CN209982790U - Led智能调光控制电路及终端 - Google Patents

Led智能调光控制电路及终端 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种LED智能调光控制电路及终端。本实用新型通过AC‑DC电路将所述交流电信号转换为直流信号，并输出至MCU控制单元；MCU控制单元将直流信号转换为PWM信号，并输出至调光电路；调光电路将PWM信号转换为调光信号，并输出至调光总线输出端，以通过调光总线对多个灯具调光；MCU控制单元采集调光总线输出端的电压，并接收采样电路采集的调光总线输出端的电流，通过电压及电流实现对调光总线的状态监控，通过调光总线输出端统一对多个灯具进行调光，保证区域化照明调光一致，通过MCU控制单元及采样电路分别采集调光总线输出端的电压和电流，实现根据电压和电流自动判断调光总线的状态，并及时了解灯具的状态。

Description

LED智能调光控制电路及终端
技术领域
本实用新型涉及照明技术领域，尤其涉及一种LED智能调光控制电路及终端。
背景技术
随着LED照明的普及以及LED智能调光控制技术的发展，人们在享受调光技术带来的便利的同时，对于调光成本的要求也越来越高。
现阶段LED灯大部分采用单灯智能控制方案，分组实现LED多盏灯具同时调光、开关实现智能化管控，但每盏灯具需增加一个智能照明控制器，这使得控制成本高，而且当个别智能照明控制器出现损坏时，无法及时了解灯具状态，导致同一区域中个别灯具亮暗不一。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种LED智能调光控制电路及终端，旨在解决现有技术中区域化照明容易出现调光不一致且无法及时了解灯具状态的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型提供一种LED智能调光控制电路，所述电路包括AC-DC电路、MCU控制单元、采样电路及调光电路；其中，
所述AC-DC电路，与所述MCU控制单元连接，用于接收交流电信号，将所述交流电信号转换为直流信号，并输出所述直流信号至所述MCU控制单元；
所述MCU控制单元，与所述调光电路连接，用于将所述直流信号转换为PWM信号，并输出所述PWM信号至所述调光电路；
所述调光电路，与所述MCU控制单元及调光总线输出端分别连接，用于将所述PWM信号转换为调光信号，并输出所述调光信号至所述调光总线输出端，以通过调光总线对多个LED灯调光；
所述采样电路，与所述调光电路、所述调光总线输出端以及所述MCU控制单元分别连接，用于采集所述调光总线输出端的电流，并发送所述电流至所述MCU控制单元；
所述MCU控制单元，还用于采集所述调光总线输出端的电压，并接收所述电流，通过所述电压及所述电流实现对所述调光总线输出端的状态监控。
优选地，所述调光电路包括滤波放大单元及驱动保护单元；所述滤波放大单元与所述MCU控制单元及所述驱动保护单元的输入端分别连接，所述驱动保护单元与所述采样电路、所述MCU控制单元及所述调光总线输出端分别连接；
所述滤波放大单元，用于将所述PWM信号进行滤波后放大成调光信号，并输出所述调光信号至所述驱动保护单元；
所述驱动保护单元，用于将所述调光信号发送至所述调光总线输出端，以通过调光总线对多个LED灯调光；
所述驱动保护单元，还用于向所述采样电路和所述MCU控制单元对应输出所述电流和所述电压，以实现对所述调光总线输出端的状态监控及保护。
优选地，所述驱动保护单元包括第一电阻、热敏电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第一输出端、第二输出端及第三输出端；其中，
所述第一电阻的第一端与电源连接，所述第一电阻的第二端与所述第一三极管的集电极连接；
所述第一三极管的基极与所述第四电阻的第一端连接，所述第一三极管的基极还作为所述驱动保护单元的输入端与所述滤波放大单元连接，所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的基极连接；
所述第二三极管的集电极与所述热敏电阻的第一端连接，所述第二三极管的发射极与所述第三三极管的发射极、所述第四三极管的集电极及所述第二电阻的第一端分别连接；
所述热敏电阻的第二端与所述电源连接；
所述第四电阻的第二端与所述第三三极管的基极连接；
所述第三三极管的集电极与所述第四三极管的基极连接；
所述第四三极管的发射极通过所述第一输出端与所述采样电路连接，所述第四三极管的发射极还与所述第五电阻的第一端连接；
