной мощности, который может быть определен, например, на основе характеристик светоизлучающих элементов в устройстве. В дополнение к преобразованию мощности, система 1020 возбуждения и управления предоставляет средство для управления передачей управляющих сигналов в светоизлучающие элементы, тем самым управляя их активацией. Система 1020 возбуждения и управления может принимать входные данные в пределах устройства 1010 освещения, например, из системы 1030 обратной связи, и/или может принимать данные внешнего ввода из других устройств освещения и/или других управляющих устройств (к примеру, из центрального контроллера или ведущего блока управления, как описано ниже). Необязательный порт 1095 связи может предоставлять для системы 1020 возбуждения и управления возможность ввода и вывода сигналов в и из устройства 1010, соответственно, например, в рамках контекста устройства освещения, по меньшей мере, частично управляемого посредством отдельного контроллера или интерфейса управления, или также когда устройство 1010 освещения выполнено с возможностью выступать, по меньшей мере, частично, в качестве контроллера или интерфейса управления для сетевого или ассоциативно связанного устройства освещения.
Система 1030 обратной связи устройства 1010 может содержать одну или более форм детекторов, датчиков и/или других аналогичных устройств, обычно и взаимозаменяемо упоминаемых в данном документе как чувствительные элементы. Например, один или более оптических датчиков, такие как оптический датчик 1070, и один или более тепловых датчиков, такие как тепловой датчик 1080 и/или тепловой датчик 1085, могут быть интегрированы в или функционально соединены с системой 1030 обратной связи.
В одном варианте осуществления оптический датчик 1070 может обнаруживать и предоставлять информацию в систему 1020 возбуждения и управления, которая может относиться, например, к световому потоку и цветности освещения, формируемого посредством светоизлучающего элемента(ов), к показаниям условий дневного освещения и/или к другим аналогичным показаниям оптических приборов, возможно, релевантным для надлежащей и/или оптимальной работы устройства 1010 освещения. Эта форма информации может предоставлять возможность системе 1020 возбуждения и управления модифицировать активацию светоизлучающего элемента(ов) в рамках устройства 1010, например, чтобы достигать и/или поддерживать одну или более целевых характеристик или предварительных установок освещения. Используя данные обратной связи, полученные через оптический датчик 1070, целевые характеристики или предварительные установки освещения могут быть достигнуты, например, несмотря на возможные флуктуации интенсивности светоизлучающего элемента, сдвиги пиковой длины волны и/или спектральное расширение вследствие, например, одного или более из изменений температуры перехода светоизлучающего элемента, износа светоизлучающего элемента и/или долговременного ухудшения качества оптики, и другие такие возможные флуктуации и/или изменения в оперативных характеристиках устройства 1010 освещения. Другие такие характеристики должны быть очевидными для специалистов в данной области техники и поэтому не имеют намерением отступать от общего объема и сущности настоящего раскрытия сущности.
Как представлено выше, в одном варианте осуществления система 1030 обратной связи содержит тепловой датчик 1080, выполненный с возможностью обнаруживать, например, температуру подложки, на которой установлены светоизлучающие элементы, температуру одного из, или каждого из светоизлучающих элементов, температуру в рамках самого устройства освещения и/или температуру других подобных компонентов устройства освещения, которая может варьироваться или колебаться при работе. Эта температурная информация может быть передана в систему 1020 возбуждения и управления, тем самым предоставляя возможность модификации активации светоизлучающих элементов так, чтобы уменьшать тепловое повреждение светоизлучающих элементов вследствие перегревания, например, тем самым повышая долговечность этих компонентов. Помимо этого, тепловой датчик 1080 может использоваться в системе с прямой связью (не показана) для того, чтобы достигать одной или более целевых характеристик или предварительных установок освещения независимо от изменений, например, в рабочих температурах и/или температурах перехода светоизлучающего элемента.
В другом варианте осуществления дополнительный тепловой датчик 1085, проиллюстрированный в данном документе пунктирной линией как отдельный или общий тепловой датчик, предоставляется и выполнен с возможностью обнаруживать температуру светочувствительного датчика(ов) 1070. Эта температурная информация может использоваться для того, чтобы регулировать показания датчика так, например, чтобы учитывать температурные зависимости светочувствительного датчика(ов) 1070. Помимо этого, тепловой датчик 1085 может предоставлять измерение температуры печатной платы (PCB), которая может быть термически отделена от тепла, формируемого посредством модуля 1050 светоизлучающих элементов и его светоизлучающих элементов, чтобы предоставлять оптимизированное определение источников тепла и тепловых эффектов при работе.
Как проиллюстрировано на фиг.22, система 1090 термического управления предоставляет систему для передачи тепла, формируемого посредством модуля 1050 светоизлучающих элементов, в радиатор или другое устройство рассеяния тепла. Система термического управления может содержать близкий тепловой контакт со светоизлучающими элементами, например, и предоставлять предварительно заданный тепловой путь для тепла, которое должно отводиться от светоизлучающих элементов. Необязательно, система термического управления дополнительно может предоставлять средство для отвода тепла от системы 1020 возбуждения и управления. Другие подобные системы и конфигурации управления теплом должны быть очевидными для специалистов в данной области техники и поэтому не имеют намерение отступать от общего объема и сущности настоящего изобретения.
Оптический модуль 1060, как проиллюстрировано на фиг.22, принимает освещение, создаваемое посредством модуля 1050 светоизлучающих элементов, и предоставляет средство для эффективной оптической обработки этого освещения. Оптический модуль 1060, например, может предоставлять средство для сбора и/или коллимации светового потока, испускаемого посредством модуля 1050 светоизлучающих элементов, и может предоставлять, например, смешение цветов излучения нескольких светоизлучающих элементов. Оптический модуль 1060 также может предоставлять управление над пространственным распределением света, исходящего из устройства 1010 освещения. Помимо этого, оптический модуль 1060 может предоставлять средство для направления части освещения в светочувствительный датчик(и) 1070, чтобы предоставлять возможность формирования сигналов обратной связи, которые являются примером характеристик освещения, формируемых посредством устройства 1010 освещения.
В одном варианте осуществления система 1020 возбуждения и управления устройства 1010 освещения может работать независимо от других внешних устройств освещения и внешних систем управления или контроллеров.
В другом варианте осуществления система 1020 возбуждения и управления может принимать входные данные от других модулей освещения или внешней системы управления или контроллера через необязательный порт 1095 связи, причем эти данные могут включать в себя, например, сигналы состояния, сигналы освещения, информацию обратной связи и операционные команды. Система 1020 возбуждения и управления может в равной степени передавать эти внешним образом принимаемые данные или внутренним образом собранные или сформированные данные в другие устройства освещения или внешнюю систему управления. Эта передача информации может быть обеспечена посредством необязательного порта 1095 связи, соединенного, например, с системой 1020 возбуждения и управления.
В одном варианте осуществления устройство 1010 освещения по фиг.22 дополнительно содержит интерфейс ввода-вывода (не показан) для предоставления возможности пользователю (к примеру, пользовательского интерфейса) вводить персональные настройки и/или требования управления, возможно, предписываемые посредством варианта применения, в котором устройство освещения должно использоваться, и вычислительное средство для интерпретации этих управляющих вводов (к примеру, через систему 1020 возбуждения и управления), чтобы управлять выводом устройства 1010 освещения. Специалистам в данной области техники должно быть очевидным, что вводы могут быть предоставлены через определенное число аппаратных, микропрограммных и/или программных средств, выполненных с возможностью предоставлять пользовательский интерфейс для принятия этих вводов от пользователя устройства 1010 освещения. Альтернативно, управляющие вводы могут быть предоставлены в вычислительное средство внутренним способом из различных предварительно запрограммированных функций управления. Кроме того, интерпретация и обработка требуемых данных и команд для управления устройством освещения в соответствии со входными сигналами управления могут быть реализованы через комбинацию аппаратных, микропрограммных и/или программных модулей, работающих независимо или во взаимодействии с одним или более интегрированных и/или соединенных с возможностью осуществления связи вычислительных средств.
В иллюстративном варианте осуществления, описанном подробнее ниже, интерфейс ввода-вывода и вычислительное средство предоставляются посредством микропрограммного обеспечения, работающим в аппаратной архитектуре устройства 1010 освещения. Как должно стать очевидным специалистам в данной области техники после прочтения последующего раскрытия сущности, другие микропрограммные/аппаратные архитектуры могут рассматриваться для того, чтобы предоставлять аналогичные результаты, как и другие комбинации интегрированных и/или функционально связанных программных/микропрограммных/аппаратных модулей, соединенных с возможностью осуществления связи с системой 1020 возбуждения и управления устройства 1010 освещения так, чтобы принимать, интерпретировать и обрабатывать входные сигналы управления с тем, чтобы управлять устройством освещения в соответствии с данными входными сигналами управления.
Кроме того, следует принимать во внимание, что связь между системой 1020 возбуждения и управления, модулем 1050 светоизлучающих элементов и системой 1030 обратной связи может быть реализована через различные среды, интегрирован и реализован ли аппаратно каждый элемент в том же устройстве, таком как независимое устройство освещения, или соединен с возможностью осуществления связи между сгруппированными или сетевыми модулями. Необязательная консоль внешнего управления и т.п. также может быть включена, чтобы связывать определенное число устройств освещения, и выполнена с возможностью предоставлять адаптируемые управляющие сигналы в них.
Ведомый блок управления
Ведомый блок управления выполнен с возможностью предоставлять управляющие сигналы в один или более светоизлучающих элементов внутри модуля светоизлучающих элементов. Ведомый блок управления может обрабатывать мощность, принимаемую от модуля источника питания, перед предоставлением в модуль светоизлучающих элементов, тем самым обеспечивая предоставление питания в требуемом формате.
Ведомый блок управления может содержать один или более из множества типов микропроцессоров или микроконтроллеров, включая центральные процессоры (CPU). Ведомый блок управления может иметь один или более аналого-цифровых преобразователей для мониторинга определенных параметров освещения. Ведомый блок управления может быть функционально соединен с запоминающим устройством. Например, запоминающее устройство может быть интегрировано в ведомый блок управления или оно может быть запоминающим устройством, подключенным к вычислительному устройству через надлежащую линию связи. В одном варианте осуществления, ведомый блок управления может сохранять требуемые величины напряжения и/или тока из ранее определенных возбуждающих напряжений и/или токов в запоминающем устройстве для последующего использования в ходе работы системы освещения. Запоминающее устройство может быть выполнено как электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EEPROM), электрически программируемое постоянное запоминающее устройство (EPROM), энергонезависимое оперативное запоминающее устройство (NVRAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), программируемое постоянное запоминающее устройство (PROM), флэш-память или другое энергонезависимое запоминающее устройство для хранения данных. Запоминающее устройство может использоваться для того, чтобы хранить данные и команды управления, например, программный код, программное обеспечение, микрокод или микропрограммное обеспечение, для мониторинга или управления устройствами, которые соединены с вычислительным устройством и которые могут быть предоставлены для выполнения или обработки посредством CPU.
В одном варианте осуществления система и способ управления могут быть реализованы во встраиваемой системе, аппаратных средствах и микропрограммном обеспечении, например.
В одном варианте осуществления алгоритмы, которые могут быть реализованы в микропрограммном обеспечении ведомого блока управления, могут быть выполнены с возможностью управлять в режиме реального времени корреляцией между входной мощностью, подаваемой посредством модуля источника питания, и уровнем светового выхода модуля светоизлучающих элементов, тем самым обеспечивая очень высокий уровень управления световым выходом при значительном снижении потерь мощности и результирующей теплоотдачи. Означенные алгоритмы могут включать в себя аналитическое моделирование выходного спектра каждого цвета светоизлучающего элемента как суммы двух гауссовых или других колоколообразных кривых. Кроме того, автоматические адаптивные функции, реализованные в микропрограммном обеспечении, могут предоставлять средство для приспособления аппаратных средств ведомого блока управления к различным модулям, например, модулям светоизлучающих элементов или модулям ввода-вывода, которые выполнены с различными входными и выходными уровнями напряжения. Например, в одном варианте осуществления микропрограммное обеспечение включает в себя алгоритм, который понижает мощность, подаваемую в один или более светоизлучающих элементов согласно закону корреляции температуры/прямого напряжения, который может регламентировать работу одного или более светоизлучающих элементов.
Например, незначительные усовершенствования по оптимизации эффективности, вытекающие из автоадаптивного управления, могут экономить несколько ватт в одном устройстве освещения, что может давать в результате до 10% и выше от полной мощности, требуемой для возбуждения матрицы светоизлучающих элементов.
В одном варианте осуществления система и способ адаптивного управления могут использоваться для того, чтобы непосредственно управлять прямым напряжением одного или более светоизлучающих элементов в последовательной и/или параллельной конфигурации, или могут использоваться для того, чтобы управлять напряжением, предоставляемым в группу из одного или более светоизлучающих элементов в последовательной и/или параллельной конфигурации.
В одном варианте осуществления ведомый блок управления допускает работу при управлении с 8-битовым разрешением модуля светоизлучающих элементов.
В другом варианте осуществления ведомый блок управления может быть выполнен с возможностью работать, используя управление с 10-битовым или большим разрешением модуля светоизлучающих элементов. Регулирование разрешения управления может быть обеспечено посредством использования контроллера, имеющего требуемое разрешение, или альтернативно, посредством реконфигурирования управляющих сигналов, формируемых посредством ведомого блока управления.
Помимо этого, как представлено выше и в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, устройство освещения необязательно может содержать один или более чувствительных элементов, таких как оптические, тепловые и/или электрические датчики для замера рабочего состояния и/или характеристик устройства освещения, и использовать эти замеренные характеристики как часть системы с обратной связью и/или прямой связью для повышения или даже оптимизации производительности устройства освещения относительно требуемых и/или выбранных рабочих состояний (к примеру, рабочую температуру модуля светоизлучающих элементов, эффективность энергопотребления и т.д.) и/или выходных характеристик (к примеру, пиковой длины волны, распределения спектральной мощности, качества цвета, цветности, цветовой температуры, индекса цветопередачи и т.д.). Данные системы с обратной связью и/или с прямой связью, в некоторых вариантах осуществления, могут быть реализованы через ведомый блок управления. Например, замеренные рабочие характеристики устройства освещения могут быть отправлены в цикле обратно в ведомый блок управления и использоваться там для того, чтобы регулировать одно или более рабочих состояний устройства освещения.
В одном варианте осуществления, например выборка светового выхода посредством модуля светоизлучающих элементов обнаруживается посредством оптического датчика, который формирует электрические сигналы, представляющие свет, падающий на него. Эти сигналы передаются обратно в ведомый блок управления, который учитывает их при предоставлении требуемой мощности в модуль светоизлучающих элементов. Дискретизация выходного света может быть регулярной или может осуществляться с различными частотами. Например, выход может дискретизироваться более часто во время изменений заданного значения и в течение периода времени, следующего после этих изменений. Кроме того, в соответствии с другим вариантом осуществления, тепловой датчик может быть термически соединен с оптическим датчиком для мониторинга его рабочей температуры (к примеру, рабочие характеристики и/или чувствительность некоторых оптических датчиков могут меняться в зависимости от температуры) и тем самым регулирования сигнала, передаваемого посредством оптического датчика в ведомый блок управления, или также регулирования его интерпретации посредством ведомого блока управления согласно этой рабочей температуре.
В другом варианте осуществления требуемое напряжение(я) и/или ток(и), который должен быть предоставленным в модуль светоизлучающих элементов, определяется посредством мониторинга рабочей температуры модуля и/или его светоизлучающего элемента(ов) и посредством задания напряжения(й) и/или тока(ов) согласно требуемому световому выходу и выходной производительности светоизлучающих элементов при этой температуре. Отслеживаемая температура может быть температурой или температурами одного или более отдельных светоизлучающих элементов в модуле, или температуры соединений светоизлучающих элементов могут быть измерены, например, через измерение прямого напряжения.
В некоторых вариантах осуществления калибровочные данные, используемые для того, чтобы выполнять это вычисление, сохраняются в запоминающем устройстве ведомого блока управления или в запоминающем устройстве модуля светоизлучающих элементов и могут быть сохранены, например, как таблица поиска или как коэффициенты аналитического уравнения.
Специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что другие типы систем с обратной связью и/или прямой связью могут быть реализованы в настоящем контексте без отступления от общего объема и сущности настоящего изобретения. Дополнительно следует принимать во внимание, что операции, описанные в данном документе, реализуемые посредством ведомого блока управления, также могут быть реализованы посредством взаимодействующих аппаратных/микропрограммных модулей, функционально соединенных с ведомым блоком управления для реализации вышеупомянутых и других подобных систем с обратной связью и/или прямой связью.
Внешний ввод
В общем, различные устройства/модули освещения в системе освещения, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, чувствительны к внешнему вводу (к примеру, см. внешний ввод 14, 114, ..., 914 по фиг.1-11), как правило, в форме сигнала или команды внешнего управления, которая должна интерпретироваться посредством системы для управления одним или более модулем светоизлучающих элементов (к примеру, см. модуль(и) 12, 112, ..., 912 по фиг.1-11), функционально соединенных с ней, управляемым способом. Например, внешний ввод, в общем, предоставляется посредством одной или более систем и/или устройств, доступных для пользователя системы, выполненной с возможностью управлять световым выходом системы.
В общем, внешнее управление может быть предоставлено уникально для данного устройства освещения или его комбинации или предоставлено через сетевую систему освещения, например, функционально размещенную так, чтобы предоставлять инструкции и/или команды освещения во множество устройств освещения или через общую сеть управления, или через распределенную сеть компонентов, выполненных с возможностью реализовать одинаковые или различные условия освещения для различных устройств освещения, или через комбинацию указанного.
Например, в одном варианте осуществления внешний ввод предоставляется посредством ведущего контроллера (к примеру такого, как ведущий модуль 2050 управления по фиг.12), выполненного с возможностью предоставлять управляющие сигналы в соответствующие ведомые блоки управления каждого устройства освещения в системе освещения. Эти управляющие сигналы могут передаваться посредством ведущего контроллера, например, по частной, совместно используемой и/или коммерческой сети связи, такой как DALI или DMX, чтобы управлять устройствами освещения системы.
В общем, ведущий контроллер может содержать один или более из множества типов микропроцессоров или микроконтроллеров, включая центральные процессоры (CPU). Ведущий контроллер дополнительно может быть функционально соединен с запоминающим устройством. Например, запоминающее устройство может быть интегрировано в ведущий контроллер или оно может быть запоминающим устройством, подключенным, через соответствующую линию связи, к вычислительному устройству, управляющему этим модулем. В одном варианте осуществления ведущий контроллер может сохранять требуемые последовательности формирования света для последующего использования во время работы системы освещения. Запоминающее устройство может быть выполнено как электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EEPROM), электрически программируемое постоянное запоминающее устройство (EPROM), энергонезависимое оперативное запоминающее устройство (NVRAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), программируемое постоянное запоминающее устройство (PROM), флэш-память или другое энергонезависимое запоминающее устройство для хранения данных. Запоминающее устройство может использоваться для того, чтобы хранить данные и команды управления, например, программный код, программное обеспечение, микрокод или микропрограммное обеспечение, для мониторинга или управления различными устройствами, соединенными с вычислительным устройством, которое может быть предоставлено для выполнения или обработки посредством CPU.
Следует принимать во внимание, что ведущий контроллер может предоставлять внешний ввод в различные устройства освещения системы освещения через прямую связь с ведомым блоком управления каждого устройства или через непрямую связь, например, через одно или более промежуточных устройств связи и/или модулей ввода-вывода. В последних вариантах осуществления модуль ввода-вывода может быть выполнен с возможностью предоставлять инструкции в ведомый блок управления данное устройство освещения, при этом модуль ввода-вывода выполнен, например, как порт связи. Порт связи может быть выполнен с возможностью принимать и отправлять информацию по одному или более из множества протоколов связи, которые могут включать в себя, например, DMX, DALI, RS-485, I2C, RS-232, Ethernet, собственный протокол или другой протокол связи, как должны легко понимать специалисты в данной области техники.
В другом варианте осуществления внешний ввод может быть предоставлен через модуль ввода-вывода, выполненный как пользовательский интерфейс, интегрированный в или удаленный для одного или более различных устройств освещения системы освещения, или также предоставляемый посредством центрального устройства управления, к примеру, через ведущий модуль управления, как описано выше. Данный модуль ввода-вывода, таким образом, может предоставлять возможность пользователю непосредственно управлять выводом данного устройства освещения или, с другой стороны, предоставлять команды управления во множество устройств освещения в рамках системы освещения. Примеры таких модулей ввода-вывода могут включать в себя, но не только, интегрированные или распределенные аппаратные архитектуры, содержащие, например, ползунковый переключатель, панель управления, набор кнопок и/или другие аналогичные интерфейсы управления, широко известные в данной области техники.
Интерфейс(ы) управления
Система освещения и ее устройства освещения могут управляться с помощью определенного числа способов и протоколов управления. Например, и в соответствии с различными вариантами осуществления изобретения, система может быть надлежащим образом выполнена для управления посредством различных средств управления вручную, стандартных протоколов управления и/или собственных протоколов управления, помимо прочего. Специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что другие способы и/или протоколы управления могут рассматриваться в данном документе для того, чтобы описывать различные архитектуры микропрограммного обеспечения, применимые в настоящем контексте, без отступления от общего объема и сущности настоящего раскрытия сущности.
Следовательно, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения система возбуждения и управления каждого устройства освещения (например, система 1020 по фиг.22), в общем, содержит один или более модулей интерфейса управления, выполненных с возможностью принимать один или более внешних управляющих вводов из внешнего источника или из интегрированного интерфейса управления и преобразовывать их в соответствии с предварительно определенным внутренним протоколом управления. После того как преобразован, управляющий сигнал передается в интегрированный или распределенный модуль формирования света (к примеру, через выделенную, совместно используемую и/или коммерческую сеть), выполненный с возможностью интерпретировать этот сигнал так, чтобы управлять формированием света от одного или более светоизлучающих элементов, функционально соединенных с ним.
Специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что интегрированный или комбинированный модуль управления/формирования света комбинирует функции обоих модулей в один компонент, такой как аппаратный модуль и т.п., как проиллюстрировано посредством интегрированных модулей 117, 317, 417, 617, 917 по фиг.2, 4, 5, 7 и 11, соответственно.
В одном варианте осуществления модуль интерфейса управления, в общем, содержит компонент преобразования интерфейса внешнего управления (ECIC) (к примеру, см. ECIC 322, 422, ..., 922 по фиг.4-9 и 11), в общем, выступающий в качестве клиента для внешнего протокола управления освещением или интерфейса местного управления. Компонент преобразования интерфейса управления, в общем, должен преобразовывать команды управления освещением, принимаемые от внешнего интерфейса, во внутреннее представление, используемое в рамках системы, т.е. в соответствии с предварительно определенным внутренним протоколом управления.
Например, в одном варианте осуществления преобразователь транслирует принимаемые команды управления на язык управления модулем формирования света (LCL - к примеру, см. LCL 430, 530, ..., 930 по фиг.5-11), который содержит синтаксис интерфейса с контроллером освещения (к примеру, см. контроллер 324, 424, ..., 924 освещения по фиг.4-8, 10, 11) модуля формирования света (поясненный ниже), так что ECIC выступает в качестве ведущего устройства сеанса связи LCL. Например, LCL может предоставлять стандартизированный набор команд и запросов, который дает возможность ECIC управлять и отслеживать расположенные логически ниже модули формирования и/или модули управления/формирования света. В одном примере LCL реализуется как протокол прикладного уровня (уровня 8) в модели организации сетей ISO и является протоколом обмена сообщениями между ведущими и ведомыми устройствами, который может выступать в качестве интерфейсного протокола для механизма формирования света (LGE, поясненного ниже - к примеру, см. LGE 326, 426, ..., 926 по фиг.4-8, 10, 11), который содержит синтаксис интерфейса с контроллером освещения (к примеру, см. контроллер 324, 424, ..., 924 освещения по фиг.4-8, 10, 11), и предоставлять возможность управления выводом LGE.
В одном варианте осуществления собственное ECIC предоставляется для каждого типа внешней сети или интерфейса управления, который должен быть реализован.
В другом варианте осуществления одно ECIC может использоваться для двух или более типов внешней сети или интерфейса управления посредством автоматического обнаружения типа внешнего ввода или посредством предоставления модуля выбора (к примеру, аппаратного переключателя, переключателя графического пользовательского интерфейса и т.д.) для выбора соответствующего преобразования из списка доступных преобразований.
Например, в одном варианте осуществления модуль интерфейса управления данного ведомого блока управления может быть выполнен с возможностью обнаруживать изменения в протоколе управления, используемом посредством ведущего контроллера. Ведущий контроллер может быть изменен с предоставления информации с использованием одного стандартного протокола на другой или альтернативно на собственный протокол, к примеру. Альтернативно, один ведущий контроллер может быть заменен на другой ведущий контроллер другого типа.
В одном варианте осуществления ведомый блок управления может работать в режиме собственного протокола, а именно выполнен с возможностью использовать собственный протокол для своего управления, и если сообщение не принимается в модуле интерфейса управления от ведущего контроллера в течение предварительно определенного периода времени, ведомый блок управления возвращается к альтернативному режиму работы согласно стандартному протоколу, например, он может перейти по умолчанию к DMX.
В другом варианте осуществления изобретения при работе в режиме стандартного протокола, если информация, принимаемая в течение предварительно определенного периода времени от ведущего контроллера, не имеет формата, совместимого со стандартным протоколом, модуль интерфейса управления ведомого блока управления возвращается к собственному протоколу.
Другие такие примеры должны быть очевидными для специалистов в данной области техники и поэтому не имеют намерением отступать от общего объема и сущности настоящего изобретения.
Модуль интерфейса управления дополнительно может содержать сетевой модуль, такой как сетевой стек протоколов (к примеру, см. стек 540, 640, 740, 840 и 940 протоколов по фиг.6-11), чтобы предоставлять распределенную архитектуру, например ведомый блок управления, распределенный по двум или более платформам. Такие варианты осуществления могут предоставлять большую универсальность, предоставляя возможность создания сети распределенных продуктов.
В варианте осуществления по фиг.6, например, ECIC 522, вместо взаимодействия непосредственно с контроллером 524 освещения модуля 518 формирования света, LCL 530 вместо этого передается в сетевой стек 540, выполненный с возможностью доставлять его в модуль 518 формирования света через кооперативный сетевой стек 540, который выполнен с возможностью взаимодействовать с контроллером 524 освещения и расположенным логически ниже LGE 526. Следует принимать во внимание, что сетевой стек может содержать различные сетевые стеки, известные в данной области техники, для того, чтобы заключать в себе необходимое микропрограммное обеспечение, требуемое для того, чтобы взаимодействовать с частной, совместно используемой и/или коммерческой сетью, такой как сеть 520 по фиг.6.
Специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что различные аппаратные и/или микропрограммные архитектуры и конфигурации могут рассматриваться для того, чтобы реализовать вышеописанные функции интерфейса управления. Например, как представлено выше, различные устройства освещения, например, выполненные с возможностью работы в различных типах конфигураций системы освещения, могут быть спроектированы так, чтобы действовать в ответ на внешний ввод, принимаемый от одного или более различных типов интерфейсов/протоколов управления. Далее описываются, со ссылкой на фиг.13-15, некоторые примеры аппаратных и микропрограммных архитектур, используемых в настоящем контексте для управления устройством освещения, например, через интерфейс управления вручную, стандартный протокол управления и собственный протокол управления. Примеры 5-8, описанные дополнительно ниже со ссылкой на фиг.16-21, предоставляют дополнительные примеры архитектур системы управления и возбуждения. Специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что другие такие архитектуры могут рассматриваться в данном документе, например, предоставляющие различные виды связи и реализации интерфейса управления и реализации, без отступления от общего объема и сущности настоящего изобретения.
Интерфейс управления вручную
В одном варианте осуществления, в котором предоставляется управление вручную, система освещения можно управляться с помощью кнопки, ползунка, переключателя или аналогичной конфигурации ручного интерфейса. Интерфейс управления вручную может быть функционально соединен с ведомым блоком управления и тем самым предоставлять инструкции в него для работы модуля светоизлучающих элементов и тем самым управления световым выходом посредством системы освещения. Ведомый блок управления функционально соединен с набором инструкций или микропрограммным обеспечением (к примеру, модулем интерфейса управления), которое предоставляет средство для ведомого блок управления, чтобы преобразовывать вводы от ручного интерфейса в соответствующие инструкции для передачи в модуль матрицы светоизлучающих элементов.
В одном варианте осуществления система освещения управляется с использованием 4-кнопочного интерфейса 2100, как проиллюстрировано на фиг.13. Интерфейс 2100 функционально соединен с ведомым блоком 2125 управления, который соединен с платой 2130 светоизлучающего элемента (к примеру, LEE-модулем). Функциональное соединение этих компонентов может быть предоставлено посредством внутренних проводных соединений или контактов и т.п. Обращаясь конкретно к 4-кнопочному интерфейсу, в этой конфигурации, две кнопки могут предоставлять выбор вручную предварительной установки, причем эти две кнопки могут предоставлять прокручивание в прямом или обратном направлении через одну или более предварительных установок, которые могут быть ассоциативно связаны с ведомым блоком управления. Другие две кнопки могут быть выполнены с возможностью предоставлять регулирование выхода светового потока системы твердотельных источников освещения, например, увеличение или уменьшение выхода светового потока.
В одном варианте осуществления изобретения четырехкнопочный интерфейс может интерпретировать нажатия кнопок, чтобы формировать DMX-вывод для управления ведомым блоком управления. Альтернативно, DALI-интерфейс может преобразовывать протокол из DALI-ввода в DMX-вывод. В зависимости от конфигурации ведомого модуля управления различные пары протоколов могут быть преобразованы по мере необходимости, включая собственные протоколы.
В одном варианте осуществления изобретения ручной интерфейс может использоваться для того, чтобы формировать и/или задавать одну или более предварительных установок для последующей передачи в ведомый блок управления для активации модуля матрицы светоизлучающих элементов.
В другом варианте осуществления изобретения ручной интерфейс может использоваться для того, чтобы просто выбирать предварительно заданные предварительные установки. В этом случае механизм задания предварительных установок может быть использован для того, чтобы формировать одну или более предварительных установок для последующего сохранения в ручном интерфейсе или ведомом блоке управления для последующего выбора вручную. Механизм задания предварительных установок дополнительно может предоставлять средство модификации существующих предварительных установок.
В одном варианте осуществления изобретения, как проиллюстрировано на фиг.13, интерфейс 2105 синхронизации может быть соединен с ведомым блоком 2125 управления, при этом интерфейс синхронизации может предоставлять синхронизирующие сигналы, которые предоставляют возможность синхронизации работы этого конкретного ведомого блока управления с другими ведомыми блоками управления, тем самым предоставляя возможность создания требуемой схемы освещения посредством этих двух или более модулей формирования света.
В одном варианте осуществления изобретения предварительная установка может быть задана посредством следующих свойств:
Номер шага;
U'v'-цвет или xy-цвет, RGB-цвет или CCT;
Интенсивность 0%->100%, кодируется за 255 шагов;
Длительность постепенного изменения интенсивности 0-65000 секунд с разрешением в 1 секунду;
Время на то, чтобы постепенно изменяться от интенсивности предыдущего шага до указанной интенсивности;
Длительность изменения цветности 0-65000 секунд с разрешением в 1 секунду;
Время на переход от цветности предыдущего шага к указанной цветности;
Полная длительность 0-65000 секунд (0=бесконечность), должна быть больше чем или равна большему из времен постепенного изменения.
В одном варианте осуществления изобретения модуль освещения и, в частности, ведомый блок управления может быть выполнен с возможностью сохранять предварительно определенное число предварительных установок. Как следует понимать, число предварительных установок, которые могут быть сохранены посредством модуля освещения, пропорционально числу параметров конкретной предварительной установки и объему запоминающего устройства, ассоциативно связанного с ведомым блоком управления.
