Led自動(dòng)調(diào)光系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及LED調(diào)光電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及基于STM8單片機(jī)LED自動(dòng)調(diào)光 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 燈光是人為照明，在夜晚或自然光不足的場(chǎng)合提供足夠的照度。但是燈光消耗電 力，在不需要時(shí)關(guān)掉燈光是可以節(jié)約能源。不過在有些時(shí)段和情況，如果可以把燈光調(diào)到較 暗的程度，也是可以大幅降低能源消耗。
[0003] 許多公用建筑或場(chǎng)所，如機(jī)場(chǎng)、車站、碼頭、停車場(chǎng)、街道醫(yī)院、病房、工廠，在夜晚 不宜把燈光全部關(guān)掉，否則有行動(dòng)不方便或治安的顧慮。公園、百貨、商場(chǎng)、學(xué)校、辦公大 樓的大廳、廁所、走廊、樓梯間等場(chǎng)所，在下班后維持適度的照明，也可以方便加班工作的員 工，并避免治安的死角。24小時(shí)營(yíng)業(yè)的便利商店、加油站、旅館等，也可以在深夜生意較清淡 時(shí)，把燈光調(diào)暗一部分，以節(jié)省電費(fèi)。
[0004] 常見的調(diào)光器包括娃控調(diào)光器（Triacdimmer)(前切式），電子式調(diào)光器（后切 式），與遙控調(diào)光器（紅外線或RF式）。然而這些傳統(tǒng)調(diào)光方式不能適用于LED以實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)調(diào)光功能，若能開創(chuàng)出一種針對(duì)LED的高效率低成本的調(diào)光方式，就能讓LED照明更具競(jìng) 爭(zhēng)力。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種LED自動(dòng)調(diào)光系統(tǒng)，首先 通過光敏電阻對(duì)外界光照強(qiáng)度進(jìn)行采集，然后通過STM8單片機(jī)內(nèi)部AD轉(zhuǎn)換把光強(qiáng)轉(zhuǎn)換為 數(shù)字信號(hào)，之后通過單片機(jī)的計(jì)算和處理，最后輸出一路PWM信號(hào)用于調(diào)節(jié)LED的光照強(qiáng) 度，而且本系統(tǒng)能真正實(shí)現(xiàn)LED驅(qū)動(dòng)電路的均流，同時(shí)具有較高轉(zhuǎn)換效率。
[0006] 為解決上述問題，本實(shí)用新型提供以下技術(shù)方案：
[0007] -種LED自動(dòng)調(diào)光系統(tǒng)，包括光強(qiáng)檢測(cè)電路、微處理器系統(tǒng)和LED驅(qū)動(dòng)電路，光強(qiáng) 檢測(cè)電路用于采集光強(qiáng)模擬信號(hào)并將該光強(qiáng)模擬信號(hào)發(fā)送至微處理器系統(tǒng)，微處理器系統(tǒng) 用于將接收到的光強(qiáng)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并生成相應(yīng)的PWM信號(hào)發(fā)送至LED驅(qū)動(dòng)電 路，LED驅(qū)動(dòng)電路通過接收到的PWM信號(hào)來調(diào)節(jié)LED的亮度。
[0008] 其中，光強(qiáng)檢測(cè)電路包括光敏電阻，光敏電阻的第一端通過分壓電阻與電源連接， 光敏電阻的第二端接地，光敏電阻的第三端與微處理器系統(tǒng)的光強(qiáng)模擬信號(hào)接收端連接。
[0009] 其中，微處理器系統(tǒng)的微處理器采用S207RB芯片，該S207RB芯片的PR)引腳與光 強(qiáng)檢測(cè)電路的光強(qiáng)模擬信號(hào)輸出端連接，用于接收光強(qiáng)模擬信號(hào)，該S207RB芯片的PA3引 腳與LED驅(qū)動(dòng)電路的PWM信號(hào)輸入端連接，用于發(fā)送PWM信號(hào)。
[0010] 其中，LED驅(qū)動(dòng)電路包括LM3414芯片、電源接口、信號(hào)接口、肖特基勢(shì)皇二極管和 輸出電感，LM3414芯片的D頂引腳連接至信號(hào)接口，信號(hào)接口與微處理器系統(tǒng)的PWM信號(hào) 輸出端連接，LM3414芯片的VIN引腳連接至電源接口，LM3414芯片的LX引腳連接至肖特基 勢(shì)皇二極管的陽極和輸出電感。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型的有益效果為：
[0012] 本實(shí)用新型首先通過光敏電阻對(duì)外界光照強(qiáng)度進(jìn)行采集，然后通過STM8單片機(jī) 內(nèi)部AD轉(zhuǎn)換把光強(qiáng)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，之后通過單片機(jī)的計(jì)算和處理，最后輸出一路PWM信 號(hào)用于調(diào)節(jié)LED的光照強(qiáng)度，而且本系統(tǒng)能真正實(shí)現(xiàn)LED驅(qū)動(dòng)電路的均流，同時(shí)具有高達(dá) 96%的轉(zhuǎn)換效率。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖。