所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端还接地；
所述第六电阻的第二端通过所述第二输出端与所述调光总线输出端及所述采样电路分别连接；
所述第二电阻的第二端经所述第三电阻接地，所述第二电阻的第二端还通过所述第三输出端与所述MCU控制单元连接。
优选地，所述第二三极管及所述第四三极管均为大功率三极管。
优选地，所述驱动保护单元还包括第一滤波电容；所述第一滤波电容的第一端与所述第一三极管的发射极及所述第二三极管的基极分别连接，所述第一滤波电容的第二端接地。
优选地，所述滤波放大单元包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、比较放大器及第二滤波电容；其中，
所述第七电阻的第一端与所述MCU控制单元连接，所述第七电阻的第二端经所述第二滤波电容接地，所述第七电阻的第二端还与所述比较放大器的同相输入端连接；
所述比较放大器的反向输入端与所述第八电阻的第一端及所述第九电阻的第一端分别连接，所述比较放大器的输出端与所述第九电阻的第二端及所述驱动保护单元的输入端分别连接；
所述第八电阻的第二端接地。
优选地，所述滤波放大单元还包括第十电阻及第三滤波电容；所述第十电阻连接于所述第九电阻的第二端与所述驱动保护单元的输入端之间，所述第十电阻的第一端经所述第三滤波电容接地。
优选地，还包括远程通讯电路，与所述MCU控制单元连接，用于实现远程主机与所述MCU控制单元的通讯。
优选地，所述远程主机与所述MCU控制单元通过LoRa、RS485、WiFi及ZigBee中的一种或多种传输方式连接通讯。
本实用新型还提出一种LED智能调光控制终端，所述电子设备包括如上所述的LED智能调光控制电路。
本实用新型通过AC-DC电路将所述交流电信号转换为直流信号，并输出至MCU控制单元；MCU控制单元将直流信号转换为PWM信号，并输出至调光电路；调光电路将PWM信号转换为调光信号，并输出至调光总线输出端，以通过调光总线对多个灯具调光；MCU控制单元采集调光总线输出端的电压，并接收采样电路采集的调光总线输出端的电流，通过电压及电流实现对调光总线的状态监控，通过调光总线输出端统一对多个灯具进行调光，保证区域化照明调光一致，通过MCU控制单元及采样电路分别采集调光总线输出端的电压和电流，实现根据电压和电流自动判断调光总线的状态，并及时了解灯具的状态。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1是本实用新型一种LED智能调光控制电路一实施例的功能模块图；
图2是一实施例中调光电路的结构示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
100 AC-DC电路 C1～C3 第一电容至第三电容
200 MCU控制单元 Q1～Q4 第一三极管至第四三极管
300 调光电路 R1～R10 第一电阻至第十电阻
400 采样电路 PTC 热敏电阻
500 远程通讯电路 VCC_15V 电源
310 滤波放大单元 U1 比较放大器
320 驱动保护单元 OUT 调光总线输出端
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
本实用新型提供一种LED智能调光控制电路。
参照图1，在一实施例中，所述电路包括AC-DC电路100、MCU控制单元200、采样电路400及调光电路300；其中，所述AC-DC电路100，与所述MCU控制单元200连接，用于接收交流电信号，将所述交流电信号转换为直流信号，并输出所述直流信号至所述MCU控制单元200；所述MCU控制单元200，与所述调光电路300连接，用于将所述直流信号转换为PWM信号，并输出所述PWM信号至所述调光电路300；所述调光电路300，与所述MCU控制单元200及调光总线输出端OUT分别连接，用于将所述PWM信号转换为调光信号，并输出所述调光信号至所述调光总线输出端OUT，以通过调光总线对多个LED灯调光；所述采样电路400，与所述调光电路300、所述调光总线输出端OUT以及所述MCU控制单元200分别连接，用于采集所述调光总线输出端OUT的电流，并发送所述电流至所述MCU控制单元200；所述MCU控制单元200，还用于采集所述调光总线输出端OUT的电压，并接收所述电流，通过所述电压及所述电流实现对所述调光总线输出端OUT的状态监控。