Фиг.14 иллюстрирует архитектуру системы для интерфейса управления вручную согласно одному варианту осуществления изобретения. Менеджер 2215 предварительных установок является модулем интерфейса управления микропрограммного обеспечения, который реализует предварительные установки. Менеджер 2215 предварительных установок предоставляет три интерфейса для использования других модулей микропрограммного обеспечения. Интерфейс 2235 выбора предварительных установок дает возможность выбора предварительной установки для отображения, а также задания интенсивности ведущего устройства для предварительной установки, причем этот интерфейс функционально соединен с менеджером 2210 ручного интерфейса. Интерфейс 2200 задания предварительных установок дает возможность загрузки и сохранения предварительных установок посредством модуля освещения. Интерфейс 2220 синхронизации взаимодействует с внешним модулем синхронизации, который предоставляет точный синхронизирующий сигнал, который может быть извлечен, например, из частоты линии питания, причем этот синхронизирующий сигнал может использоваться для того, чтобы предоставлять точную синхронизацию для динамических предварительных установок. Управление 2230 выводом является основным микропрограммным обеспечением управления освещением в модуле освещения, которое работает в ведомом блоке управления (к примеру, в компоненте LGM, описанном ниже; см. примерный вариант осуществления на фиг.24, как описано в примере 9).
В одном варианте осуществления, если система твердотельных источников освещения содержит множество модулей освещения, которые выполняют динамические предварительные установки, может требоваться синхронизация работы множества модулей освещения. Интерфейс синхронизации может предоставлять точный синхронизирующий сигнал в интерфейс ведомого блока управления. Этот сигнал синхронизации может использоваться для того, чтобы выполнять всю синхронизацию отображения динамической предварительной установки посредством множества модулей освещения. В одном варианте осуществления изобретения утилита конфигурации используется для того, чтобы конфигурировать ведомый блок управления с ожидаемой частотой интерфейса синхронизации, и таким образом, она может быть применима для модулей переменных источников питания, например, модулей источника питания, которые работают при 50 Гц или 60 Гц.
В одном варианте осуществления, когда система твердотельных источников освещения работает при управлении вручную, нет сетевой связи, к примеру, между несколькими модулями освещения в рамках системы. В этой конфигурации, работа множества модулей освещения может стать несинхронизированной. Функциональное соединение модуля синхронизации с ведомым блоком управления каждого модуля освещения системы твердотельных источников освещения может поддерживать синхронизацию его работы.
В одном варианте осуществления изобретения модуль синхронизации может физически размещаться на той же печатной плате, что и интерфейс управления вручную, тем самым обеспечивая уменьшение числа разъемов для ведомого блока управления.
В одном варианте осуществления изобретения модуль синхронизации выполнен с возможностью преобразовывать сигнал линии питания при 50/60 Гц в цифровой сигнал постоянного тока 0-3,3 В при 50/60 Гц.
В одном варианте осуществления изобретения, когда модуль освещения работает с использованием интерфейса управления вручную, при применении мощности к модулю освещения, предварительная установка и выход светового потока, выбранные для выключенного питания, являются активными значениями при начальном включении питания. В другом варианте осуществления, если ранее выбранная предварительная установка содержит множество шагов, ведомый блок управления выполнен с возможностью начинать формирование управляющих сигналов на основе первого шага выбранной предварительной установки, причем эти управляющие сигналы служат для последующей передачи в матрицу светоизлучающих элементов, с которой функционально соединен ведомый блок управления.
Специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что выше представлен неограничивающий пример интерфейса управления вручную, и что другие такие примеры, например, описанные ниже, могут рассматриваться в данном документе без отступления от общего объема и сущности настоящего изобретения.
Управление стандартными протоколами
Интерфейс управления стандартными протоколами может быть использован, когда предварительные установки, которые должны быть выполнены посредством модуля освещения, являются комплексными, и эти комплексные предварительные установки могут не быть надлежащим образом управляемыми с помощью интерфейса управления вручную. Например, стандартным протоколом может быть DALI, DMX или другие стандартные протоколы, как должны легко понимать специалисты в данной области техники. В одном варианте осуществления ведущий контроллер выполнен с возможностью быть контроллером стандартных протоколов, например, DMX-контроллером или DALI-контроллером.
Например, фиг.15 иллюстрирует логическую архитектуру для интерфейса управления стандартными протоколами согласно одному варианту осуществления изобретения, в котором стандартный протокол выбран так, чтобы быть DMX. DMX-контроллер 2300 передает информацию DMX в DMX-интерфейс 2315, ассоциативно связанный с ведомым блоком 2310 управления, который затем передает принятую информацию в модуль 2330 управления выводом (к примеру, компонент LGM, описанного ниже; см. примерный его вариант осуществления на фиг.24, как описано в примере 9), который выполнен с возможностью формировать соответствующие управляющие сигналы на основе информации DMX, причем эти управляющие сигналы передаются в модуль матрицы светоизлучающих элементов, с которым функционально соединен ведомый блок управления.
В одном варианте осуществления изобретения при работе с использованием стандартного протокола, ведомый блок управления может оптически отслеживать систему твердотельных источников освещения, чтобы определять, приняты ли команды управления, которые сконфигурированы с помощью собственного протокола. Например, в этой конфигурации, при получении команды собственного протокола, ведомый блок управления может быть выполнен с возможностью отвечать на эти команды собственного протокола с помощью указанного набора команд. Например, этот набор команд может предоставлять средство назначать адрес стандартного протокола, например DMX-адрес, и необязательно этот набор команд может предоставлять средство для загрузки одной или более предварительных установок в запоминающее устройство, ассоциативно связанное с ведомым блоком управления.
В одном варианте осуществления изобретения ведомый блок управления может быть выполнен с внешними соединительными переключателями, которые могут предоставлять средство задания адреса стандартного протокола для ассоциативной связи с конкретным ведомым блоком управления.
В одном варианте осуществления реализация интерфейса управления стандартными протоколами может использовать управляющее устройство Lightolier Color FX, причем этот формат управляющего устройства может предоставлять информацию в ведомый блок управления, которая может задавать: параметры управления xy для высококачественного управления цветом, параметры управления CCT для высококачественного управления белым светом и сообщения DMX-синхронизации для синхронизации динамических предварительных установок, отображаемых посредством множества модулей освещения.
В одном варианте осуществления используется DMX-интерфейс, и этот интерфейс выполнен с возможностью принимать DMX-кадры так, как задано посредством стандарта USITT DMX512/1990 Digital Data transmission Standard for Dimmers and Controllers, "Recommended Practice for DMX512" автора Adam Bennette, PLASA, 1994 года, содержащегося по ссылке в данном документе, или других аналогичных стандартов, что должны принимать во внимание специалисты в данной области техники.
В одном варианте осуществления изобретения ведомое устройство управления выполнено с возможностью интерпретировать формат стандартного протокола информации об инструкции, например DMX-протокол, DALI-протокол, и преобразовывать этот формат инструкций в набор инструкции собственного протокола, которые совместимы с работой системы твердотельных источников освещения.
В одном варианте осуществления изобретения преобразователь протоколов выполнен как многоинтерфейсная плата (MIB), которая выполнена с возможностью преобразовывать стандартный протокол в собственный протокол.
Специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что выше представлен неограничивающий пример интерфейса управления стандартными протоколами, и что другие такие примеры, например, описанные ниже, могут рассматриваться в данном документе без отступления от общего объема и сущности настоящего раскрытия сущности.
Управление собственными протоколами
В одном варианте осуществления работа модуля освещения управляется с помощью управления собственными протоколами.
Фиг.14 иллюстрирует архитектуру системы, ассоциативно связанную с интерфейсом управления собственными протоколами, поскольку он должен быть функционально соединен с ведомым блоком 2240 управления. Менеджер 2205 интерфейсов собственного протокола функционально соединен с интерфейсом 2235 выбора предварительных установок и интерфейсом 2200 задания предварительных установок, который предоставляет инструкции в менеджер 2215 предварительных установок, который управляет сохраненными предварительными установками в хранилище 2225 предварительных установок, причем выбранная предварительная установка затем передается в управление 2230 выводом ведомого блока 2240 управления (к примеру, компонента LGM, описанного ниже; см. примерный его вариант осуществления на фиг.24, как описано в примере 9). Менеджер 2215 предварительных установок предоставляет три интерфейса для использования других модулей микропрограммного обеспечения. Интерфейс 2235 выбора предварительных установок дает возможность выбора предварительной установки для отображения, а также задания интенсивности ведущего устройства для предварительной установки, причем этот интерфейс функционально соединен с менеджером 2210 ручного интерфейса. Интерфейс 2200 задания предварительных установок дает возможность загрузки и сохранения предварительных установок посредством модуля освещения. Интерфейс 2220 синхронизации взаимодействует с внешним модулем синхронизации, который предоставляет точный синхронизирующий сигнал, который может быть извлечен, например, из частоты линии питания, причем этот синхронизирующий сигнал может использоваться для того, чтобы предоставлять точную синхронизацию для динамических предварительных установок. Управление 2230 выводом является основным микропрограммным обеспечением управления освещением в модуле формирования света, которое работает в ведомом блоке управления.
Фиг.15 иллюстрирует логическую архитектуру интерфейса собственного протокола согласно одному варианту осуществления изобретения. Конфигурационное приложение 2320 может предоставлять средство для управления адресами и предварительными установками модуля освещения и может использовать, к примеру, сеть RS-485 и т.п. при использовании собственного протокола. Интерфейс 2325 собственного протокола является интерфейсом, постоянно размещающимся в ведомом блоке 2310 управления, и выполнен с возможностью принимать и реализовывать одну или более команд, принимаемых с помощью собственного протокола. Модуль 2330 управления выводом принимает эти команды и выполнен с возможностью формировать соответствующие управляющие сигналы на основе принимаемой информации, причем эти управляющие сигналы передаются в модуль матрицы светоизлучающих элементов, с которым функционально соединен ведомый блок управления.
В одном варианте осуществления изобретения и со ссылкой на фиг.14, менеджер 2205 интерфейсов собственного протокола является интерфейсом микропрограммного обеспечения, который принимает, декодирует и выполняет команды через собственный протокол. Средства управления вручную и предварительные установки могут принимать команды от набора операционных команд, чтобы выбирать предварительную установку и интенсивность, или может принимать команды от набора команд конфигурации, который дает возможность загрузки и сохранения одной или более предварительных установок в энергонезависимое хранилище 2225 предварительных установок модуля освещения, а именно ведомого блока управления.
В одном варианте осуществления изобретения интерфейс собственного протокола может использоваться для двух различных типов управления для модуля освещения. Первый тип управления - это управление линией питания, где система твердотельных источников освещения управляется с использованием протокола управления линией питания. Команды могут быть приспособлены согласно функциональности конкретного модуля освещения и могут включать в себя команды для задания вывода, например, цветности и интенсивности, в дополнение к выбору предварительных установок, которые задают управление интенсивностью, цветностью и синхронизацией вывода между модулями освещения системы твердотельных источников освещения. Формат возможностей связи, которые требуются, может быть определен посредством признаков, заданных для ведомого блока управления. Второй тип управления - это улучшенное управление вручную, где модуль освещения управляется с помощью средств управления вручную, подключенных к интеллектуальному модулю. Этот интеллектуальный модуль может иметь интерфейс с ведомым блоком управления с помощью интерфейса обмена данными собственного протокола, который может предоставлять достаточные признаки полнофункционального ручного интерфейса. В этой конфигурации, собственный протокол может использоваться для того, чтобы обмениваться данными между модулем интерфейса управления вручную и ведомым блоком управления. Команды могут быть приспособлены согласно функциональности этого модуля интерфейса управления вручную и могут включать в себя команды для задания вывода, например, цветности и интенсивности, и для выбора одних одной или более предварительных установок, которые могут включать в себя определения, касающиеся управления интенсивностью и цветностью, в дополнение к созданию, редактированию и сохранению предварительных установок для использования с системой твердотельных источников освещения.
В одном варианте осуществления изобретения конфигурационное приложение может быть выполнено с возможностью использовать собственный протокол для связи с ведомым блоком управления, создавая и конфигурируя одну или более предварительных установок, ассоциативно связанных с ведомым блоком управления. Например, конфигурационная программа может предоставлять возможность пользователю загружать и сохранять одну или более предварительных установок в ведомом блоке управления, например, в хранилище предварительных установок. Конфигурирующая программа может предоставлять средство для редактирования одной или более предварительных установок посредством задания шага и связывания выбранного шага с конкретным номером предварительной установки. Конфигурационное приложение может использоваться для задания частоты модуля синхронизации, который может предоставлять средство синхронизации операций множества устройств освещения в рамках системы твердотельных источников освещения. Конфигурационное приложение дополнительно может предоставлять средство назначения конкретного имени или номера конкретной предварительной установке, тем самым обеспечивая ее выбор более простым способом.
Специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что выше представлен неограничивающий пример интерфейса управления собственными протоколами, и что другие такие примеры, например, описанные ниже, могут рассматриваться в данном документе без отступления от общего объема и сущности настоящего изобретения.
Модуль формирования света
Система возбуждения и управления каждого устройства освещения (к примеру, система 1020 по фиг.22), в общем, содержит один или более модулей формирования света, выполненных с возможностью обмениваться данными с одним или более модулями интерфейса управления и осуществлять доступ из них к командам и/или инструкциям управления, преобразованным посредством последнего в соответствии с внутренним протоколом управления, и интерпретировать эти команды с тем, чтобы управлять одним или более модулями светоизлучающих элементов, функционально соединенных с ними. В общем, модуль формирования света формирует и управляет световым выходом согласно командам, принимаемым от ручного, стандартизированного и/или собственного интерфейса управления. В одном варианте осуществления модуль формирования света содержит аппаратный модуль, который формирует и управляет световым выходом из одного или более модулей светоизлучающих элементов.
В одном варианте осуществления модуль интерфейса управления, в общем, содержит контроллер освещения (LC - к примеру, см. контроллер 324, 424, ..., 924 освещения по фиг.4- 8, 10, 11) и механизм формирования света (LGE - к примеру, см. LGE 326, 426, ..., 926 по фиг.4-8, 10, 11). LC, в общем, содержит компонент микропрограммного обеспечения, который реализует стандартный набор высокоуровневых функций управления освещением. Они могут включать в себя, но не только, например, преобразование между различными цветовыми пространствами, управление переходами интенсивности и цветности в световом выходе и управление цветовой гаммой. В одном варианте осуществления функции, реализованные в LC, являются функциями, которые независимы от фактических управляемых аппаратных средств формирования света.
LGE, в общем, реализует микропрограммное обеспечение, отвечающее за низкоуровневое управление аппаратными средствами и алгоритмами формирования света, например, компонентом микропрограммного обеспечения в модуле формирования света, который предоставляет прямое управление возможностями формирования света модуля формирования света и модуля(ей) светоизлучающих элементов, функционально соединенных с ним.
В одном варианте осуществления LC выступает в качестве LCL-клиента, реализующего команды, требуемые посредством LCL, предоставляемые из модуля интерфейса управления. Он также может выступать в качестве ведущего устройства сеанса связи с LGE с помощью интерфейса управления механизмом формирования света (LCI - к примеру, см. LCI 432, 532... 932 из фиг.4-8, 10, 11), который может быть выполнен с возможностью предоставлять высокоэффективный и сильносвязанный интерфейс, чтобы предоставлять возможность LC предоставлять в LGE цветность и интенсивность света, который должен быть сформирован. В одном примере он реализован как группа переменных, которые могут быть изменены посредством LC и используются посредством LGE для того, чтобы управлять его выводом.
Наоборот, LGE - это клиент для LC, использующий LCI. LGE принимает команды, принимаемые по LCI, и с помощью алгоритмов управления, реализованных в рамках LGE, управляет базовыми аппаратными средствами так, чтобы формировать требуемый световой выход через один или более модулей светоизлучающих элементов.
Модуль формирования света дополнительно может содержать сетевой модуль, такой как сетевой стек протоколов (к примеру, см. фиг.6-11), чтобы предоставлять распределенную архитектуру. Такие варианты осуществления предоставляют большую универсальность, предоставляя возможность создания сети распределенных продуктов.
В варианте осуществления по фиг.6, ECIC 522, вместо взаимодействия непосредственно с контроллером 524 освещения модуля 518 формирования света, LCL 530 вместо этого передается в сетевой стек 540, выполненный с возможностью доставлять его в модуль 518 формирования света через кооперативный сетевой стек 540, который выполнен с возможностью взаимодействовать с контроллером 524 освещения. Следует принимать во внимание, что сетевой стек может содержать различные сетевые стеки, известные в данной области техники, чтобы заключать в себе необходимое микропрограммное обеспечение, требуемое для того, чтобы взаимодействовать с частной, совместно используемой и/или коммерческой сетью, такой как сеть 520.