[0014] 圖2為本實(shí)用新型光強(qiáng)檢測(cè)電路圖。
[0015] 圖3為本實(shí)用新型S207RB芯片引腳圖。
[0016] 圖4為本實(shí)用新型LED驅(qū)動(dòng)電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合說明書附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步詳細(xì)描 述：
[0018] 參照?qǐng)D1-圖4所示的一種LED自動(dòng)調(diào)光系統(tǒng)，如圖1所示，包括光強(qiáng)檢測(cè)電路、微 處理器系統(tǒng)和LED驅(qū)動(dòng)電路。光強(qiáng)檢測(cè)電路用于采集光強(qiáng)模擬信號(hào)并將該光強(qiáng)模擬信號(hào)發(fā) 送至微處理器系統(tǒng)，微處理器系統(tǒng)用于將接收到的光強(qiáng)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并生成相 應(yīng)的PWM信號(hào)發(fā)送至LED驅(qū)動(dòng)電路，LED驅(qū)動(dòng)電路通過接收到的PWM信號(hào)來調(diào)節(jié)LED的亮 度。
[0019] 其中，光強(qiáng)檢測(cè)電路如圖2所示，包括光敏電阻，光敏電阻的第一端通過分壓電阻 與電源連接，光敏電阻的第二端接地，光敏電阻的第三端與微處理器系統(tǒng)的光強(qiáng)模擬信號(hào) 接收端連接。本系統(tǒng)采用光敏電阻進(jìn)行光照強(qiáng)度的采集。STM8內(nèi)部芯片具有AD轉(zhuǎn)換功能， 可將光敏電阻采集光強(qiáng)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。圖2中，R2為光敏電阻，R1為分壓電 阻。將光敏電阻的第三端與S207RB芯片ADI(單片機(jī)上的PR)端）連接。
[0020] 其中，微處理器系統(tǒng)的微處理器采用S207RB芯片，S207RB芯片的引腳如圖3所示， 該S207RB芯片的PF0引腳與光強(qiáng)檢測(cè)電路的光強(qiáng)模擬信號(hào)輸出端連接，用于接收光強(qiáng)模擬 信號(hào)，該S207RB芯片的PA3引腳與LED驅(qū)動(dòng)電路的PWM信號(hào)輸入端連接，用于發(fā)送PWM信 號(hào)。
[0021] 本系統(tǒng)的微處理器選擇采用S207RB芯片，是STM8S單片機(jī)系列中一款高性能，低 功耗的8位微處理器。是基于8位框架結(jié)構(gòu)的微控制器，其CPU內(nèi)核有6個(gè)內(nèi)部寄存器，通 過這些寄存器可高效地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。STM8S的指令集支持80條基本語句及20種尋址模 式，而且CPU的6個(gè)內(nèi)部寄存器都擁有可尋址的地址。STM8系列8位微控制器提供從32 至Ijl28kb的閃存，輸入電壓為2.95V-5.5V，24MHz 20MIPS CPU時(shí)鐘頻率，24MHz 20MIPS CPU 時(shí)鐘頻率，S207RB芯片原理圖如圖3所示，PA3 :PWM輸出口（接LED驅(qū)動(dòng)電路的輸入口）； PF0 :模擬輸入口（接光強(qiáng)檢測(cè)部分的輸出）；PF5-PF7是用來顯示當(dāng)前狀態(tài)。
[0022] 其中，LED驅(qū)動(dòng)電路如圖4所示，包括LM3414芯片、電源接口、信號(hào)接口、肖特基勢(shì) 皇二極管和輸出電感，LM3414芯片的D頂引腳連接至信號(hào)接口，信號(hào)接口與微處理器系統(tǒng) 的PWM信號(hào)輸出端連接，LM3414芯片的VIN引腳連接至電源接口，LM3414芯片的LX引腳連 接至肖特基勢(shì)皇二極管的陽極和輸出電感。圖4中，J1為輸入電源用于給芯片供電，J2為 PWM輸入，接單片機(jī)的PA3?？梢酝ㄟ^此電路輸入的PWM波調(diào)節(jié)LEDULED2以及更多的串聯(lián) LED燈的光照強(qiáng)度。
[0023] 本系統(tǒng)采用的LED驅(qū)動(dòng)電路主要由LM3414芯片構(gòu)成，該芯片常用于1A/60W共陽 極LED的恒流降壓驅(qū)動(dòng)器當(dāng)中。它的輸入電壓范圍是4. 5VDC到65VDC，可以提供0. 7A到 1. 3A的LED電流。它具有恒定的開關(guān)頻率，使電磁干擾減弱，無需外部環(huán)路補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，專門 的脈沖電平調(diào)制控制方法使其具有很高的轉(zhuǎn)換效率，真正的實(shí)現(xiàn)了LED的均流，同時(shí)具有 高達(dá)96 %的轉(zhuǎn)換效率。
[0024] LM3414芯片引腳：1、VCC:該引腳和地之間必須接一個(gè)大于1UF的旁路電容。2、 PGND:參考點(diǎn)電壓的接地。3、IADJ:這個(gè)引腳所連接的電阻可以調(diào)整平均電流輸出。4、GND: 內(nèi)部電路的模擬地。5、FS:從這個(gè)引腳到地之間的電阻可以設(shè)置開關(guān)頻率。6、D頂：從這個(gè) 引腳輸入的PWM可以控制燈的亮度。7、LX:該引腳連接到輸出電感和肖特基勢(shì)皇二極管的 陽極。8、VIN:為芯片提供電源，范圍為4. 5VDC到65VDC。