可理解的是，现有区域化照明采用单灯分组调光成本高昂，当部分灯具或调光器损坏时，会出现照度不均问题，本实施例通过调光总线输出端统一对多个灯具进行调光，可以保证区域化照明调光一致，同时，通过MCU控制单元及采样电路分别采集调光总线输出端的电压和电流，可以根据电压和电流自动判断调光总线的状态，并及时了解灯具的状态。
在具体实现中，AC-DC电路100与AC220V连接将市电转换为DC直流15V/5V，为整个电路或终端提供电源；MCU控制单元200输出PWM信号、采集调光总线输出端OUT的电压及电流并处理各类数据等；调光电路300将PWM信号转换成0-10V调光信号放大后输出至调光总线输出端OUT；采样电路400则采集调光总线输出端OUT的电流并输出至MCU控制单元200，MCU控制单元200同时采集调光总线输出端OUT的电压，实现对调光总线的状态时实监控管理。
当然，进一步地，本实施例中还可以包括远程通讯模块500，通过远程通讯模块500可以向远程主机发送MCU控制单元200中的电压及电流等各类状态数据，并接收远程主机下发的各种控制指令后返回至MCU控制单元200。其中，所述远程主机与所述MCU控制单元通过LoRa、RS485、WiFi及ZigBee中的一种或多种传输方式连接通讯，即远程通讯模块500可以采用LoRa(LongRang，一种基于扩频技术的超远距离无线传输技术)、RS485、WiFi及ZigBee等通讯方式中的一种或多种，本实施例对此不加以限制。
本实施例通过AC-DC电路将所述交流电信号转换为直流信号，并输出至MCU控制单元；MCU控制单元将直流信号转换为PWM信号，并输出至调光电路；调光电路将PWM信号转换为调光信号，并输出至调光总线输出端，以通过调光总线对多个灯具调光；MCU控制单元采集调光总线输出端的电压，并接收采样电路采集的调光总线输出端的电流，通过电压及电流实现对调光总线的状态监控，通过调光总线输出端统一对多个灯具进行调光，保证区域化照明调光一致，通过MCU控制单元及采样电路分别采集调光总线输出端的电压和电流，实现根据电压和电流自动判断调光总线的状态，并及时了解灯具的状态。
参照图2，图2是一实施例中调光电路的结构示意图。
进一步地，所述调光电路300包括滤波放大单元310及驱动保护单元320；所述滤波放大单元310与所述MCU控制单元200及所述驱动保护单元320的输入端分别连接，所述驱动保护单元320与所述采样电路400、所述MCU控制单元200及所述调光总线输出端OUT分别连接；所述滤波放大单元310，用于将所述PWM信号进行滤波后放大成调光信号，并输出所述调光信号至所述驱动保护单元320；所述驱动保护单元320，用于将所述调光信号发送至所述调光总线输出端OUT，以通过调光总线对多个LED灯调光；所述驱动保护单元320，还用于向所述采样电路400和所述MCU控制单元200对应输出所述电流和所述电压，以实现对所述调光总线输出端OUT的状态监控及保护。
进一步地，所述驱动保护单元320包括第一电阻R1、热敏电阻PTC、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第一输出端AD1、第二输出端AD2及第三输出端AD3；其中，所述第一电阻R1的第一端与电源VCC_15V连接，所述第一电阻R1的第二端与所述第一三极管Q1的集电极连接；所述第一三极管Q1的基极与所述第四电阻R4的第一端连接，所述第一三极管Q1的基极还作为所述驱动保护单元320的输入端与所述滤波放大单元310连接，所述第一三极管Q1的发射极与所述第二三极管Q2的基极连接；所述第二三极管Q2的集电极与所述热敏电阻PTC的第一端连接，所述第二三极管Q2的发射极与所述第三三极管Q3的发射极、所述第四三极管Q4的集电极及所述第二电阻R2的第一端分别连接；所述热敏电阻PTC的第二端与所述电源VCC_15V连接；所述第四电阻R4的第二端与所述第三三极管Q3的基极连接；所述第三三极管Q3的集电极与所述第四三极管Q4的基极连接；所述第四三极管Q4的发射极通过所述第一输出端AD1与所述采样电路400连接，所述第四三极管Q3的发射极还与所述第五电阻R5的第一端连接；所述第五电阻R5的第二端与所述第六电阻R6的第一端连接，所述第五电阻R5的第二端还接地；所述第六电阻R6的第二端通过所述第二输出端与所述调光总线输出端OUT及所述采样电路400分别连接；所述第二电阻R2的第二端经所述第三电阻R3接地，所述第二电阻R2的第二端还通过所述第三输出端AD3与所述MCU控制单元200连接。