В примере 9 ниже, со ссылкой на фиг.24, описывается подробный пример приложения модуля освещения и различных компонентов его модуля формирования света. А именно, различные функциональные компоненты приложения 1316 управления выводом могут управляться так, чтобы предоставлять управляемый выход, согласованный с принимаемым внешним вводом, например, из ведущего модуля управления, интегрированного или удаленного модуля ввода-вывода, и преобразовываться в соответствии с предварительно заданным внутренним протоколом посредством различных функциональных компонентов T-BUS 1326 и приложений 1314 цветовой поддержки.
Специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что вышеприведенные и следующие примеры предоставляют неограничивающие примеры конфигурации и реализации модуля формирования света, и что другие такие примеры могут рассматриваться в данном документе без отступления от общего объема и сущности настоящего изобретения.
Необязательная поддержка модулей
Система дополнительно может содержать компонент поддержки модулей (к примеру, см. поддержку 428, 528, ..,. 928 по фиг.4-11), который может предоставлять признаки, чтобы управлять поддержкой, конфигурированием и сопровождением системы, а также инфраструктуру реального времени (к примеру, см. инфраструктуру 650, 750, ..., 950 реального времени по фиг.7-11), например, небольшое ядро операционной системы реального времени.
В общем, интерфейс поддержки модулей (MSI - к примеру, см. MSI 434, 534, ..., 934 по фиг.5-11) и язык управления модулями (MCL - к примеру, см. MCL 648, 748, ..., 948 по фиг.7-11) может использоваться для того, чтобы предоставлять стандартизированный набор команд и запросов, который предоставляет возможность конфигурирования, сопровождения и обновления типа модуля в этой архитектуре. В одном варианте осуществления он может быть реализован как протокол прикладного уровня (уровня 8) в модели организации сетей ISO и содержать протокол обмена сообщениями между ведущими и ведомыми устройствами.
В одном варианте осуществления, если модуль подключен к внешней сети управления, которая применяется в качестве транспортного механизма для MCL, то внешний интерфейс управления модулями (EMCI - к примеру, см. EMCI 642, 742, ..., 942 по фиг.7-11) может использоваться для того, чтобы предоставлять преобразование протоколов, необходимое для того, чтобы извлекать MCL из внешнего управления и сопрягать его с компонентом управления модулями (MC) (поясненным ниже).
В одном варианте осуществления управление модулями (к примеру, см. MC 644, 744, ..., 944 по фиг.7-11) - это клиент для MCL, и он реализует команды, чтобы помогать в сопровождении и конфигурировании модуля.
Инфраструктура (FW) реального времени также может быть предоставлена, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, чтобы предоставлять ядро реального времени, которое предоставляет поддержку многозадачности и набор стандартных аппаратных драйверов для поддержки модулей.
В одном варианте осуществления компонент перепрограммирования на месте (RP - к примеру, см. RP 660, 760, ..., 960 по фиг.7-11) также предоставляется, при этом RP содержит автономный компонент микропрограммного обеспечения, используемый для того, чтобы обновлять остальное микропрограммное обеспечение в любом типе модуля. Например, RP может содержать компонент микропрограммного обеспечения всех аппаратных модулей, который предоставляет возможность перепрограммирования микропрограммного обеспечения в этих модулях.
Модуль(и) светоизлучающих элементов
Система, в общем, выполнена с возможностью управлять формированием света из одних или более модулей светоизлучающих элементов. В общем, модуль светоизлучающих элементов в настоящем контексте может содержать одно или более устройств, которые испускают излучение в области или комбинации областей электромагнитного спектра, например, в видимой области, инфракрасной области и/или ультрафиолетовой области, когда активирована посредством системы. Поэтому данный модуль светоизлучающих элементов может иметь характеристики монохроматического, квазимонохроматического, полихроматического или широкополосного спектрального излучения.
Помимо этого, модуль светоизлучающих элементов, в соответствии с различными вариантами осуществления изобретения, может содержать конкретное устройство, которое испускает излучение и может в равной степени содержать комбинацию конкретного устройства, которое испускает излучение, вместе с корпусом или блоком, в котором или относительно которого размещается устройство или устройства. Например, модуль светоизлучающих элементов может быть выполнен с возможностью содержать один или более светоизлучающих элементов, как задано выше, и необязательно комбинирован с одним или более люминесцентных и/или фосфоресцирующих материалов, размещаемых так, чтобы быть стимулированными ими, один или более традиционных источников света, таких как общеизвестные в данной области техники, и другие подобные источники света, как должно быть очевидным для специалистов в данной области техники.
Например, в одном варианте осуществления каждый из одного или более модулей светоизлучающих элементов содержит один или более светоизлучающих элементов, причем их комбинированный вывод управляется посредством системы освещения, чтобы формировать требуемый световой эффект. Такие световые эффекты могут включать в себя, но не только, одно или комбинацию требуемой цветности, выходной интенсивности, распределения спектральной мощности, качества цвета и/или индексов цветопередачи (CRI), световой эффективности, степени преобразования электрической энергии в оптическую и т.п. Световые эффекты могут дополнительно быть усовершенствованы, например, посредством управляемой комбинации вывода одного или более светоизлучающих элементов с выводом одного или более совместно управляемых традиционных источников света.
В другом варианте осуществления модуль светоизлучающих элементов содержит одну или более матриц светоизлучающих элементов один или более светоизлучающих элементов. Для каждой матрицы один или более светоизлучающих элементов могут быть упорядочены в последовательной конфигурации, параллельной конфигурации или последовательно/параллельной конфигурации. Один или более светоизлучающих элементов могут быть выбраны так, что они испускают свет, имеющий требуемую цветность. Как должны легко понимать специалисты в данной области техники, один или более светоизлучающих элементов могут быть установлены, например, на PCB (печатная плата), MCPCB (PCB с металлическим сердечником), металлизированной керамической подложке или металлической подложке с диэлектрическим покрытием, которая служит опорой для проводников и контактных столбиков.
Светоизлучающие элементы могут быть основными светоизлучающими элементами, которые могут излучать цвета, включая синий, зеленый, красный или другие цвета. Светоизлучающие элементы необязательно могут быть смешанными светоизлучающими элементами, которые преобразуют излучение основного источника в одну или более монохроматических длин волн, полихроматических длин волн или широкополосных излучений, например, в случаях белых светодиодов с фосфорным покрытием и синей или ультрафиолетовой накачкой, полупроводниковых светодиодов с перепоглощением фотонов или светодиодов с нанокристаллическим покрытием. Дополнительно, может использоваться комбинация основных и/или смешанных светоизлучающих элементов.
В одном варианте осуществления матрица светоизлучающих элементов, имеющая спектральные выходы, центрированные по длинам волн, соответствующим красному, зеленому и синему цветам, может быть выбрана, к примеру. Необязательно, светоизлучающие элементы другого спектрального выхода дополнительно могут быть включены в матрицу, например, светоизлучающие элементы, испускающие излучение в областях красной, зеленой, синей и янтарной длины волны, могут быть выполнены как модуль светоизлучающих элементов, или необязательно могут включать в себя один или более светоизлучающих элементов, испускающих излучение в области голубой длины волны. Выбор светоизлучающих элементов для модуля светоизлучающих элементов может быть непосредственно связан, например, с требуемой цветовой гаммой и/или требуемым максимальным световым потоком и индексом цветопередачи (CRI), который должен создаваться посредством модуля светоизлучающих элементов.
В другом варианте осуществления множество светоизлучающих элементов комбинируется аддитивным способом так, что комбинация монохроматических, полихроматических и/или широкополосных источников возможна. Такая комбинация светоизлучающих элементов включает в себя комбинацию красных, зеленых и синих светоизлучающих элементов (RGB), красных, зеленых, синих и янтарных светоизлучающих элементов (RGBA) и комбинации упомянутых RGB и RGBA вместе с белыми светоизлучающими элементами. Возможна комбинация основных и смешанных светоизлучающих элементов аддитивным способом. Кроме того, также возможна комбинация источников монохроматического излучения с источниками полихроматического и широкополосного излучения, такими как светоизлучающие элементы, формирующие свет, имеющий цвета RGB и белый, GB (зеленый и синий) и белый, A (янтарный) и белый, RA (красный и янтарный) и белый и RGBA и белый. Число, тип и цвет нескольких светоизлучающих элементов может быть выбрано в зависимости от варианта применения освещения и так, чтобы удовлетворять требованиям по освещению, например, в отношении требуемой светоотдача и/или CRI.
В другом варианте осуществления светоизлучающие элементы электрически соединены последовательно как пары линейных цепочек, причем цепочка может содержать светоизлучающие элементы из комбинации цветовых элементов разрешения одного и того же универсального цвета, например, синего, при этом доминирующие длины волн светоизлучающих элементов для одной из пары линейных цепочек равны или превышают предварительно определенную длину волны, а доминирующие длины волн светоизлучающих элементов другой цепочки из пары цепочек равны или меньше этой предварительно определенной длины волны. Следовательно, посредством регулирования относительных токов возбуждения для каждой цепочки из пары цепочек данного цвета, может быть возможным динамически регулировать фактическую доминирующую длину волны того данного цвета для модуля матрицы светоизлучающих элементов.
В одном варианте осуществления матрица светоизлучающих элементов выполнена с параллельными подключениями двух или более ответвлений светоизлучающих элементов и, таким образом, дополнительно может требовать устройства ограничения тока на каждое ответвление. Устройство ограничения тока может содержать постоянный резистор, переменный резистор или транзистор, например, как должны легко понимать специалисты в данной области техники. Устройство ограничения тока также может содержать операционный усилитель, функционально соединенный с транзистором и устройством считывания тока, размещенным в конкретном ответвлении. Операционный усилитель может считывать ток возбуждения в ответвлении и регулировать сопротивление транзистора так, что ток возбуждения остается ниже требуемого максимума. Устройство ограничения тока может быть калибровано так, чтобы получать определенные рабочие характеристики ответвления светоизлучающих элементов.
Оптический модуль(и)
Один или более модулей светоизлучающих элементов также могут содержать, или быть оптически соединены с, один или более оптических модулей, содержащих один или более оптических и/или структурных компонентов, предоставляемых с тем, чтобы приводить к требуемым параметрам испускаемое излучение (к примеру, относительно испускаемой длины волны, распределения спектральной мощности, интенсивности, пространственной конфигурации и т.д.) по мере необходимости, и/или выбираемых для одного или более вариантов применения, для которых может использоваться устройство или система освещения. Примеры структурных компонентов могут включать в себя, но не только, различные компоненты корпуса, конструкции установки и ориентирования, оптические маски и т.п. Примеры оптических компонентов могут включать в себя, но не только, различные линзы, отражатели, диффузоры, фильтры и т.п.
Оптический модуль, в общем, принимает освещение, создаваемое посредством модуля светоизлучающих элементов, и предоставляет средство для эффективной оптической обработки этого освещения. Оптический модуль, например, может предоставлять средство для сбора и/или коллимации светового потока, испускаемого посредством модуля светоизлучающих элементов, и может предоставлять смешение цветов излучения нескольких светоизлучающих элементов. Оптический модуль также может предоставлять управление пространственным распределением света, исходящего из устройства освещения или их комбинации в данной конфигурации системы освещения.
Оптический модуль может использовать множество оптических элементов для того, чтобы формировать требуемую силу света и распределение цветности. Оптические элементы могут включать в себя одно или более из преломляющих элементов, например, стеклянных или пластиковых линз, параболоторических фоконов (CPC) или их усовершенствованных модификаций, таких как специализированная диэлектрическая оптика на эффекте полного внутреннего отражения, линзы Френеля, линзы GRIN и микролинзовые матрицы. Оптические элементы также могут включать в себя отражательные и дифракционные элементы, в том числе голографические диффузоры и GBO-зеркала.
В одном варианте осуществления диэлектрический концентратор на эффекте полного внутреннего отражения (DTIRC), такой как оптический элемент CPC, может использоваться для того, чтобы собирать излучение из множества светоизлучающих элементов. Следует понимать, что форма поперечного сечения концентратора не ограничена параболической, но также может принимать форму, например, гиперболы, эллипса, раструба или соединения множества линейных сегментов, причем каждый сегмент сконструирован так, чтобы удовлетворять требуемой оптической цели.
В одном варианте осуществления оптический модуль предусматривает создание асимметричной формы луча освещения при дополнительном смешивании света, создаваемого посредством этих двух или более светоизлучающих элементов. Оптический модуль содержит одно или более оптических устройств, каждое из которых содержит тело отражателя, которое протягивается между входной апертурой и выходной апертурой, при этом два или более светоизлучающих элементов размещаются относительно входной апертуры, и свет отражается в теле отражателя, выходя из выходной апертуры. Тело отражателя включает в себя первую пару стенок, включающую в себя симметричные отражательные элементы, и вторую пару стенок, ортогональную первой паре стенок, при этом вторая пара стенок включает в себя асимметричные отражательные элементы. Первая пара стенок предоставляет средство для смешивания света, формируемого посредством двух из более светоизлучающих элементов, и формирования симметричной формы луча вокруг первой оси. Вдоль второй оси, ортогональной первой оси, вторая пара стенок предоставляет средство для смешивания света, формируемого посредством двух или более светоизлучающих элементов, и формирования асимметричной формы луча.
В одном варианте осуществления оптический модуль содержит входную апертуру, выходную апертуру и камеру обработки света, заданную телом отражателя с практически квадратным поперечным сечением, между ними. Тело отражателя содержит первую пару стенок, которые выполнены симметрично. В одном варианте осуществления первая пара стенок выполнена как параболические отражательные элементы для смешивания света, формируемого посредством модуля матрицы светоизлучающих элементов. Симметрично выполненные параболические стенки дополнительно предоставляют симметричную форму луча в первом направлении, испускаемом из выходной апертуры оптического устройства. Два или более светоизлучающих элемента размещаются рядом с входной апертурой, и свет, испускаемый ими, отражается в теле отражателя, выходя в выходной апертуре. Тело отражателя дополнительно содержит вторую пару стенок, которые выполнены асимметрично. Первая стенка из второй пары стенок выполнена как параболический отражательный элемент, а другая стенка выполнена как плоский отражательный элемент, которые вместе предоставляют смешивание света, формируемого посредством модуля матрицы светоизлучающих элементов. Асимметрично выполненные стенки дополнительно предоставляют асимметричную форму луча, испускаемую из выходной апертуры оптического устройства во втором направлении.
Изобретение далее описывается со ссылкой на конкретные примеры. Следует понимать, что нижеследующие примеры имеют намерение описывать варианты осуществления изобретения и не имеют намерение ограничивать изобретение каким-либо образом.
Примеры
Пример 1
Фиг.7 показывает архитектуру микропрограммного обеспечения для интегрированной системы 620 возбуждения и управления, содержащей комбинированный модуль 617 интерфейса управления/формирования света, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения. Модуль 617, в общем, содержит ECIC 622, выполненный с возможностью принимать внешний ввод 614 и преобразовывать его в соответствии с LCL 630. Преобразованные команды LCL затем передаются в контроллер 624 освещения, функционально соединенный с LGE 626, через LCI 632 для формирования управляемого светового выхода через модуль(и) 612 светоизлучающих элементов.
В этом варианте осуществления все компоненты, кроме ECIC 622, сопрягаются непосредственно с контроллером освещения, чтобы обмениваться требуемыми командами и ответами LCL. Доступ к частной сети 619 необязательно предоставляется, чтобы предоставлять возможность подключения к отдельному модулю интерфейса управления и/или модулю формирования света, чтобы реализовать внешние средства управления, не реализованные в рамках модуля 617 интерфейса управления/формирования света.
Модуль дополнительно содержит компонент 628 поддержки модулей, взаимодействующий с вышеупомянутыми компонентами через MSI 634 и содержащий внешний интерфейс 642 управления модулями для приема внешних команд и инструкций управления модулями и их передачи через MCL 648 в компонент 644 управления модулями и, необязательно, во внешние модули через сетевой стек 640 протоколов. Инфраструктура 650 реального времени также может предоставлять поддержку многозадачности и набор стандартных аппаратных драйверов для поддержки 628 модулей. Перепрограммирование на месте 660 также предоставляется в этом примере, чтобы обновлять микропрограммное обеспечение во всем модуле 617, когда необходимо.
