LED全彩燈光控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理介紹

控制原理

LED控制器內(nèi)置高性能單片微型控制芯片，控制器通過內(nèi)部控制程序向LED驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)送控制信號(hào)和數(shù)據(jù)，LED驅(qū)動(dòng)芯片根據(jù)控制信號(hào)和數(shù)據(jù)的要求， 產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作，從而對(duì)每一路紅、綠、藍(lán)LED實(shí)現(xiàn)單獨(dú)的控制。若微控制器連續(xù)地向一串LED驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)送控制信號(hào)和數(shù)據(jù)，則可使各LED受到連續(xù)的協(xié)調(diào) 控制?？蓪㈩A(yù)想的變化效果轉(zhuǎn)化成LED控制器可處理的數(shù)據(jù)格式及適當(dāng)?shù)目刂浦噶睿龠B續(xù)地發(fā)送給各個(gè)LED驅(qū)動(dòng)芯片，則可使整體燈飾表現(xiàn)出想要的效果。此 處，和控制器緊密配合，操作簡(jiǎn)便，功能強(qiáng)大的軟件系統(tǒng)成為必要。以下先分析控制系統(tǒng)的原理。

控制器輸出接口具有三條信號(hào)線：一條串行數(shù)據(jù)輸出線，一條時(shí)鐘信號(hào)輸出線及一條鎖存信號(hào)線。這三條線分別接到驅(qū)動(dòng)芯片相應(yīng)的3個(gè)引腳上。和一般的串 行移位機(jī)制相同，在時(shí)鐘信號(hào)的控制下，串行數(shù)據(jù)在驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)部移位寄存，由于串行數(shù)據(jù)表示的是每種顏色的灰度級(jí)別，而不是簡(jiǎn)單的開關(guān)信號(hào)，所以芯片內(nèi)部的 移位速率比7彩應(yīng)用的芯片（如74HC595）要高很多。當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送接收完畢，控制器向驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)送鎖存信號(hào)，使LED驅(qū)動(dòng)芯片鎖存已存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)， DM413在鎖存的同時(shí)會(huì)根據(jù)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光。有些芯片另有一個(gè)輸出使能引腳，用于單獨(dú)控制輸出信號(hào)。LED發(fā)光灰度是由驅(qū)動(dòng)芯片所存儲(chǔ)的數(shù) 據(jù)決定的，全彩驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)置灰度產(chǎn)生器，采用PWM方式。該方式控制LED以人眼分辨不出的高頻率快速亮滅，根據(jù)芯片所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)設(shè)定亮和滅所占的比例， 即實(shí)現(xiàn)灰度級(jí)別的控制。DM413可選擇三種灰度級(jí)別，8位（256），10位（1024）和13位（8192），即可使每種顏色產(chǎn)生256級(jí)（以256 級(jí)灰度為例）灰度等級(jí)，單獨(dú)控制三種顏色的灰度，則可組合出256*256*256種（16777216種）顏色。將若干燈具單元排列起來，即可按這種方 式顯示出細(xì)膩生動(dòng)的圖案，動(dòng)畫效果。

軟件系統(tǒng)

軟件系統(tǒng)是控制系統(tǒng)和燈光效果設(shè)計(jì)師的交互窗口，它具有十分重要的作用。軟件系統(tǒng)的作用是讓光效設(shè)計(jì)師通過簡(jiǎn)便的，人性化的操作編輯出預(yù)想的效果， 并轉(zhuǎn)化為控制系統(tǒng)可接受的數(shù)據(jù)格式和控制指令。這些效果包含常規(guī)的顏色跳變，漸變，彩虹滾動(dòng)等，也可能包含文字，圖片的顯示，視頻，動(dòng)畫的播放等。軟件系 統(tǒng)根據(jù)特定的效果，計(jì)算每個(gè)控制單元的顏色數(shù)據(jù)，最終生成用于控制器的光效文件。根據(jù)系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)或脫機(jī)特性，軟件的使用略有不同?？刂葡到y(tǒng)具有一套完善的 配套軟件，可極大的簡(jiǎn)化光效的編輯，甚至完成一些人工無法完成的效果。

結(jié)束語

LED是一類可直接將電能轉(zhuǎn)化為可見光和輻射能的發(fā)光器件，具有工作電壓低，耗電量小，發(fā)光效率高，發(fā)光響應(yīng)時(shí)間極短，光色純，結(jié)構(gòu)牢固，抗沖擊， 耐振動(dòng)，性能穩(wěn)定可靠，重量輕，體積小，成本低等一系列特性，發(fā)展突飛猛進(jìn)，現(xiàn)已能批量生產(chǎn)各種顏色的高亮度、高性能產(chǎn)品，隨著發(fā)光二極管發(fā)光效率的提 高，再結(jié)合相應(yīng)控制技術(shù)的進(jìn)步，相信在不久的將來，LED光源會(huì)逐步取代傳統(tǒng)的照明光源，而掀起一次照明領(lǐng)域新的革命。