需要说明的是，滤波放大单元310接收到MCU控制单元200输出的5VPWM信号后，经过滤放和放大后输出，再经过第一三极管Q1组成的射极跟随器从第一三极管Q1发射极输出大约0-10.3V调光信号。该0-10.3V调光信号被发送至大功率的第二三极管Q2的基极，经过第二三极管Q2的发射极输出0-10V可调信号，该0-10V可调信号被发送至第三三极管Q3的发射极和大功率的第四三极管Q4的集电极，经第三三极管Q3和第四三极管Q4放大后输出至调光总线输出端OUT，实现同时调节多个LED灯具0-100％亮度变化。
应当理解的是，热敏电阻PTC的一端连接15V电源，另一端连接第二三极管Q2的集电极，可以对第二三极管Q2限流，以实现过流保护。另外，第三三极管Q3的集电极与第四三极管Q4的基极连接，可以调节第四三极管Q4的放大倍数，保护第四三极管Q4因总线过流而损坏。
在具体实现中，通过第二电阻R2和第三电阻R3对调光总线电压进行分压，通过第三输出端AD3输出电压至MCU控制单元200，以使MCU控制单元200判断调光总线输出端OUT的电压是否正常。通过第一输出端AD1与采样电路400连接，可以采集调光总线输出端OUT的灌入电流，通过第二输出端AD2与采样电路400及调光总线输出端OUT连接，可以采集调光总线输出端OUT的输出电流，采样电路400将采集到的灌入电流和输出电流发送至MCU控制单元200，以使MCU控制单元200判断调光总线输出端OUT的电流是否正常。当然，同时，通过上述设计，同时也可以实现输出电流驱动无源LED总线调光，及灌入电流拉低有源LED调光总线调光。
进一步地，所述驱动保护单元320还包括第一滤波电容C1；所述第一滤波电容C1的第一端与所述第一三极管Q1的发射极及所述第二三极管Q2的基极分别连接，所述第一滤波电容C1的第二端接地，所述第一滤波电容C1用于滤除第一三极管Q1发送的0-10.3V调光信号中的纹波。
进一步地，所述滤波放大单元310包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、比较放大器U1及第二滤波电容C2；其中，所述第七电阻R7的第一端与所述MCU控制单元200连接，所述第七电阻R7的第二端经所述第二滤波电容C2接地，所述第七电阻R7的第二端还与所述比较放大器U1的同相输入端连接；所述比较放大器U1的反向输入端与所述第八电阻R8的第一端及所述第九电阻R9的第一端分别连接，所述比较放大器U1的输出端与所述第九电阻R9的第二端及所述驱动保护单元320的输入端分别连接；所述第八电阻R8的第二端接地。
进一步地，所述滤波放大单元310还包括第十电阻R10及第三滤波电容C3；所述第十电阻R10连接于所述第九电阻R9的第二端与所述驱动保护单元320的输入端之间，所述第十电阻R10的第一端经所述第三滤波电容C3接地。
应当理解的是，滤波放大单元310接收到MCU控制单元200输出的5VPWM信号后，经过第七电阻R7及第二电容C2滤波后转换成0-5V直流信号，输出至比较放大器U1的正向输入端，该0-5V直流信号经过比较放大器U1放大成0-10.6V直流信号，该0-10.6V直流信号经第十电阻R10限流及第三电容C3二次滤波后发送至第一三极管Q1的基极。
本实施例通过调光电路的具体设计，不仅实现了调光总线对多个灯具调光，还实现了有源及无源两种调光方式，即输出电流驱动无源LED总线调光，及灌入电流拉低有源LED调光总线调光。当然，与此同时，通过采集调光总线输出端的电压和电流，还实现根据电压和电流自动判断调光总线的状态，及时了解灯具的状态。
本实用新型还提出一种LED智能调光控制终端，所述LED智能调光控制终端包括如上所述的LED智能调光控制电路，所述LED智能调光控制终端的LED智能调光控制电路的电路结构可参照上述实施例，在此不再赘述；可以理解的是，由于本实施例的LED智能调光控制终端采用了上述LED智能调光控制电路的技术方案，因此所述LED智能调光控制终端具有上述所有的有益效果。
以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种LED智能调光控制电路，其特征在于，包括AC-DC电路、MCU控制单元、采样电路及调光电路；其中，
所述AC-DC电路，与所述MCU控制单元连接，用于接收交流电信号，将所述交流电信号转换为直流信号，并输出所述直流信号至所述MCU控制单元；
所述MCU控制单元，与所述调光电路连接，用于将所述直流信号转换为PWM信号，并输出所述PWM信号至所述调光电路；
所述调光电路，与所述MCU控制单元及调光总线输出端分别连接，用于将所述PWM信号转换为调光信号，并输出所述调光信号至所述调光总线输出端，以通过调光总线对多个LED灯调光；
所述采样电路，与所述调光电路、所述调光总线输出端以及所述MCU控制单元分别连接，用于采集所述调光总线输出端的电流，并发送所述电流至所述MCU控制单元；