Пример 2
Фиг.8 показывает архитектуру микропрограммного обеспечения для распределенной системы 720, содержащей отдельный модуль 716 интерфейса управления и модуль 718 формирования света. В этом варианте осуществления число компонентов микропрограммного обеспечения дублируется так, чтобы каждый модуль 716, 718 содержал собственную копию (к примеру, сетевой стек 740 протоколов, управление 744 модулями, инфраструктуру 750 реального времени, перепрограммирование на месте 760 и т.д.).
В этом варианте осуществления внешний ввод 714 соединен с ECIC 722 модуля 716 интерфейса управления, который отвечает за преобразование этого ввода в LCL 730, и передает этот преобразованный ввод в контроллер 724 освещения модуля 718 формирования света через частную сеть 719 и соответствующие сетевые стеки 740. После принятия контроллер 724 освещения, взаимодействуя с LGE 726 через LCI 732, может далее продолжить совместное управление формированием света из модуля(ей) 712 светоизлучающих элементов.
Как описано выше, примерный модуль 716 интерфейса управления и модуль 718 формирования света содержат поддержку 728 модулей, компоненты которой выполнены с возможностью взаимодействовать с модульными компонентами через MSI 734 и MCL 748 и распространяются надлежащим образом так, чтобы предоставлять функции поддержки соответствующим модулям. Например, внешний интерфейс 742 управления модулями реализован только в модуле 716 интерфейса управления, где может быть необходимо взаимодействовать с внешней сетью или интерфейсом. Модуль 716 интерфейса управления и модуль 718 формирования света, тем не менее, содержат собственное управление 744 модулями, инфраструктуру 750 реального времени и компонент 760 перепрограммирования на месте.
Пример 3
Фиг.9 и 10 предоставляют пример распределенной системы, содержащей модуль 816 интерфейса управления (см. фиг.9), функционально соединенный с модулем 818 формирования света (см. фиг.10) через частную сеть 819. Модуль 816 интерфейса управления иллюстративно состоит из многоинтерфейсной платы, которая в этом примере может быть изготовлена так, чтобы предоставлять один из трех вариантов, каждый из которых поддерживает один внешний ввод 814: DALI, DMX или 4-кнопочное управление вручную (к примеру, см. также пример 8 со ссылкой на фиг.23).
В этом примере модуль 816 интерфейса управления поддерживает одну частную сеть 819, которая может использоваться для того, чтобы передавать MCL 848 и RP 860 в модуль 816 интерфейса управления и транспортировать трафик LCL 830, MCL 848 и RP 860 между ECIC 822, внешним интерфейсом 842 управления модулями и управлением 844 модулями из модуля 816 интерфейса управления и контроллером освещения 824 (и косвенно LGE 826) и управлением 844 модулями из модуля 818 формирования света, через соответствующие стеки 840 протоколов.
В этом примере механизм формирования света 826 также выполнен с возможностью предоставлять управление с обратной связью модулем(ями) 812 светоизлучающих элементов с помощью одного или более из их считанных рабочих и/или выходных характеристик (не проиллюстрированы).
В этом примере сеть 819 содержит последовательную линию связи "точка-точка" между модулем 816 интерфейса управления и модулем 818 формирования света. Версии DALI и версии модуля 816 интерфейса управления, тем не менее, могут быть выполнены с возможностью обеспечивать передачу RP по внешней сети связи, например, используя расширенную версию протокола частной сети, чтобы передавать RP с использованием расширения "точка-многоточка".
Специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что архитектура "точка-многоточка" также может быть разработана между одним модулем интерфейса управления и несколькими модулями формирования света так, чтобы, например, предоставлять распределенное управление несколькими модулями светоизлучающих элементов или их комбинациями из одного внешнего ввода.
Пример 4
Фиг.11 предоставляет пример интегрированной системы 9206, содержащей комбинированный модуль 917 интерфейса управления/формирования света. Комбинированный модуль 917, в общем, выполнен как распределенная система по фиг.9 и 10, тем не менее, интерфейс между контроллером 924 освещения и преобразователем 922 интерфейса внешнего управления предоставляется как неотъемлемая часть без обращения к сети, такой как частная сеть 819 по фиг.9 и 10, например. А именно, команды LCL 930 могут передаваться напрямую и как неотъемлемая часть между ECIC 922 и контроллером 924 освещения без обращения к сети, а трафик MCL 948 и RP 960 может передаваться через MSI 934 по всей единой интегрированной поддержке 928 модулей и инфраструктуре 950 реального времени. Тем не менее, доступ к сети 919 необязательно предоставляется так, что внешние команды, не реализованные посредством комбинированного модуля 917, могут передаваться, например, в расположенный логически ниже модуль.
В этом примере механизм 926 формирования света также выполнен с возможностью предоставлять управление с прямой связью температурой модуля(ей) 912 светоизлучающих элементов.
Пример 5
Ссылаясь на фиг.16 и 17, и в соответствии с примерным вариантом осуществления изобретения, далее описывается архитектура аппаратных средств и микропрограммного обеспечения устройства/модуля освещения, и в частности, его системы возбуждения и управления. С конкретной ссылкой на фиг.16, система возбуждения и управления модуля 2400 освещения, в общем, содержит ведомый блок управления (SCU) 2410 и присоединенный модуль 2420 светоизлучающих элементов (к примеру, плату LEE и т.п.), при этом SCU 2410 функционально выполнен с возможностью принимать внешний DMX-ввод 2430 через соответствующее сетевое соединение 2440 DMX и внутренние проводные соединения 2450. В этом варианте осуществления все микропрограммное обеспечение для управления выводом модулей/устройства освещения постоянно размещается в ведомом блоке управления.
Архитектура микропрограммного обеспечения варианта осуществления на фиг.16 проиллюстрирована на фиг.17. Он показывает, как элементы архитектуры микропрограммного обеспечения выделяются различным ресурсам процессора в аппаратной архитектуре. Модуль 2510 преобразования протоколов DMX (к примеру, модуль интерфейса управления) реализован в SCU 2410 и выполнен с возможностью принимать внешние сигналы от DMX-контроллера 2520 (к примеру, через сетевое соединение 2440 DMX по фиг.16) и передавать их преобразованную версию в модуль 2530 управления выводом (к примеру, компонент модуля формирования света - LGM) с помощью системы 2540 межкомпонентных соединений T-BUS, чтобы выдавать команды управления в модуль 2530 управления. Различные компоненты этой архитектуры могут быть описаны следующим образом.
Менеджер 2510 преобразования протоколов DMX: Модуль микропрограммного обеспечения, который интерпретирует кадры DMX-формата и преобразует данные в команды T-BUS.
Менеджер 2545 интерфейсов T-BUS (ведущий): Интерфейс микропрограммного обеспечения, который форматирует команды для системы 2540 межкомпонентных соединений T-BUS и ее протокола связи. Менеджер 2510 преобразования протоколов DMX и менеджер 2560 предварительных установок используют этот модуль для того, чтобы форматировать команды для управления 2530 выводом. T-BUS может использоваться для того, чтобы преодолевать ограничения DMX и может использоваться для того, чтобы расширять функциональность управления или понижать сложность управления системой освещения. Он может использовать тот же физический уровень или другие широко известные симплексные, полудуплексные или полнодуплексные системы межкомпонентных соединений, но использовать формат сообщений и команд, не доступный в или отличный от DMX. Такие форматы сообщений могут включать в себя выделенные схемы адресации и протоколы сообщения и поддерживать наборы команд, аналогичные или превосходящие обычно используемые в DMX. Следует отметить, что имеется широкий диапазон других форм систем межкомпонентных соединений, известных в области техники сетевой передачи данных, которые могут использоваться и подходят для различных вариантов осуществления изобретения.
Менеджер 2560 предварительных установок: Модуль управления микропрограммным обеспечением, который реализует признаки предварительных установок.
Тактовый генератор 2570 предварительных установок: Тактовый генератор предварительных установок использует внешнюю временную координату для того, чтобы вносить корректировки для несинхронного тактового генератора процессора, чтобы поддерживать точную долговременную синхронизацию для менеджера 2560 предварительных установок.
Клиент 2580 перепрограммирования на месте (RP): Автономный клиентский модуль (к примеру, работает отдельно от другого микропрограммного обеспечения в SCU), который реализует команды для того, чтобы обновлять микропрограммное обеспечение модулей интерфейса и обновлять свойства в EEPROM. RP-клиент может принимать команды Tr-Bus согласно поднабору команд T-BUS.
Менеджер 2546 интерфейсов T-BUS (LGM-клиент): Интерфейс микропрограммного обеспечения, который декодирует и выполняет команды через протокол обмена данными T-BUS. Реализация LGM принимает обширный выбор команд для управления LGM.
Управление 2530 выводом: Основное микропрограммное обеспечение управления освещением LGM, примерный вариант осуществления которого описывается в примере 9 со ссылкой на фиг.24.
Микропрограммное обеспечение 2590 CRC: Соединитель для конфигурирования и перепрограммирования (CRC) является интерфейсным устройством, которое может подключаться между стандартным портом связи персонального компьютера (PC) и сетью DMX или DALI. Он предоставляет для приложений, размещающихся на PC 2595, электрический и протокольный доступ к сети и дает возможность этим приложениям взаимодействовать с SCU 2410 с помощью протокола Tr-Bus или Tc-Bus. В зависимости от того, какое приложение должно сопрягаться с SCU 2410, он может взаимодействовать либо с помощью протокола Tc-Bus с менеджером интерфейсов T-BUS (LGM-клиента), либо с помощью протокола Tr-Bus с RP-клиентом. Приложение должно управлять переключением между этими двумя режимами.
Редактор предварительных установок и конфигурационное приложение 2598 DMX: Имеется несколько приложений, которые выполняются на PC, которые могут использоваться для того, чтобы конфигурировать и управлять признаками в SCU, как должны принимать во внимание специалисты в данной области техники. Для признаков предварительных установок SCU, надлежащим приложением является редактор предварительных установок, который дает возможность создания и редактирования предварительных установок. Для признаков DMX в SCU конфигурационное приложение DMX является надлежащим приложением. Это приложение предоставляет возможность задания рабочих параметров DMX, включая DMX-режим и DMX-адрес.
DMX-контроллер 2520: Ведущее устройство для DMX-сети.
Специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что вышеупомянутые и другие аналогичные аппаратные и микропрограммные модули могут быть комбинированы и/или заменяемы рядом способов, чтобы предоставлять аналогичные результаты. Соответственно, такие замены и/или перестановки рассматриваются так, чтобы не отступать от объема и сущности настоящего изобретения.
Пример 6
Ссылаясь на фиг.18 и 19, и в соответствии с примерным вариантом осуществления изобретения, далее описывается архитектура аппаратных средств и микропрограммного обеспечения устройства освещения и, в частности, его системы возбуждения и управления. С конкретной ссылкой на фиг.18, система возбуждения и управления модуля 2600 освещения, в общем, содержит ведомый блок управления (SCU) 2610 и присоединенный модуль 2620 светоизлучающих элементов (например, плату LEE и т.п.), при этом SCU 2610 функционально выполнен с возможностью принимать внешний ввод вручную, вводимый посредством 4-кнопочного пользовательского интерфейса 2630, подключенного к нему через внутренние проводные соединения 2650, например, как аналогично описано выше со ссылкой на фиг.13 и 14. В этом варианте осуществления все микропрограммное обеспечение для управления выводом модулей/устройства освещения постоянно размещается в ведомом блоке 2610 управления.
Как описано выше, 4-кнопочный интерфейс может использоваться в различных конфигурациях. В одном примере две кнопки могут предоставлять выбор вручную предварительной установки, причем эти две кнопки могут обеспечивать прокручивание в прямом или обратном направлении через одну или более предварительных установок, которые могут быть ассоциативно связаны с ведомым блоком2610 управления. Другие две кнопки могут быть выполнены с возможностью предоставлять регулирование выхода светового потока системы твердотельных источников освещения, например увеличение или уменьшение выхода светового потока.
В этом варианте осуществления интерфейс 2660 синхронизации также соединен с ведомым блоком 2610 управления, при этом интерфейс 2660 синхронизации может предоставлять синхронизирующие сигналы, которые дают возможность синхронизации работы этого конкретного ведомого блока 2510 управления с другими ведомыми блоками управления, тем самым предоставляя возможность создания требуемой схемы освещения посредством двух или более модулей освещения. Внутренние проводные соединения 2670 для интерфейса RS-485 также предусмотрены в этом варианте осуществления для прямой связи с ведомым блоком 2610 управления.
Фиг.19 иллюстрирует то, как элементы архитектуры микропрограммного обеспечения выделяются различным ресурсам процессора в аппаратной архитектуре по фиг.18. Предварительные установки реализованы в SCU 2610 и передаются модулю 2710 управления выводом (к примеру, компонентом модуля формирования света) с помощью системы 2740 межкомпонентных соединений T-BUS, чтобы выдавать команды управления в модуль 2710 управления выводом. Различные компоненты этой архитектуры могут быть описаны следующим образом.
Менеджер 2710 4-кнопочного интерфейса: Интерфейс микропрограммного обеспечения, который интерпретирует пользовательские нажатия в простом 4-кнопочном интерфейсе для управления выводом LGM.
Менеджер 2745 интерфейсов T-BUS (ведущий): Интерфейс микропрограммного обеспечения, который выдает команды через протокол обмена данными T-BUS. Менеджер предварительных установок выдает команды в LGM с помощью этого интерфейса.
Менеджер 2760 предварительных установок: Модуль управления микропрограммным обеспечением, который реализует признаки предварительных установок.
Тактовый генератор 2770 предварительных установок: Тактовый генератор предварительных установок использует внешнюю временную координату для того, чтобы вносить корректировки ошибок тактового генератора процессора, чтобы поддерживать точную долговременную синхронизацию для менеджера 2560 предварительных установок.
RP-клиент 2780: Автономный клиентский модуль (к примеру, работает отдельно от другого микропрограммного обеспечения в SCU), который реализует команды для того, чтобы обновлять микропрограммное обеспечение SCU и обновлять свойства в EEPROM. RP-клиент принимает поднабор команд Tr-Bus.
Менеджер 2746 интерфейсов T-BUS (LGM-клиент): Интерфейс микропрограммного обеспечения, который декодирует и выполняет команды через протокол обмена данными T-BUS. Реализация LGM принимает обширный выбор команд для управления LGM.
Управление 2730 выводом: Основное микропрограммное обеспечение управления освещением LGM, примерный вариант осуществления которого описывается в примере 9 со ссылкой на фиг.24.
Микропрограммное обеспечение 2790 CRC: Соединитель для конфигурирования и перепрограммирования (CRC) является интерфейсным устройством, которое подключается между стандартным портом связи PC и или сетью DMX или DALI. Он предоставляет для приложений, размещающихся на PC, электрический и протокольный доступ к сети и дает возможность этим приложениям взаимодействовать с SCU с помощью протокола T-BUS. В зависимости от того, какое приложение должно сопрягаться с SCU, он может взаимодействовать либо с помощью протокола Tc-Bus с менеджером интерфейсов T-BUS (LGM-клиента), либо с помощью протокола Tr-Bus с RP-клиентом. Приложение может быть выполнено с возможностью управлять переключением между этими двумя режимами.
Приложение 2798 редактора предварительных установок: Имеется несколько приложений, которые выполняются на PC, которые могут быть использованы для того, чтобы конфигурировать и управлять признаками в SCU и LGM. Для признаков управления вручную SCU надлежащим приложением является редактор предварительной установки, который дает возможность создания и редактирования предварительных установок.
Пример 7
Ссылаясь на фиг.20 и 21, и в соответствии с примерным вариантом осуществления изобретения, далее описывается архитектура аппаратных средств и микропрограммного обеспечения устройства/модуля освещения и, в частности, его системы возбуждения и управления. В частности, фиг.20 показывает полную аппаратную архитектуру интерфейса управления вручную. Как показано, многоинтерфейсная плата (MIB) 2815 (к примеру, компонент модуля интерфейса управления, как описано выше) размещается внутри модуля комбинированного питания и управления (CPC) 2810 и соединяется с возможностью осуществления связи с модулем 2830 4-кнопочного управления, из которого может предоставляться ввод внешнего управления. Также с MIB 2815 соединен с возможностью осуществления связи как единое целое модуль 2825 формирования света, например, выполненный для оперативного подключения к LEE-модулю (не показан), такому как плата LEE и т.п., выполненному с возможностью принимать от MIB 2815 управляющие сигналы и/или команды для управления LEE-модулем.
