LED照明調(diào)光裝置設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

隨著發(fā)光二極管技術(shù)的發(fā)展，LED 照明由于其長(zhǎng)壽命，低功耗及色彩可控等方面的優(yōu)勢(shì)，使其在景觀照明、牌匾照明以及大屏幕顯示器等方面顯示出越來(lái)越廣泛的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿?，本文介紹一種LED 照明驅(qū)動(dòng)裝置，能夠方便地控制LED 的光強(qiáng)和色彩，可通過(guò)編程對(duì)多個(gè)LED 圖案進(jìn)行控制，并且本系統(tǒng)可通過(guò)串行口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，顯示上位機(jī)所傳送的信息。

1 LED 調(diào)光原理

目前實(shí)現(xiàn)LED 照明有三種主流技術(shù)路線， (1)基于三基色原理，利用紅、綠、藍(lán)三基色LED 合成白光，(2) 利用紫外LED 激發(fā)三基色熒光粉，由熒光粉發(fā)出的合成白光，(3) 采用藍(lán)光LED 激發(fā)黃光熒光粉實(shí)現(xiàn)二元混色白光。相比之下，采用三基色LED 混合白光，不僅可實(shí)現(xiàn)理想的白光光譜，而且光源顏色可調(diào)，使其不但可適應(yīng)對(duì)白光的顏色要求比較高的照明場(chǎng)合，并且可通過(guò)一定的自動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)電路可適應(yīng)于各種顏色及亮度不斷變化且要求精度較高的場(chǎng)合。其實(shí)現(xiàn)原理如圖1:

圖1 三基色實(shí)現(xiàn)合成彩色光原理圖

通過(guò)控制電路對(duì)三基色發(fā)光LED 的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，其通過(guò)透鏡后的合成光的顏色和亮度均將可調(diào)。

2 調(diào)光裝置總體方案

如圖2 中，87LPC762 單片機(jī)傳送數(shù)據(jù)到三路D /A 轉(zhuǎn)換器，將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量，經(jīng)功率放大電路分別控制紅、綠、藍(lán)三色LED 發(fā)光的強(qiáng)度，從而控制LED 發(fā)光的顏色以及亮度， 對(duì)于多個(gè)LED采用動(dòng)態(tài)掃描的方式，由單片機(jī)控制兩個(gè)輸出端子以CLK 為基準(zhǔn)輸出串行信號(hào)，經(jīng)串并轉(zhuǎn)換器件控制處于開(kāi)關(guān)工作的三極管分別對(duì)三基色LED 進(jìn)行點(diǎn)亮，完成對(duì)圖形圖案的控制。最后，此系統(tǒng)即可完成調(diào)光所需的各項(xiàng)功能。串行通訊接口采用RS232標(biāo)準(zhǔn)總線與計(jì)算機(jī)連接，可將計(jì)算機(jī)中需要顯示的圖案或文字傳送到本系統(tǒng)并顯示出來(lái)。

圖2 調(diào)光裝置總體方案框圖

3 光顏色調(diào)整的實(shí)現(xiàn)

圖3 中AD558 是D /A 轉(zhuǎn)換芯片，能將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量。單片機(jī)通過(guò)P0 口與AD558 的DB0 -DB7 連接，進(jìn)行并行數(shù)據(jù)傳輸，以此控制AD558 輸出電壓的高低，輸出電壓通過(guò)功率放大控制LED 單色發(fā)光的強(qiáng)度。由于AD558 是8 位的D /A 轉(zhuǎn)換芯片，因此通過(guò)三路D /A 分別控制三基色時(shí)，其可將三基色中的紅、綠、藍(lán)分別分為28 = 256 份輸出，若將三基色任意組合即可最大形成2563 = 16777216 顏色和亮度的組合分辨率，通過(guò)軟件數(shù)據(jù)的設(shè)定可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置最大限度內(nèi)任意所需要的分辨率值。