所述MCU控制单元，还用于采集所述调光总线输出端的电压，并接收所述电流，通过所述电压及所述电流实现对所述调光总线输出端的状态监控。
2.如权利要求1所述的LED智能调光控制电路，其特征在于，所述调光电路包括滤波放大单元及驱动保护单元；所述滤波放大单元与所述MCU控制单元及所述驱动保护单元的输入端分别连接，所述驱动保护单元与所述采样电路、所述MCU控制单元及所述调光总线输出端分别连接；
所述滤波放大单元，用于将所述PWM信号进行滤波后放大成调光信号，并输出所述调光信号至所述驱动保护单元；
所述驱动保护单元，用于将所述调光信号发送至所述调光总线输出端，以通过调光总线对多个LED灯调光；
所述驱动保护单元，还用于向所述采样电路和所述MCU控制单元对应输出所述电流和所述电压，以实现对所述调光总线输出端的状态监控及保护。
3.如权利要求2所述的LED智能调光控制电路，其特征在于，所述驱动保护单元包括第一电阻、热敏电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第一输出端、第二输出端及第三输出端；其中，
所述第一电阻的第一端与电源连接，所述第一电阻的第二端与所述第一三极管的集电极连接；
所述第一三极管的基极与所述第四电阻的第一端连接，所述第一三极管的基极还作为所述驱动保护单元的输入端与所述滤波放大单元连接，所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的基极连接；
所述第二三极管的集电极与所述热敏电阻的第一端连接，所述第二三极管的发射极与所述第三三极管的发射极、所述第四三极管的集电极及所述第二电阻的第一端分别连接；
所述热敏电阻的第二端与所述电源连接；
所述第四电阻的第二端与所述第三三极管的基极连接；
所述第三三极管的集电极与所述第四三极管的基极连接；
所述第四三极管的发射极通过所述第一输出端与所述采样电路连接，所述第四三极管的发射极还与所述第五电阻的第一端连接；
所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端还接地；
所述第六电阻的第二端通过所述第二输出端与所述调光总线输出端及所述采样电路分别连接；
所述第二电阻的第二端经所述第三电阻接地，所述第二电阻的第二端还通过所述第三输出端与所述MCU控制单元连接。
4.如权利要求3所述的LED智能调光控制电路，其特征在于，所述驱动保护单元还包括第一滤波电容；所述第一滤波电容的第一端与所述第一三极管的发射极及所述第二三极管的基极分别连接，所述第一滤波电容的第二端接地。
5.如权利要求2所述的LED智能调光控制电路，其特征在于，所述滤波放大单元包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、比较放大器及第二滤波电容；其中，
所述第七电阻的第一端与所述MCU控制单元连接，所述第七电阻的第二端经所述第二滤波电容接地，所述第七电阻的第二端还与所述比较放大器的同相输入端连接；
所述比较放大器的反向输入端与所述第八电阻的第一端及所述第九电阻的第一端分别连接，所述比较放大器的输出端与所述第九电阻的第二端及所述驱动保护单元的输入端分别连接；
所述第八电阻的第二端接地。
6.如权利要求5所述的LED智能调光控制电路，其特征在于，所述滤波放大单元还包括第十电阻及第三滤波电容；所述第十电阻连接于所述第九电阻的第二端与所述驱动保护单元的输入端之间，所述第十电阻的第一端经所述第三滤波电容接地。
7.如权利要求1至6中任一项所述的LED智能调光控制电路，其特征在于，还包括远程通讯电路，与所述MCU控制单元连接，用于实现远程主机与所述MCU控制单元的通讯。
8.如权利要求7所述的LED智能调光控制电路，其特征在于，所述远程主机与所述MCU控制单元通过LoRa、RS485、WiFi及ZigBee中的一种或多种传输方式连接通讯。
9.一种LED智能调光控制终端，其特征在于，包括如权利要求1-8任一权利要求所述的LED智能调光控制电路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111405724A (zh) * 2020-05-04 2020-07-10 上海欧切斯实业有限公司 调光参数在线调整电路及调光方法
CN116685014A (zh) * 2023-08-04 2023-09-01 无锡安特源科技股份有限公司 调光控制电路和电子设备

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