Для этого варианта осуществления фиг.21 показывает то, как элементы архитектуры микропрограммного обеспечения выделяются различным ресурсам процессора в аппаратной архитектуре.
Предварительные установки реализованы в MIB 2818 и передаются LGM 2825 с помощью интерфейса T-BUS, чтобы выдавать команды управления в LGM 2825 и его модуль 2930 управления выводом.
Менеджер 2910 4-кнопочного интерфейса (к примеру, компонент модуля интерфейса управления): Интерфейс микропрограммного обеспечения, который интерпретирует пользовательские нажатия в простом 4-кнопочном интерфейсе для управления выводом LGM.
Менеджер 2945 интерфейсов T-BUS (ведущий): Интерфейс микропрограммного обеспечения, который выдает команды через протокол обмена данными T-BUS. Менеджер предварительных установок выдает команды в LGM с помощью этого интерфейса.
Менеджер 2960 предварительных установок: Модуль управления микропрограммным обеспечением, который реализует признаки предварительных установок.
Тактовый генератор 2970 предварительных установок: Тактовый генератор предварительных установок использует внешнюю временную координату для того, чтобы вносить корректировки ошибок тактового генератора процессора, чтобы поддерживать точную долговременную синхронизацию для менеджера 2560 предварительных установок.
Менеджер 2948 интерфейсов T-BUS (MIB-клиент): Интерфейс микропрограммного обеспечения, который декодирует и выполняет команды через протокол обмена данными T-BUS. Набор команд, реализованный в MIB, задается как поднабор Tc-Bus (конфигурационный) и является относительно ограниченным, в общем, включая в себя только небольшое количество команд управления и конфигурирования. Принимаемые ключевые команды активируют RP-клиент и дают возможность загружать предварительные установки в EEPROM.
RP-клиент 2980: Автономный клиентский модуль (к примеру, работает отдельно от другого микропрограммного обеспечения в MIB), который реализует команды для того, чтобы обновлять микропрограммное обеспечение MIB и обновлять свойства в EEPROM. RP-клиент принимает поднабор команд Tr-Bus.
Менеджер 2946 интерфейсов T-BUS (LGM-клиент): Интерфейс микропрограммного обеспечения, который декодирует и выполняет команды через протокол обмена данными T-BUS. Реализация LGM принимает обширный выбор команд для управления LGM.
Управление 2930 выводом: Основное микропрограммное обеспечение управления освещением LGM, примерный вариант осуществления которого описывается в примере 9 со ссылкой на фиг.24.
Микропрограммное обеспечение 2990 CRC: Преобразователь для конфигурирования и перепрограммирования (CRC) является интерфейсным устройством, которое подключается между стандартным портом связи PC и либо сетью DMX, либо DALI. Он предоставляет для приложений, размещающихся на PC, электрический и протокольный доступ к сети и дает возможность этим приложениям взаимодействовать с MIB с помощью протокола T-BUS. В зависимости от того, какое приложение должно сопрягаться с MIB, он может взаимодействовать либо с помощью протокола Tc-Bus с менеджером интерфейсов T-BUS (MIB-клиента), либо с помощью протокола Tr-Bus с RP-клиентом. Приложение управляет переключением между этими двумя режимами.
Приложение 2998 редактора предварительных установок: Имеется несколько приложений, которые выполняются на PC 2995, которые могут быть использованы для того, чтобы конфигурировать и управлять признаками в MIB 2815 и LGM 2825. Для признаков управления вручную MIB 2815, надлежащим приложением является редактор предварительных установок, который дает возможность создания и редактирования предварительных установок.
Пример 8
Со ссылкой на фиг.23, и в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, показана примерная аппаратная архитектура для поддержки модуля интерфейса управления устройства освещения. Аппаратная архитектура иллюстративно содержит многоинтерфейсную плату (MIB) 1205, предоставляющую различные интерфейсы управления для внешних вводов, такие как, например, комбинация кнопочного интерфейса 1210 (иллюстративно 4-кнопочного интерфейса), интерфейса 1220 DMX (цифровое мультиплексирование), интерфейса 1230 DALI (цифровой интерфейс освещения с адресацией) и/или другого текущего или будущего интерфейса 1240, и интерфейса T-BUS для передачи управляющих сигналов, формируемых через MIB 1205 в ответ на различные входные сигналы управления, например, в платформу микропрограммного обеспечения/аппаратных средств модуля 1202 формирования света устройства освещения. Интерфейс T-BUS - это протокол связи, обеспечивающий связь между MIB и устройством освещения. В одном варианте осуществления интерфейс T-BUS может быть собственным протоколом, тем не менее, другие конфигурации протокола должны легко понимать специалисты в данной области техники.
В общем, DMX-интерфейс 1220 может предоставлять различные способы, посредством которых система управления может указывать вывод цветности для модуля 1202 формирования света. Форматы для этих способов могут включать в себя, но не только: интенсивности RGB (красный, зеленый, синий); координаты CIE (x, y) или (u',v') и значения интенсивности, кодированные в байтах данных DMX; и CCT (цветовая температура) и значения интенсивности, кодированные в байтах данных DMX.
DALI-интерфейс 1230 также может предоставлять различные способы, посредством которых система управления может указывать вывод цветности для модуля 1202 формирования света. Эти способы могут включать в себя, но не только, следующие команды DALI:
Activate xy-Coordinate (Активировать координату xy) (команда 1226): Активирует ранее загруженные координаты xy, при этом интенсивность в таком случае управляется посредством множества команд DALI;
Set RGB Dimlevel Word (Задать слово RGB Dimlevel) (команда 1236): Активирует ранее загруженные значения интенсивности RGB;
Set Colortemp Word (Задать слово Colortemp) (команда 1227): Активирует ранее загруженные коррелированные координаты цветовой температуры (CCT), при этом интенсивность в таком случае управляется посредством множества команд DALI; и
Split RGB Addressing (Раздельная адресация RGB): DALI-интерфейс 1230 распознает отдельные адреса DALI для каждого из RGB-каналов, при этом контроллер в таком случае может управлять интенсивностью каждого канала с помощью множества команд DALI.
4-кнопочный интерфейс 1210 может использоваться для того, чтобы предоставлять выбор пользователем вручную предустановленных сцен (к примеру, предустановленную цветность и интенсивность). Эти сцены могут задавать цветность и интенсивность в форматах, согласованных с заданными для DMX-интерфейса, к примеру.
Специалистам в данной области техники должно быть очевидным, что будущие интерфейсы 1240 могут включать в себя новые интерфейсы управления, разработанные для работы и управления устройством освещения.
В настоящем варианте осуществления, независимо от интерфейса, который использовался, и конкретного формата, который контроллер выбрал, чтобы использовать для того, чтобы отправлять команду, все команды в устройство освещения могут транслироваться в следующие команды T-BUS.
Set Controlled xy (Задать управляемые xy): Эта команда задает цветовой вывод, в управляемом режиме, в указываемой цветности. Интенсивность затем может отдельно управляться с помощью множества команд интенсивности. Время, затрачиваемое устройством освещения на то, чтобы достигать указанной цветности, может быть независимо указано посредством команды T-BUS.
Set Controlled u'v' (Задать управляемые u'v'): Эта команда задает цветовой выход, в управляемом режиме, в указываемой цветности. Интенсивность затем может независимо управляться с помощью множества команд интенсивности. Время, затрачиваемое устройством освещения на то, чтобы достигать указанной цветности, также может быть независимо указано посредством команды T-BUS.
Set Controlled RGB (Задать управляемые RGB): Эта команда задает цветовой вывод, в управляемом режиме, равным указанным значениям RGB. Эти значения могут включать в себя информацию об интенсивности, которая должна переопределять текущую интенсивность. Интенсивность затем может отдельно управляться с помощью множества команд интенсивности. Время, затрачиваемое устройством освещения на то, чтобы переходить к указанной цветности, может быть независимо указано посредством команды T-BUS.
Set CCT (Задать CCT): Эта команда задает цветовой вывод, в управляемом режиме, равным указанным значениям CCT. Интенсивность затем может отдельно управляться с помощью множества команд интенсивности. Время, затрачиваемое устройством освещения на то, чтобы переходить к указанной цветности, может быть независимо указано посредством команды T-BUS.
В общем, команда T-BUS Set RGBA (Задать RGBA) также может использоваться для того, чтобы осуществлять доступ к прямому управлению цветовыми каналами, и может быть доступной для внутреннего управления каналами посредством утилит изготовления и диагностики. В одном варианте осуществления она не используется посредством внешнего интерфейса.
T-BUS также может содержать многочисленные дополнительные команды, которые могут быть доступны для того, чтобы задавать и запрашивать свойства и состояние модуля 1202 формирования света в поддержку команд управления выводом, поясненных выше. Специалистам в данной области техники должно быть очевидным, что другие такие команды также могут рассматриваться для того, чтобы адаптировать настоящий вариант осуществления к различным конфигурациям устройства освещения и комбинациям освещения.
Пример 9
Ссылаясь на фиг.24, и в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, далее подробно описывается приложение 1310 управления освещением, к примеру, реализованное посредством модуля интерфейса управления и формирования света системы возбуждения и управления устройства освещения. В частности, фиг.24 иллюстрирует различные уровни и модули интерфейса 1312 T-BUS, модуля 1314 цветовой поддержки, модуля 1316 управления выводом и модуля 1322 поддержки приложений для приложения. Как проиллюстрировано, глобальные переменные 1323 также могут использоваться для того, чтобы упрощать интерфейс между любыми из вышеупомянутых компонентов.
В общем, интерфейс 1312 T-BUS обрабатывает передачу, прием, декодирование и выполнение сообщений T-BUS и иллюстративно содержит уровень 1324 управления передачей данных T-BUS и модуль 1326 декодирования и выполнения команд T-BUS. В одном варианте осуществления уровень 1324 управления передачей данных T-BUS может предоставлять признаки, включая, но не только, сборку символов в сообщения, передачу ответных сообщений и т.п. Модуль 1326 декодирования и выполнения команд T-BUS может использоваться, например, для того чтобы декодировать сообщения, принимаемые от уровня 1324 управления передачей данных T-BUS, выполнять команды, содержащиеся в декодированном сообщении(ях), формировать ответное сообщение (к примеру, во многих приложениях большинство или все сообщения T-BUS требуют ответного сообщения) и отправлять ответное сообщение на уровень 1324 управления передачей данных T-BUS для передачи.
Модуль 1314 цветовой поддержки, в общем, предоставляет функции управления и преобразования цветов, используемые для того, чтобы поддерживать выполнение команд T-BUS (к примеру, в общем, согласованных с функциями модуля управления интерфейса, описанными выше). В настоящем варианте осуществления эти функции иллюстративно предоставляются посредством модуля 1330 преобразования RGB в XYZ, модуля 1332 преобразования xy в XYZ, модуля 1334 преобразования u'v' в XYZ, модуля 1336 уменьшения гаммы и модуля 1338 уменьшения CCT. Эти и другие подобные модули, в общем, используются для того, чтобы принимать в качестве ввода различные команды и параметры из интерфейса 1312 T-BUS и преобразовывать эти вводы (к примеру, в соответствии с предварительно заданным внутренним протоколом управления) для использования посредством модуля 1316 интерфейса управления выводом (к примеру, в общем, согласованного с функциями модуля формирования света, описанными выше). Отметим, что в проиллюстрированном варианте осуществления по фиг.24, все явные значения цветности, используемые внутренне, представляются как XYZ. По сути, различные функции и модули, как описано ниже, предоставляются для того, чтобы преобразовывать значения цветности в координаты XYZ.
В частности, модуль 1332 преобразования RGB в XYZ обрабатывает значения цветности, принимаемые как значения RGB, и преобразует их в XYZ и значения интенсивности для использования посредством модуля 1316 интерфейса управления выводом. Чтобы поддерживать признаки перехода цветности, настройки цветности, предоставляемые в xy посредством интерфейса 1312 T-BUS, преобразуются в XYZ посредством модуля 1332 преобразования xy в XYZ. Аналогично, настройки цветности, предоставляемые в u'v' посредством интерфейса 1312 T-BUS, преобразуются в XYZ посредством модуля 1334 преобразования u'v' в XYZ.
В некоторых ситуациях, интерфейс 1312 T-BUS может запрашивать цветность, которая находится за пределами диапазона, который поддерживается посредством конкретных моделей устройства освещения. Если это происходит, модуль 1336 уменьшения гаммы должен использовать возможности текущего экземпляра устройства освещения для того, чтобы уменьшать цветность до поддерживаемого диапазона.
Аналогично, интерфейс 1312 T-BUS может запрашивать значение CCT, которое находится за пределами диапазона, который поддерживается посредством конкретных моделей устройства освещения. Если это происходит, модуль 1338 уменьшения CCT должен использовать возможности текущего экземпляра устройства освещения для того, чтобы уменьшать значение CCT до поддерживаемого диапазона.
Как дополнительно поясняется ниже, значения цветности, как XYZ для цветности или как mirek (микрообратная величина в градусах Кельвина) для белого света, могут быть дополнительно преобразованы в целевые значения датчика RGB.
По-прежнему ссылаясь на фиг.24, модуль 1316 управления выводом, в общем, содержит модули, участвующие в фактическом управлении реального времени устройством освещения с использованием в качестве ввода параметров команд, извлеченных, и возможно преобразованных, посредством модуля 1314 цветовой поддержки. В иллюстративном варианте осуществления по фиг.24, модуль 1316 управления выводом, в общем, содержит модуль 1340 динамических вычислений интенсивности, модуль 1342 динамических вычислений цветности цветовой гаммы и модуль 1344 динамических вычислений цветности белого. Логически ниже этих модулей дополнительно предоставляются модуль 1346 масштабирования интенсивности, контур 1348 обратной связи (к примеру, соединенный с возможностью осуществления связи с системой обратной связи, такой как система 1030 по фиг.22) и модуль 1350 возбуждения (к примеру, поддерживающий широтно-импульсную модуляцию (PWM) или другие подобные способы модуляции), выполненный с возможностью возбуждать различные светоизлучающие элементы устройства освещения. Специалисты в данной области техники должны понимать, что другие модули и комбинации модулей могут рассматриваться для того, чтобы предоставлять аналогичные результаты, без отступления от общего объема и сущности настоящего раскрытия сущности.
В одном варианте осуществления модуль динамических вычислений целевых параметров, содержащий модуль 1340 динамических вычислений интенсивности, модуль 1342 динамических вычислений цветности цветовой гаммы, модуль 1344 динамических вычислений цветности белого и модуль 1346 масштабирования интенсивности, должен выполнять все переходы цветности и интенсивности в реальном времени. Например, значения RGB с температурной поправкой (RtGtBt) и активная интенсивность вычисляются из целевых значений цветности и интенсивности, соответственно, и масштабируются так, чтобы предоставлять активное RtGtBt с температурной поправкой для использования в возбуждении устройства освещения.
В одном варианте осуществления вывод модуля динамических вычислений целевых параметров - это набор трех целевых показателей датчика для датчиков обратной связи красного, зеленого и синего, соответственно. Вычисление этих целевых показателей иллюстративно содержит трехстадийный процесс.
Если имеется выполняющийся переход цветности, модуль вычисляет новую цветность и обновляет текущую цветность до этого значения и вычитает время цикла динамического вычисления целевых показателей из оставшегося времени.
Если имеется выполняющийся переход интенсивности, модуль вычисляет новую интенсивность и обновляет текущую интенсивность до этого значения и вычитает время цикла динамического вычисления целевых показателей из оставшегося времени.
Модуль динамических вычислений целевых параметров затем масштабирует целевые показатели RGB, используя текущую интенсивность и выбранные кривые уменьшения силы света, и выводит этот конечный активный набор целевых показателей в контур обратной связи (к примеру, модуль 1348).
Отметим, что код микропрограммного обеспечения может быть оптимизирован так, чтобы пропускать любые из вышеуказанных этапов перехода, когда ни один или только один из переходов выполняется.
