LED全彩燈光控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
背景
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/169191.htmLED作為一種新型光源,以其低供電電壓,低功耗,長(zhǎng)壽命,無(wú)輻射的特點(diǎn),在許多場(chǎng)合得到應(yīng)用,隨著近年來(lái)其亮度的不斷提高,特別是超高亮LED的 出現(xiàn),發(fā)光二極管得到了廣泛的應(yīng)用,從傳統(tǒng)的僅作室內(nèi)儀表信號(hào)指示,逐步發(fā)展到應(yīng)用于交通信號(hào)燈、汽車(chē)信號(hào)燈、背光源、室內(nèi)外大屏幕顯示,以及目前正向照 明領(lǐng)域的深入。目前LED在照明領(lǐng)域的應(yīng)用主要還集中在燈飾照明中。LED本身的致光特性,使其具有易控制,頻閃快的特點(diǎn),由此可以利用嵌入式微處理器, 按PWM(占空比)方式獨(dú)立控制R(紅),G(綠),B(藍(lán))發(fā)光灰度,從而實(shí)現(xiàn)全彩效果的LED燈光控制技術(shù)。由于采用超高亮LED的裝飾照明燈具,其 亮度已達(dá)到要求,且它在壽命,功耗,控制花樣等方面和霓虹燈相比具有十分明顯的優(yōu)勢(shì),目前已開(kāi)始逐步推廣,預(yù)計(jì)今后幾年將會(huì)有比較大的發(fā)展。
控制單元
控制單元是指可獨(dú)立變化出全彩色的燈具單元,也可稱(chēng)作像素。它至少應(yīng)包含一只紅色LED、一只綠色LED、一只藍(lán)色LED,各顏色LED的數(shù)目根據(jù) 配色要求按一定比例構(gòu)成??蓪⑦@些控制單元制作成單個(gè)燈具,亦可按一定形狀或圖案排列起來(lái),形成線狀或面狀光源。需要注意的是,由三種顏色的LED構(gòu)成的 一個(gè)單元,通常必須進(jìn)行混光處理,否則不能看到理想的全彩效果。在同一個(gè)發(fā)光單元中LED應(yīng)緊密排列,這樣可使得各LED的光斑在觀賞者眼中成像重疊;相 鄰發(fā)光單元中心距應(yīng)相同,并且該中心距滿(mǎn)足:D≥2*L*tan(θ/2),式中D為相鄰發(fā)光單元的最小中心距,L為正常使用時(shí)觀看點(diǎn)與光源部位的垂直距 離,θ為人眼最小分辨角。這樣通過(guò)控制電路可使燈具顯示出豐富的色彩。通過(guò)控制系統(tǒng)獨(dú)立控制每個(gè)發(fā)光單元中的三種發(fā)光二極管的灰度級(jí)別,亦即控制每個(gè)發(fā)光 單元中的紅、綠、藍(lán)三種顏色各自的亮度,就可使每個(gè)發(fā)光單元調(diào)配出多種不同的顏色,若在同一時(shí)間內(nèi)控制不同的發(fā)光單元顯示出不同的顏色,就可使燈具的整個(gè) 發(fā)光部位呈現(xiàn)出色彩斑斕的效果。目前出現(xiàn)的功能比較強(qiáng)大的控制系統(tǒng),可通過(guò)軟件設(shè)置每個(gè)控制單元的顏色值,根據(jù)系統(tǒng)的參數(shù),設(shè)置各個(gè)顏色的灰度級(jí)別,一般 為256級(jí)(8位),目前具有代表性的有臺(tái)灣點(diǎn)晶科技的一款DM413全彩LED阿驅(qū)動(dòng)芯片,帶有灰度發(fā)生器,默認(rèn)為256級(jí)灰度,最高可設(shè)置為8192 級(jí)灰度,實(shí)現(xiàn)的效果極為細(xì)膩。單個(gè)DM413芯片只控制一個(gè)顯示單元,使得每個(gè)控制單元的電路相同,而且非常簡(jiǎn)單,一次開(kāi)發(fā),重復(fù)使用。
控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
整個(gè)控制系統(tǒng)分為兩個(gè)部分:控制器部分和LED驅(qū)動(dòng)部分(見(jiàn)圖1)。 控制器部分是系統(tǒng)的核心部分,它最基本的功能是將每個(gè)控制單元的顏色數(shù)據(jù)發(fā)送給相應(yīng)控制單元,使所有單元相互配合,產(chǎn)生用戶(hù)預(yù)想的效果;LED驅(qū)動(dòng)部分的 功能是接收顏色數(shù)據(jù)并驅(qū)動(dòng)LED按該數(shù)據(jù)所表示的亮度值顯示。每個(gè)基于DM413的LED驅(qū)動(dòng)模塊,單獨(dú)控制一個(gè)LED燈具單元,每個(gè)模塊結(jié)構(gòu)相同,與控 制器的連接方式也相同。系統(tǒng)采用串行級(jí)聯(lián)的方式連接,每個(gè)模塊具有輸入和輸出接口,前一模塊的輸出接口通過(guò)數(shù)據(jù)線與后一模塊的輸入接口連接,直到最后一個(gè) 模塊為止。LED驅(qū)動(dòng)模塊(見(jiàn)圖2)是以DM413為核心的電路,DM413具有若干信號(hào)輸入輸出引腳及多個(gè)功能設(shè)定引腳。信號(hào)通過(guò)輸入接口給DM413 相應(yīng)的輸入引腳。3個(gè)輸出引腳用于連接LED,可分配給R,G,B三個(gè)顏色,同一個(gè)輸出引腳接相同顏色的LED,根據(jù)配色需要,每個(gè)輸出引腳可接一個(gè)或多 個(gè)LED。輸入的串行信號(hào)通過(guò)輸出引腳發(fā)送出來(lái),通過(guò)輸出接口傳到下一級(jí)芯片。
圖1
圖2
評(píng)論