LED作為一種新型
光源,以其低供電電壓,低功耗,長壽命,無輻射的特點,在許多場合得到應用,隨著近年來其亮度的不斷提高,特別是超高亮LED的出現(xiàn),發(fā)光
二極管得到了廣泛的應用,從傳統(tǒng)的僅作室內(nèi)儀表信號指示,逐步發(fā)展到應用于交通信號燈、汽車信號燈、
背光源、室內(nèi)外大屏幕顯示,以及目前正向
照明領域的深入。目前LED在照明領域的應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,由此可以利用嵌入式微處理器,按PWM(占空比)方式獨立控制R(紅),G(綠),B(藍)發(fā)光灰度,從而實現(xiàn)全彩效果的LED燈光控制技術。由于采用超高亮LED的裝飾照明
燈具,其亮度已達到要求,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,目前已開始逐步推廣,預計今后幾年將會有比較大的發(fā)展。
Yjl:i*u/ kv2 H3O 控制單元
D z[,; 控制單元是指可獨立變化出全彩色的燈具單元,也可稱作像素。它至少應包含一只紅色LED、一只綠色LED、一只藍色LED,各顏色LED的數(shù)目根據(jù)配色要求按一定比例構成?蓪⑦@些控制單元制作成單個燈具,亦可按一定形狀或圖案排列起來,形成線狀或面狀光源。需要注意的是,由三種顏色的LED構成的一個單元,通常必須進行混光處理,否則不能看到理想的全彩效果。在同一個發(fā)光單元中LED應緊密排列,這樣可使得各LED的光斑在觀賞者眼中成像重疊;相鄰發(fā)光單元中心距應相同,并且該中心距滿足:D≥2*L*tan(θ/2),式中D為相鄰發(fā)光單元的最小中心距,L為正常使用時觀看點與光源部位的垂直距離,θ為人眼最小分辨角。這樣通過控制電路可使燈具顯示出豐富的色彩。通過控制系統(tǒng)獨立控制每個發(fā)光單元中的三種
發(fā)光二極管的灰度級別,亦即控制每個發(fā)光單元中的紅、綠、藍三種顏色各自的亮度,就可使每個發(fā)光單元調(diào)配出多種不同的顏色,若在同一時間內(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)的功能比較強大的控制系統(tǒng),可通過軟件設置每個控制單元的顏色值,根據(jù)系統(tǒng)的
參數(shù),設置各個顏色的灰度級別,一般為256級(8位),目前具有代表性的有臺灣點晶科技的一款DM413全彩LED阿驅(qū)動
芯片,帶有灰度發(fā)生器,默認為256級灰度,最高可設置為8192級灰度,實現(xiàn)的效果極為細膩。單個DM413芯片只控制一個顯示單元,使得每個控制單元的電路相同,而且非常簡單,一次開發(fā),重復使用。
h8;H<Y;yQ L=WKqRa>4 控制系統(tǒng)結構
HYZp=*eb ,vBB". LY' 整個控制系統(tǒng)分為兩個部分:控制器部分和LED驅(qū)動部分)。 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控制單元的顏色數(shù)據(jù)發(fā)送給相應控制單元,使所有單元相互配合,產(chǎn)生用戶預想的效果;LED驅(qū)動部分的功能是接收顏色數(shù)據(jù)并驅(qū)動LED按該數(shù)據(jù)所表示的亮度值顯示。每個基于DM413的LED驅(qū)動模塊,單獨控制一個LED燈具單元,每個模塊結構相同,與控制器的連接方式也相同。系統(tǒng)采用串行級聯(lián)的方式連接,每個模塊具有輸入和輸出接口,前一模塊的輸出接口通過數(shù)據(jù)線與后一模塊的輸入接口連接,直到最后一個模塊為止。LED驅(qū)動模塊是以5026為核心的電路,5026具有若干信號輸入輸出引腳及多個功能設定引腳。信號通過輸入接口給DM413相應的輸入引腳。3個輸出引腳用于連接LED,可分配給R,G,B三個顏色,同一個輸出引腳接相同顏色的LED,根據(jù)配色需要,每個輸出引腳可接一個或多個LED。輸入的串行信號通過輸出引腳發(fā)送出來,通過輸出接口傳到下一級芯片。
-KZ9TV # R _BvGEM`o 控制原理
c4s,T"H &'?Hh( 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)動芯片發(fā)送控制信號和數(shù)據(jù),LED驅(qū)動芯片根據(jù)控制信號和數(shù)據(jù)的要求,產(chǎn)生相應的動作,從而對每一路紅、綠、藍LED實現(xiàn)單獨的控制。若微控制器連續(xù)地向一串LED驅(qū)動芯片發(fā)送控制信號和數(shù)據(jù),則可使各LED受到連續(xù)的協(xié)調(diào)控制?蓪㈩A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?shù)目刂浦噶,再連續(xù)地發(fā)送給各個LED驅(qū)動芯片,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,操作簡便,功能強大的軟件系統(tǒng)成為必要。以下先分析控制系統(tǒng)的原理。