Как пояснено выше, два типа переходов поддерживаются, и каждый может работать независимо от другого. При переходе цветности (к примеру, модуль 1342 или 1344), новая целевая цветность предоставляется посредством команды T-BUS, и переход, который изменяет текущую цветность от начальной цветности до целевой цветности, начинается сразу после приема команды T-BUS. В общем, время перехода цветности является предустановленным значением. В одном варианте осуществления переход цветности может быть выполнен следующим образом:
Интерфейс T-BUS обновляет значения целевой цветности и оставшегося времени перехода цветности каждый раз, когда соответствующие команды принимаются.
Текущая цветность регулируется приблизительно при 50 Гц (т.е. каждые 20 мс) равными шагами вдоль прямой линии между текущим RtGtBt и целевым RtGtBt с использованием размеров шага, которые соответствуют текущему времени перехода цветности и величине перехода.
Целевая цветность и оставшееся время перехода цветности сохраняются после каждого цикла. Таким образом, если команда T-BUS обновляет эти значения до того, как предыдущий переход закончен, то новые значения должны автоматически использоваться, и новый переход должен заменять предыдущий.
Если нет выполняющегося перехода цветности, то текущая цветность используется в качестве начальной цветности.
Переход интенсивности (к примеру, модуль 1340 постепенного изменения или уменьшения), в общем, является независимым от отображаемой цветности. В одном варианте осуществления новая интенсивность вычисляется приблизительно при 50 Гц (20 мс) и синхронизируется с переходом цветности. В одном варианте осуществления переход интенсивности выполняется следующим образом:
Интерфейс 1312 T-BUS обновляет значения целевой интенсивности и оставшегося времени перехода интенсивности каждый раз, когда соответствующие команды принимаются.
Интенсивность регулируется приблизительно при 50 Гц (20 мс) с равными шагами между текущей интенсивностью и целевой интенсивностью с использованием шага, который соответствует интервалу времени, в настоящий момент указанному для времени перехода цветности и величины изменения интенсивности.
Целевая интенсивность и оставшееся время перехода интенсивности сохраняются после каждого цикла. Таким образом, если команда T-BUS обновляет эти значения до того, как предыдущий переход закончен, то новые значения должны автоматически использоваться, и новый переход должен заменять предыдущий.
В общем, переход интенсивности вычисляется в линейном процентном масштабе (хотя могут рассматриваться другие способы). Регулирования для выбранной кривой уменьшения силы света также могут быть выполнены на следующем шаге. Если нет выполняющегося перехода интенсивности, то используется текущая интенсивность.
Как только новая интенсивность и цветность вычислены, значения RtGtBt масштабируются согласно текущей интенсивности (к примеру, модуль 1346). Это вычисление реализует масштабирование на основе текущей выбранной формы кривой, которая может включать в себя, но не только, кривую уменьшения силы света по квадратичному закону, линейную кривую (к примеру, линейное уменьшение силы света), логарифмическую кривую (к примеру, логарифмическое уменьшение силы света, совместимое с техническими требованиями DALI) и т.п.
В одном варианте осуществления модуль 1316 управления выводом дополнительно содержит модуль температурной компенсации (не показан), отвечающий за обновление температурных коэффициентов, используемых в контуре 1348 обратной связи. Оно также может выполняться приблизительно при 50 Гц (20 мс) и синхронизироваться с одним, несколькими или всеми вышеупомянутыми модулями динамического перехода (1340, 1342, 1344). В одном примере модуль температурной компенсации может использоваться для того, чтобы корректировать тепловое действие на двух различных датчиках и алгоритмах; один для температурной компенсации фотодиода, и один для температурной компенсации перехода светоизлучающего элемента. Эти компенсации дополнительно поясняются ниже.
Как представлено выше, модуль 1316 управления выводом дополнительно может содержать контур 1348 обратной связи, выполненный с возможностью реализовать основной контур пропорционального интегрального регулирования (PI) или пропорционального интегро-дифференциального регулирования (PID), ассоциативно связанный с контроллером, для управления выводом значений PWM (PWM-возбуждение 1350) на основе искомых значений RGB, принимаемых от модуля динамического перехода (не показан) и значений датчиков обратной связи, считываемых из системных аппаратных средств (к примеру, датчиков 1070 и 1080 системы 1030 обратной связи по фиг.22). В одном варианте осуществления контур 1348 обратной связи не знает источник искомых значений и, таким образом, является независимым от настроек цветности и интенсивности, управляемых в других частях микропрограммного обеспечения.
Вследствие возможных ограничений в PWM и аппаратных средствах датчиков обратной связи, контур 1348 обратной связи, возможно, должен работать в различных режимах согласно значениям предоставляемых целевых значений RGB. Если так, эти различия могут быть изолированы в рамках контура 1348 обратной связи, который может уменьшать или исключать оказание влияния этими разностями на другие модули в архитектуре. В одном варианте осуществления контур 1348 обратной связи работает в одном из двух режимов на основе того, больше (или равны) значения PWM, чем пороговое значение набора, или меньше, чем это пороговое значение. В первом случае алгоритм использует стандартный алгоритм обратной связи по интенсивности и температуре, тогда как во втором случае все значения PWM выше заданного значения работают как обычно и продолжают использовать обычную обратную связь по интенсивности и температуре, при этом значение PWM меньше заданного значения работает с использованием статистических и калибровочных данных светоизлучающего элемента и алгоритма прямой связи по температуре. Статистические температурные данные, используемые для этой цели, могут собираться и сохраняться для каждого цвета светоизлучающего элемента, например, каждый раз, когда проходится заданный порог. В другом варианте осуществления выбор режима работы контура обратной связи может быть основан на заданном значении RGB или Rt, Gt, Bt.
Альтернативно, вследствие возможной потери разрешения при низких уровнях света, параметры PI или PID контура 1348 обратной связи могут варьироваться так, чтобы обеспечивать скорость и стабильность. Этот тип алгоритма также может быть изолирован в рамках контура 1348 обратной связи и, следовательно, может использоваться, не оказывая влияние на другие модули. В этом альтернативном варианте осуществления, когда целевое значение датчика цвета светодиода больше (или равно) заданного значения, алгоритм использует стандартные параметры PID, тем не менее, когда целевое значение датчика цвета светодиода ниже заданного значения, алгоритм уменьшает параметры PID после предустановленного числа итераций контура обратной связи, до уровня, пропорционального целевому значению датчика. Это способствует быстрому отклику в переходном режиме и стабильному отклику (к примеру, уменьшенному нежелательному мерцанию) в установившемся режиме. В другом варианте осуществления выбор параметров PID может быть основан на значениях PWM, показаниях оптических датчиков или заданных значениях оптических датчиков.
По-прежнему ссылаясь на фиг.24, модуль 1316 управления выводом дополнительно содержит модуль 1350 возбуждения PWM. В общем, модуль 1350 возбуждения PWM принимает значения PWM для каждого канала, главным образом от контура 1348 обратной связи, и выводит их в аппаратные средства, чтобы возбуждать светоизлучающие элементы устройства освещения. В одном варианте осуществления вторичный интерфейс предоставляется непосредственно в модуле 1312 T-BUS, чтобы предоставлять возможность прямого ввода значений PWM. В общем, этот интерфейс T-BUS не используется посредством интерфейса управления конечного пользователя, а наоборот, предоставляется для использования в утилитах и процессах изготовления и поддержки.
Как изложено выше, приложение 1310 управления освещением дополнительно содержит модуль 1322 поддержки приложений, который предоставляет несколько возможностей, которые предоставляют дополнительные услуги для других модулей, поясненных выше. Примеры таких дополнительных услуг включают в себя, но не только, таймер запуска, модуль выключения питания, модуль предыстории выполнения, сторож, конфигурационный менеджер и т.п.
Таймер запуска, в общем, управляет корректным запуском устройства освещения. Например, в одном варианте осуществления таймер запуска деактивирует вывод устройства освещения до тех пор, пока не пройдет достаточный интервал времени для того, чтобы гарантировать, что все процессы инициализации аппаратных средств и микропрограммного обеспечения завершены; продолжает деактивировать вывод устройства освещения до тех пор, пока текущий заданный период задержки запуска не истек (он может равняться нулю, и в этом случае задержка равна только той, которая требуется для инициализации аппаратных средств и микропрограммного обеспечения); после истечения задержки запуска, активирует устройство освещения посредством задания текущей цветности и интенсивности равными текущим заданным значениям запуска; и если принимаются команды T-BUS, которые задают значения цветности или интенсивности, включает устройство освещения посредством задания текущей цветности или интенсивности, равной этим значениям.
Модуль выключения питания, в общем, активируется посредством инфраструктуры реального времени, когда обнаруживается условие выключения питания. Например, в одном варианте осуществления модуль выключения питания деактивирует весь вывод посредством задания значений PWM равными нулю и деактивации контура 1348 обратной связи и сохраняет текущие значения времени включенного питания, средней температуры и максимальной температуры в энергонезависимое хранилище.
Модуль предыстории выполнения, в общем, собирает различные статистические данные об использовании устройства освещения. Например, эти статистические данные могут включать в себя, но не только, общее время освещения в часах, среднюю температуру подложки, среднюю температуру(ы) датчиков, максимальную температуру подложки, максимальную температуру(ы) датчиков, средний PWM для каждого канала, средний уровень датчика для каждого канала, средний PWM для каждого канала с разрешением в 1000 часов, средний уровень датчика для каждого канала за 1000 часов, среднюю температуру подложки для каждого канала за 1000 часов, последние 10 ошибок или событий (к примеру, сторож, отклонения от номинальных значений параметров в связи с температурой, отклонения от номинальных значений параметров в связи PWM и т.д.) и т.п.
Сторож, в общем, обрабатывает прерывание из сторожевого таймера и пытается сбрасывать и перезапускать устройство освещения.
Конфигурационный менеджер, в общем, управляет сохранением и извлечением данных в энергонезависимом хранилище устройства освещения. Хотя, в одном варианте осуществления, фактический драйвер для энергонезависимого хранилища находится в инфраструктуре реального времени (не показана), конфигурационный менеджер может по-прежнему предоставлять услуги с тем, чтобы привязывать переменные приложений к физическим местоположениям.
Приложение 1310 управления освещением дополнительно содержит глобальные переменные, используемые для того, чтобы упрощать интерфейс между некоторыми или всеми упомянутыми выше компонентами. Различные примерные глобальные переменные и их общее использование перечисляется в таблице ниже.
Обновляется посредством модуля динамического вычисления целевых показателей после каждого цикла, чтобы отражать оставшееся время перехода цветности. Доступна команда T-BUS для того, чтобы считывать это значение.
Обновляется посредством модуля динамического вычисления целевых показателей после каждого цикла, чтобы отражать оставшееся время перехода интенсивности. Доступна команда T-BUS для того, чтобы считывать это значение.
Вышеупомянутое пояснение, приведенное главным образом в отношении варианта осуществления по фиг.24, предоставляет примерную реализацию приложения 1310 управления освещением. На фиг.24 не показана структура управления задачами, которая управляет синхронизацией выполнения критических компонентов реального времени, которые могут быть совместно реализованы, например, посредством инфраструктуры реального времени и модуля поддержки реального времени (не показаны). В общем, инфраструктура реального времени предоставляет средства для приоритетных и вложенных прерываний для аппаратных драйверов и механизм управления задачами для приложения 1310 на основе системного таймера. Предоставляются средства, чтобы помещать в очередь данные по этим задачам и предоставлять взаимоисключение для доступа к совместно используемым данным. В одном варианте осуществления видны следующие основные задачи прерывания и таймера для приложения 1310.
Последовательные прерывания: Уровень 1324 управления передачей данных T-BUS реализован в прерываниях передачи и приема надлежащим образом. Очередь для полностью ассемблированных и проверенных на ошибки сообщений предоставляется в модуль 1326 декодирования и выполнения команд T-BUS.
Контур обратной связи: Контур 1348 обратной связи реализован в задаче таймера. В одном варианте осуществления эта задача выполняется приблизительно при 300 Гц, хотя другие частоты могут рассматриваться, как должно быть очевидным специалистам в данной области техники.
Задача динамического вычисления целевых показателей (DTCT): DTCT - это задача таймера, которая выполнена с возможностью выполнять модули динамического вычисления целевых показателей и температурной компенсации. В одном варианте осуществления эта задача выполняется приблизительно при 50 Гц, хотя другие частоты могут рассматриваться, как должно быть очевидным специалистам в данной области техники.
Фоновая задача: Модуль 1326 декодирования и выполнения команд T-BUS и набор модулей цветовой поддержки выполняются в фоновой задаче. Фоновая задача выполняется циклически максимально быстро с использованием процессорного времени, не используемого другими задачами.
Задачи поддержки приложений: Модуль 1322 поддержки приложений поддерживает несколько задач и подпроцессов таймера, которые предоставляют функции поддержки.
Форматы и хранение данных
В общем, конфигурационный менеджер (см. фиг.24) предоставляет услуги по сохранению и извлечению постоянных значений в энергонезависимом хранилище. Предусмотрены команды T-BUS для того, чтобы задавать и извлекать эти значения.
Каждый раз, когда микропрограммное обеспечение выполняет начальную загрузку, микропрограммное обеспечение должно анализировать энергонезависимое хранилище, чтобы удостоверяться в том, что хранилище является нетронутым и неповрежденным. Оно также должно определять, корректен ли формат энергонезависимого хранилища для загрузки микропрограммного обеспечения. Если любой из этих тестов определяет, что энергонезависимое хранилище является неработоспособным, то микропрограммное обеспечение должно обновлять энергонезависимое хранилище с жестко закодированными заводскими настройками. Типично, это должно происходить только на новом устройстве, когда энергонезависимое хранение является пустым. Команда T-BUS для этой цели должна также быть предоставлена.
Пример 7
Пример требований по кодированию может быть задан следующим образом, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения:
ОБРАБОТКА НАЧАЛЬНОГО КОДА 0X00
1. Обработка начального кода 0x00 должна зависеть от текущего DMX-режима, который указан для устройства освещения:
a. Режим RGB (красный, зеленый, синий)
b. Режим RGBA (красный, зеленый, синий, янтарный)
c. Режим CCT (коррелированная цветовая температура)
d. Динамический RGB-режим
e. Динамический CCT-режим
f. Динамический xy-режим
g. Динамический u'v'-режим
h. Динамический предустановленный режим.
2. В подробных описаниях каждого из этих режимов перечисленное байтовое смещение должно быть смещением от запрограммированного DMX-адреса для устройства.
3. Для тех режимов, которые включают в себя время постепенного изменения интенсивности и/или время постепенного изменения цветности, значение должно интерпретироваться следующим образом:
a. Значение должно предоставлять соответствующее время постепенного изменения в секундах. Это дает возможность задавать время постепенного изменения от 0 до 255 секунд с разрешением в одну секунду.
b. Если значение времени постепенного изменения в последующем пакете изменяется в то время, когда постепенное изменение все еще выполняется, таймер постепенного изменения должен быть перезапущен с использованием нового значения.
4. Координаты цветности CIE xy красного, зеленого и синего во всех случаях, где они используются в командах, должны быть следующими (хотя другие координаты цветности могут рассматриваться, как должно быть очевидным для специалистов в данной области техники):
Красный (x, y) Зеленый (x, y) Синий (x, y): (0,640, 0,330), (0,290, 0,600), (0,150, 0,060)
5. Выходная цветность света, формируемого посредством модуля формирования света, когда все вводы RGB указывают одинаковую интенсивность, должна быть конфигурационным параметром модуля формирования света, который может быть задан с использованием конфигурационного приложения.
6. Во всех случаях, где цветность указывается как набор RGB-значений, эта цветность должна использоваться в качестве ввода во взаимозависимо управляемые выходные характеристики модуля формирования света. Как результат, модуль формирования света должен активно управлять выводом каждого канала, а также необязательного канала янтарного цвета, чтобы поддерживать указанную цветность. Следовательно, ток возбуждения, выводимый из каждого канала, только аппроксимирует предоставляемые входные значения.
7. Не должно быть возможности в этом DMX-интерфейсе для того, чтобы разрешать прямое возбуждение выходных каналов.
RGB-режим
Байты данных RGB-режима следующие:
a. Значение байта;
b. 0 - интенсивность красного от 0% до 100% в 255 шагах;
c. 1 - интенсивность зеленого от 0% до 100% в 255 шагах;
d. 2 - интенсивность синего от 0% до 100% в 255 шагах.
