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基于紅外遙控的大功率LED照明系統(tǒng)設(shè)計

作者: 時間:2010-08-03 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
目前,是我國能源消耗的重要方面,每年的用電約為3000 億千瓦時,約占發(fā)電總量的12%.隨著經(jīng)濟發(fā)展,我國的用電將有大比例的提高;同時,隨著能源危機和環(huán)保問題的日益嚴峻,我國照明產(chǎn)業(yè)也必須走綠色節(jié)能的發(fā)展道路。 是一種將電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽艿陌雽w發(fā)光器件,屬于固態(tài)光源;其作為一種新型的綠色照明方式,應(yīng)用前景舉世矚目,尤其高亮度的白光 的開發(fā)成功,使得 在照明領(lǐng)域得以推廣應(yīng)用,也必然引起照明領(lǐng)域一場新的革命。

  與現(xiàn)行白熾燈、熒光燈等照明設(shè)備相比,白光LED 具有發(fā)熱低、耗電量少(白熾燈的1/8,熒光燈的1/2)、壽命長(數(shù)萬小時以上,為熒光燈的10 倍)、體積小、無污染、反應(yīng)速度快、安全可靠等優(yōu)點,是被業(yè)界看好在未來可替代傳統(tǒng)照明器具的一大潛力產(chǎn)品。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/169249.htm

  同時,考慮到目前部分照明產(chǎn)品缺少亮度調(diào)節(jié)、等功能,無法滿足現(xiàn)代照明的實際需求。因此,本文了一種以AT89S51 單片機為核心的可白光LED 照明,其采用PT4115 LED 恒流驅(qū)動方案與技術(shù),通過對一款TC9012紅外遙控器的按鍵編碼識別與解碼處理,可紅外遙控實現(xiàn)對LED 光源的多級PWM 調(diào)光功能。本在實現(xiàn)高效節(jié)能的同時,也為實際照明應(yīng)用提供了極大的便捷。

  1、結(jié)構(gòu)與功能本照明以AT89S51 單片機為主控芯片,選用3 只3W 白光LED 為光源,采用PT4115 芯片實現(xiàn)LED 恒流驅(qū)動系統(tǒng),紅外遙控系統(tǒng)則由TC9012 遙控發(fā)射器與HS0038紅外接收器構(gòu)成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1 所示。

  本系統(tǒng)以一款采用TC9012 芯片的家用遙控器作為紅外發(fā)射單元,其使用普遍,價格低廉,且發(fā)射編碼多,可控制實現(xiàn)對LED 光源亮度的多級調(diào)節(jié);紅外接收器由HS0038 構(gòu)成,它是集成有紅外接收頭、放大、解調(diào)和整形電路的一體化部件,可輸出讓單片機識別的TTL信號;紅外遙控信息處理則由單片機AT89S51 實現(xiàn),其主要完成對遙控器發(fā)出的紅外編碼進行識別與解碼,然后根據(jù)解碼結(jié)果產(chǎn)生遙控器鍵值所對應(yīng)的PWM 調(diào)光信號,從而控制PT4115 恒流驅(qū)動系統(tǒng)實現(xiàn)LED 多級調(diào)光功能。

  2、系統(tǒng)原理

  2.1 PWM 調(diào)光原理從 LED 伏安特性及數(shù)學模型可知,LED 在正向?qū)ê笃湔螂妷旱募毿∽儎訉⒁餖ED 電流的較大波動,并且環(huán)境溫度、LED 老化等因素也將影響LED 的電氣特性,若LED電流失控,LED 長期工作在大電流下將嚴重影響其可靠性和使用壽命。而LED 的光輸出直接與LED 電流有關(guān),所以LED 驅(qū)動電路在輸入電壓和環(huán)境溫度等因素發(fā)生變動的情況下宜采用恒流驅(qū)動方式。

  在實際應(yīng)用中,LED 調(diào)節(jié)亮度一般采用兩種方法,即模擬調(diào)光或PWM 調(diào)光。模擬調(diào)光與PWM 調(diào)光對比如圖2 所示。模擬調(diào)光是通過改變流過LED 電流的大小來調(diào)整光效的,除了亮度會改變以外,也會影響LED 的光效質(zhì)量,即電流變化必然導致LED 的色度偏差。

  PWM 基本原理是保持LED 正向?qū)娏骱愣?,而通過控制電流導通和關(guān)斷的時間比例,可以實現(xiàn)從0 到100%范圍的亮度調(diào)節(jié)。PWM 調(diào)光的優(yōu)勢是LED 正向?qū)ǖ碾娏饕恢笔呛愣ǖ模琇ED 的色度就不會像模擬調(diào)光一樣會變化;在精確控制LED 的亮度的同時,也保證LED 發(fā)光的色度。

  為了避免人眼能夠看到LED 的導通和關(guān)斷,而感覺到燈光閃爍,PWM 調(diào)光的頻率要高于100Hz,由于人眼的視覺殘留效應(yīng),眼睛就會對導通和關(guān)斷時間內(nèi)的亮度進行平均,僅僅看到由PWM占空比決定的有效亮度。對于PWM調(diào)光頻率設(shè)置在軟件時應(yīng)予以注意。

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