[0025] 開關(guān)頻率的設(shè)置：LM3414驅(qū)動(dòng)器包含一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器，用來產(chǎn)生一個(gè)恒定的 開關(guān)頻率，這個(gè)開關(guān)頻率是由一個(gè)外部電阻的阻值來決定的，一般而言，開關(guān)頻率在250KHZ 至lj1MHZ之間，但是當(dāng)這個(gè)電阻值發(fā)生變化的時(shí)候開關(guān)頻率隨之改變，關(guān)系如式（1)所示：
[0027] 調(diào)節(jié)輸出電流：LM3414在調(diào)節(jié)電流的時(shí)候無需外部檢測(cè)電阻，它可以通過改變芯 片的IADJ腳與GND之間的電阻R3來調(diào)節(jié)輸出電流的大小，IADJ引腳的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓為 1.255V，輸出電流與電阻的關(guān)系由式（2)可見。
[0029] 以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)范圍作出任 何限制，故凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化 與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種LED自動(dòng)調(diào)光系統(tǒng)，其特征在于：包括光強(qiáng)檢測(cè)電路、微處理器系統(tǒng)和LED驅(qū)動(dòng) 電路，光強(qiáng)檢測(cè)電路用于采集光強(qiáng)模擬信號(hào)并將該光強(qiáng)模擬信號(hào)發(fā)送至微處理器系統(tǒng)，微 處理器系統(tǒng)用于將接收到的光強(qiáng)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并生成相應(yīng)的PWM信號(hào)發(fā)送至 LED驅(qū)動(dòng)電路，LED驅(qū)動(dòng)電路通過接收到的PWM信號(hào)來調(diào)節(jié)LED的亮度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED自動(dòng)調(diào)光系統(tǒng)，其特征在于：光強(qiáng)檢測(cè)電路包括光敏電 阻，光敏電阻的第一端通過分壓電阻與電源連接，光敏電阻的第二端接地，光敏電阻的第三 端與微處理器系統(tǒng)的光強(qiáng)模擬信號(hào)接收端連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED自動(dòng)調(diào)光系統(tǒng)，其特征在于：微處理器系統(tǒng)的微處理器 采用S207RB芯片，該S207RB芯片的PFO引腳與光強(qiáng)檢測(cè)電路的光強(qiáng)模擬信號(hào)輸出端連接， 用于接收光強(qiáng)模擬信號(hào)，該S207RB芯片的PA3引腳與LED驅(qū)動(dòng)電路的PWM信號(hào)輸入端連接， 用于發(fā)送PWM信號(hào)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED自動(dòng)調(diào)光系統(tǒng)，其特征在于：LED驅(qū)動(dòng)電路包括LM3414 芯片、電源接口、信號(hào)接口、肖特基勢(shì)皇二極管和輸出電感，LM3414芯片的D頂引腳連接至 信號(hào)接口，信號(hào)接口與微處理器系統(tǒng)的PWM信號(hào)輸出端連接，LM3414芯片的VIN引腳連接 至電源接口，LM3414芯片的LX引腳連接至肖特基勢(shì)皇二極管的陽極和輸出電感。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種LED自動(dòng)調(diào)光系統(tǒng)，包括光強(qiáng)檢測(cè)電路、微處理器系統(tǒng)和LED驅(qū)動(dòng)電路，光強(qiáng)檢測(cè)電路用于采集光強(qiáng)模擬信號(hào)并將該光強(qiáng)模擬信號(hào)發(fā)送至微處理器系統(tǒng)，微處理器系統(tǒng)用于將接收到的光強(qiáng)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并生成相應(yīng)的PWM信號(hào)發(fā)送至LED驅(qū)動(dòng)電路，LED驅(qū)動(dòng)電路通過接收到的PWM信號(hào)來調(diào)節(jié)LED的亮度。本實(shí)用新型首先通過光敏電阻對(duì)外界光照強(qiáng)度進(jìn)行采集，然后通過STM8單片機(jī)內(nèi)部AD轉(zhuǎn)換把光強(qiáng)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，之后通過單片機(jī)的計(jì)算和處理，最后輸出一路PWM信號(hào)用于調(diào)節(jié)LED的光照強(qiáng)度，而且本系統(tǒng)能真正實(shí)現(xiàn)LED驅(qū)動(dòng)電路的均流，同時(shí)具有高達(dá)96％的轉(zhuǎn)換效率。
【IPC分類】H05B37/02
【公開號(hào)】CN204968190
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520731628
【發(fā)明人】陳丹江, 丁若楠
【申請(qǐng)人】浙江萬里學(xué)院
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年9月21日