RGBA-режим
Байты данных RGBA-режима следующие:
a. Значение байта;
b. 0 - интенсивность красного от 0% до 100% в 255 шагах;
c. 1 - интенсивность зеленого от 0% до 100% в 255 шагах;
d. 2 - интенсивность синего от 0% до 100% в 255 шагах.
e. 3 - янтарный - значение игнорируется, принимается только для обратной совместимости
Xy-режим
Байты данных xy-режима следующие:
a. Значение байта;
b. 0 - значение x от 0% до 100% в 255 шагах;
c. 1 - значение y от 0% до 100% в 255 шагах;
d. 2 - интенсивность от 0% до 100% в 255 шагах.
CCT-режим
1. Байты данных CCT-режима следующие:
a. Значение байта;
b. 0 - CCT в K, закодирован так, как указано ниже, в 255 шагах;
c. 1 - интенсивность от 0% до 100% в 255 шагах.
2. Кодирование CCT должно осуществляться согласно формуле [Интенсивность=1000000/CCT-154], что позволяет CCT колебаться от 6500 К до 2439 К.
Отметим, что это может быть вне диапазона поддержки CCT для модуля формирования света, и при этом максимальный или минимальный CCT, поддерживаемый посредством модуля формирования света надлежащим образом, должен быть отображен.
Динамический RGB-режим
1. Байты данных динамического RGB-режима следующие:
a. Значение байта;
b. 0=0x00 - динамический RGB-режим;
c. 1 - интенсивность красного от 0% до 100% в 255 шагах;
d. 2 - интенсивность зеленого от 0% до 100% в 255 шагах;
e. 3 - интенсивность синего от 0% до 100% в 255 шагах;
f. 4 - не используется;
g. 5 - ведущая интенсивность от 0% до 100% в 255 шагах;
h. 6 - время постепенного изменения интенсивности;
i. 7 - время постепенного изменения цветности.
2. Интенсивность вывода каждого канала должна быть вычислена посредством умножения отдельной интенсивности каждого канала на ведущую интенсивность.
3. Если RGB-значения выбирают цветность, которая находится вне возможности отображения посредством модуля формирования света, то цветность должна уменьшать свою чистоту до тех пор, пока результирующая цветность не сможет быть отображена.
Динамический CCT-режим
1. Байты данных динамического CCT-режима следующие:
a. Значение байта;
b. 0=0x01 - динамический CCT-режим;
c. 1 - CCT - старший байт;
d. 2 - CCT - младший байт;
e. 3 - не используется;
f. 4 - не используется;
g. 5 - интенсивность от 0% до 100% в 255 шагах;
h. 6 - время постепенного изменения интенсивности;
i. 7 - время постепенного изменения CCT.
2. Значение CCT должно быть сохранено в mirek, в диапазоне 1-65279. Отметим, что это обеспечивает диапазон цветовой температуры от 15,32 K до 1000000 K.
3. Если выбранный CCT находится вне диапазона, поддерживаемого CCT для модуля формирования света, то максимальный или минимальный CCT, поддерживаемый посредством модуля формирования света надлежащим образом, должен быть отображен.
Динамический xy-режим
1. Байты данных динамического xy-режима следующие:
a. Значение байта;
b. 0=0x02 - динамический xy-режим;
c. 1 - x - старший байт;
d. 2 - x - младший байт;
e. 3 - y - старший байт;
f. 4 - y - младший байт;
g. 5 - интенсивность от 0% до 100% в 255 шагах;
h. 6 - время постепенного изменения интенсивности;
i. 7 - время постепенного изменения цветности.
2. Каждая координата точки цвета xy должна быть сохранена в фиксированном формате со следующими ограничениями: 0x000=0,000; 0xFE9=1.000
3. Если координата xy выбирает цветность, которая находится вне возможности отображения посредством модуля формирования света, то цветность должна уменьшать свою чистоту до тех пор, пока результирующая цветность не сможет быть отображена.
Динамический u'v'-режим
1. Байты данных динамического u'v'-режима следующие:
a. Значение байта;
b. 0=0x03 - динамический xy-режим;
c. 1 - u' - старший байт;
d. 2 - u' - младший байт;
e. 3 - v' - старший байт;
f. 4 - v' - младший байт;
g. 5 - интенсивность от 0% до 100% в 255 шагах;
h. 6 - время постепенного изменения интенсивности;
i. 7 - время постепенного изменения цветности.
2. Каждая координата цветной точки u'v' должна быть сохранена в фиксированном формате со следующими ограничениями: 0x000=0,000; 0xFE9=1,000.
3. Если координата u'v' выбирает цветность, которая находится вне возможности отображения посредством модуля формирования света, то цветность должна уменьшать свою чистоту до тех пор, пока результирующая цветность не сможет быть отображена.
Режим динамических предварительных установок
1. Байты данных режима динамических предварительных установок следующие:
a. Значение байта;
b. 0=0x04 - режим динамических предварительных установок;
c. 1 - идентификатор предварительной установки (1-32);
d. 2 - старший байт синхронизирующего счетчика;
e. 3 - младший байт синхронизирующего счетчика;
f. 4 - не используется;
g. 5 - ведущая интенсивность от 0% до 100% в 255 шагах;
h. 6 - не используется;
i. 7 - не используется.
2. Синхронизирующий счетчик используется для того, чтобы устанавливать повторяющийся сигнал для использования источников света, чтобы синхронизировать отображение динамических предварительных установок согласно следующим требованиям:
a. Синхронизирующий счетчик должен увеличиваться посредством контроллера каждые 30 секунд;
b. Когда синхронизирующий счетчик достигает 50000, он должен быть сброшен до 0.
ТРЕБОВАНИЯ К РАБОЧИМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ
1. DMX-интерфейс должен допускать прием DMX-пакетов на максимальной указанной частоте поступления, т.е.:
a. Скорость передачи данных=250 Кбит/с;
b. Минимальная скорость передачи пакета=1096 мкс на пакет.
2. DMX-интерфейс должен допускать обработку DMX-пакетов на частоте 44115 Гц. Это максимальная частота поступления для полноразмерных DMX-пакетов.
3. Пакеты, которые поступают на скорости, превышающей максимальную скорость обработки, могут быть отброшены посредством DMX-интерфейса.
4. Если пакеты поступают быстрее, чем максимальная скорость обработки, то интерфейс должен обрабатывать, по меньшей мере, число пакетов, требуемое посредством максимальной скорости обработки, и может отбрасывать избыток.
ТРЕБОВАНИЯ К КОНФИГУРАЦИОННОМУ ПРИЛОЖЕНИЮ
Необходима конфигурационная программа, которая использует собственную протокольную шину для того, чтобы обмениваться данными с устройством.
В целях поддержки микропрограммного обеспечения DMX приложение должно допускать задание следующих параметров DMX.
1. DMX-адрес: Ввод DMX-адреса в диапазоне 1-512.
2. Рабочий режим DMX: Выбор одного из следующих рабочих режимов:
a. RGB
b. RGBA
c. CCT
d. Динамический. Когда динамический режим выбран, сами данные используются для того, чтобы выбирать то, какой динамический режим используется.
3. Предварительные установки: Редактирование и загрузка предварительных установок в модуль формирования света.
4. Цветность RGB 100%: Когда цветность выбирается с использованием любого из RGB-режимов, точная цветность вывода, когда все RGB-каналы имеют равное входное значение, должна быть выбрана из следующих вариантов (хотя могут рассматриваться другие коррелированные цветовые температуры или цветности, как должно быть очевидным для специалистов в данной области техники):
a. 3000 К
b. 4000 К
c. 6500 К
d. Цветность, которая формирует самый высокий световой выход модуля формирования света.
Вышеприведенные варианты осуществления изобретения являются примерными и могут варьироваться множеством способов. Эти текущие и будущие вариации не должны трактоваться как отступление от объема и сущности изобретения, и все подобные модификации, как должно быть очевидным специалистам в данной области техники, имеют намерение быть включенными в объем прилагаемой формулы изобретения.
Описываются система и способ для управления освещением. В общем, система и способ могут использоваться для управления формированием света из одного или более устройств освещения в системе освещения в ответ на внешний ввод. Технический результат заключается в обеспечении многофункциональности управления светом.
Система управления, в общем, содержит модуль интерфейса управления и модуль формирования света. Модуль интерфейса управления выполнен с возможностью приема внешнего ввода и преобразования его в соответствии с предварительно заданным внутренним протоколом управления. Модуль формирования света соединен с возможностью осуществления связи с модулем интерфейса управления для приема преобразованного ввода и функционально соединен с одним или более модулем светоизлучающих элементов для управления формированием света посредством этого в соответствии с преобразованным вводом. В одном примере модуль формирования света является взаимозаменяемым или взаимозаменяемо приспосабливаемым для приема внешнего ввода в соответствии с одним из двух или более протоколов управления. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 24 ил.
1. Система для управления формированием света от одного или более светоизлучающих элементов в ответ на внешний ввод, содержащая: модуль интерфейса управления, сконфигурированный с возможностью приема внешнего ввода и преобразования его в соответствии с предварительно заданным внутренним протоколом управления; и модуль формирования света, соединенный с возможностью осуществления связи с упомянутым модулем интерфейса управления и функционально соединенный с одним или более светоизлучающими элементами для управления ими в соответствии с упомянутым преобразованным вводом.
2. Система по п.1, в которой упомянутый модуль интерфейса управления является взаимозаменяемым или взаимозаменяемоприспосабливаемым для приема внешнего ввода, когда сконфигурирован в соответствии с любым из двух или более внешних протоколов управления, и преобразования его в соответствии с тем же упомянутым предварительно заданным протоколом управления.
3. Система по п.1, в которой внешний ввод задает предварительную установку, в соответствии с которой следует управлять формированием света.
4. Система по п.3, в которой упомянутый модуль интерфейса управления сконфигурирован с возможностью автоматического обнаружения изменения в упомянутом внешнем протоколе управления и осуществления соответствующего преобразования протокола в ответ на это.
5. Система по п.1, при этом система содержит систему управления для обеспечения общего освещения посредством одного или более светоизлучающих элементов.
6. Система по п.1, в которой упомянутый модуль интерфейса управления сконфигурирован с возможностью приема внешнего ввода посредством одного или более из DALI-интерфейса, DMX-интерфейса, ручного интерфейса и интерфейса собственного протокола и преобразования его в соответствии с упомянутым предварительно заданным внутренним протоколом управления.
7. Система по п.1, при этом система дополнительно содержит систему обратной связи, сконфигурированную с возможностью передачи одного или более сигналов обратной связи, представляющих рабочее состояние системы, в упомянутый модуль формирования света, при этом упомянутый модуль формирования света дополнительно сконфигурирован с возможностью регулирования формирования света от одного или более светоизлучающих элементов в ответ на упомянутые один или более сигналов обратной связи.
8. Система по п.7, в которой упомянутые один или более сигналов обратной связи включают в себя один или более сигналов оптической обратной связи, представляющих оптический выход одного или более светоизлучающих элементов.
9. Система по п.7, в которой упомянутые один или более сигналов обратной связи включают в себя один или более сигналов тепловой обратной связи, представляющих рабочую температуру одного или более светоизлучающих элементов.
10. Система по п.8, в которой упомянутые один или более сигналов обратной связи дополнительно включают в себя один или более сигналов тепловой обратной связи, представляющих рабочую температуру оптического чувствительного элемента, сконфигурированного с возможностью обеспечения упомянутых одного или более сигналов оптической обратной связи, причем упомянутые один или более сигналов тепловой обратной связи, тем самым, позволяют регулировать ответ упомянутого модуля формирования света на упомянутые один или более сигналов оптической обратной связи.
11. Система по п.1, при этом система для управления формированием света от одного или более светоизлучающих элементов множества модулей освещения в системе освещения, причем каждый модуль освещения содержит соответствующий модуль формирования света, при этом система дополнительно содержит ведущий модуль управления, выполненный с возможностью обеспечения внешнего ввода в каждый упомянутый соответствующий модуль формирования света посредством одного или более из соответствующего модуля интерфейса управления и общего модуля интерфейса управления.
12. Система по п.1, при этом система дополнительно содержит модуль ввода-вывода, посредством которого внешний ввод обеспечивается в упомянутый модуль интерфейса управления.
13. Способ управления формированием света от одного или более светоизлучающих элементов в ответ на внешний ввод, содержащий этапы, на которых: принимают внешний ввод; преобразуют внешний ввод в соответствии с предварительно заданным внутренним протоколом управления; и управляют формированием света от одного или более светоизлучающих элементов в соответствии с упомянутым преобразованным вводом.
14. Способ по п.13, в котором упомянутый этап приема содержит этап, на котором принимают внешний ввод посредством любого из двух или более интерфейсов внешнего ввода, причем способ дополнительно содержит этап до упомянутого этапа преобразования, на котором идентифицируют, из какого из упомянутых двух или более интерфейсов внешнего ввода принят внешний ввод, и преобразуют его соответствующим образом.
15. Способ по п.14, в котором упомянутый этап идентификации осуществляют автоматически посредством вычислительного модуля, функционально соединенного с упомянутыми двумя или более интерфейсами внешнего ввода.
16. Способ по п.15, в котором упомянутый этап идентификации содержит этап, на котором идентифицируют событие, когда внешний ввод не принимается посредством текущего одного из упомянутых двух или более интерфейсов внешнего ввода, и автоматически переключаются на другой из упомянутых двух или более интерфейсов внешнего ввода в ответ на упомянутое событие.
17. Способ по п.16, в котором упомянутое событие задают предварительно определенной временной задержкой.
18. Система освещения, содержащая: модуль внешнего ввода; и
один или более модулей освещения, каждый из которых содержит один или более модулей светоизлучающих элементов и ведомый блок управления, функционально соединенный с ними для возбуждения упомянутых одного или более модулей светоизлучающих элементов; при этом каждый упомянутый ведомый блок управления соединен с возможностью осуществления связи с упомянутым модулем внешнего ввода для приема внешнего ввода от него посредством интерфейса управления; при этом упомянутый интерфейс управления сконфигурирован с возможностью преобразования упомянутого внешнего ввода в соответствии с предварительно заданным внутренним протоколом управления, функционирующим посредством упомянутого ведомого блока управления для возбуждения упомянутого одного или более модулей светоизлучающих элементов в соответствии с ним.
19. Система освещения по п.18, в которой внешний ввод задает общую или соответствующую предварительную установку, в соответствии с которой упомянутые один или более модулей светоизлучающих элементов каждого из упомянутых одного или более модулей освещения должны быть возбуждены.
20. Система освещения по п.18, в которой упомянутый модуль внешнего ввода содержит ведущий модуль управления.
21. Система освещения по п.18, в которой упомянутый модуль внешнего ввода содержит одно или более из удаленного модуля ввода-вывода и интегрированного модуля ввода-вывода.
22. Система освещения по п.18, в которой упомянутый модуль внешнего ввода выбирается из группы, состоящей из DMX-контроллера, DALI-контроллера, интерфейса ввода вручную и собственного контроллера.
23. Система освещения по п.18, в которой каждый упомянутый ведомый блок управления содержит модуль интерфейса управления, сконфигурированный с возможностью обеспечения упомянутого интерфейса управления, и модуль формирования света, функционально соединенный с ним, для возбуждения упомянутых одного или более модулей светоизлучающих элементов, функционально соединенных с ним, в соответствии с упомянутым преобразованным внешним вводом.
24. Система освещения по п.18, в которой упомянутый интерфейс управления является взаимозаменяемым или взаимозаменяемоприспосабливаемым для приема внешнего ввода, когда сконфигурирован в соответствии с любым из двух или более внешних протоколов управления, и преобразования его в соответствии с тем же упомянутым предварительно заданным протоколом управления.
25. Система освещения по п.18, в которой упомянутый ведомый блок управления сконфигурирован с возможностью приема упомянутого внешнего ввода, когда сконфигурирован в соответствии с любым из двух или более внешних протоколов управления, автоматического обнаружения, какой из упомянутых двух или более внешних протоколов управления используется, и преобразования упомянутого внешнего ввода соответствующим образом.
| Программное устройство для управления освещением в птичнике | 1986 |
|
SU1365049A1 |
| US 6188181 B1, 13.01.2001 | |||
| EP 0728275 A1, 28.08.1996 | |||
| КРАН ДЛЯ ПОДЪЕМА И ПОДАЧИ ГРУЗОВ В ОКОННЫЙ ПРОЕМ ЗДАНИЯ | 2006 |
|
RU2328439C1 |
| US 5329431 A, 12.07.1994. | |||
