应用于展会照明的LED智能控制系统.pdf

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1、昼应用技狡术不应用于展会照明的LED智能控制系统莫忠王小辉刘志宇卫红曹一鸣黄作宏(1．广州市光机电技术研究院2．广t,l辉鸿灯光器材有限公司)摘要：LED灯有节能、高效等诸多优点，在节能环保领域具有广阔的发展前景。针对当前展会灯光能耗偏高、LED成像灯的眩光和偏色等问题，提出基于MSP430单片机的LED智能控制系统，通过传感器实现动静探测和光敏检测，将反馈信号传送给单片机，改变单片机输出的脉冲信号占空比，从而实现脉冲宽度调制(PWM)功能。选用LED恒流驱动器带动负载，并通过LED成像灯的二次光学

2、设计和RGBW／Y五色混色，实现LED展会灯的智能化和集约化应用，达到节能高效、舒适的目的。关键词：恒流驱动；PWM控制；热释电红外传感器；LED0引言节能效果，节约电力资源，符合现代会展照明智能化、节能化和舒适化的发展趋势。LED作为一种固态冷光源，是继白炽灯、荧光灯、高强度放电灯之后的第四代新光源，是一种典型的绿1控制系统设计色照明方式，与传统光源相比，具有节能、环保、寿LED智能控制系统总体结构如图I所示。根据会命长、体积小、安全可靠、响应速度快等诸多优点。展区域人员活动情况，确定动静探测器(

3、红外感应装目前LED已经在城市景观装饰、交通信号与商业广置)的位置及数量，并利用动静探测器收集人员活动告领域广泛应用l】，并逐步开始应用于路灯照明、展信号，将收集到的信号进行处理后传送给MSP430单会照明、舞台灯光等领域。现代会展业作为一种行业片机，]；然后由光敏模块检测光强信息并传送给单片联系的纽带、城市展示的窗口、经济增长的引擎，在机；单片机根据处理结果输出相应的脉冲宽度调制现代经济发展中发挥着重要作用，更是未来重要支柱(PWM)信号，传送给LED驱动电路，从而控制LED产业之一，展会照明在全

4、球及国内的灯光照明行业中可调变焦成像灯，实现照明范围内感应开关及渐亮渐占有重要的市场份额【6】。暗功能。作为新兴的光源，LED会展照明灯相对于传统会展灯(石英灯、金卤灯)，具有寿命长、无红外紫外辐射、调光控制容易等优势；并且更加节能环保。目前达到同样的照明效果，LED的耗电量大约是白炽灯的1／10，荧光灯的1／2Is】。针对会展业灯光照明安全、节能、智能和会展特定光域等需求，本文设计了一款适用于高端展览、博物馆、文物及艺术品展览等现代展会照明的LED智能控制系。系统采用LED成像灯的二次光学设计和R

5、GBW五色混色机理，实现多种色彩精准变换混色、光线色彩均匀聚光和光域形状调节，有效解决LED成像灯的出光均匀性、图1LED智能控制系统总体结构配光角度、眩光和偏色等问题；进一步优化LED的基金项目：广东省科技计划项目(2015A030401008)2015年第36卷第5期自动化与信息工程1莫忠td,辉刘志宇卫红曹-n_~黄作宏：应用于展会照明的LED智能控制系统2．2五色混色变换息处理模块将传感器输出的电压信号通过滤波、放RGBW(Y)~色可实现多种色彩精准变换混色，大、整形后输出脉冲信号。光线色彩

6、均匀聚光，解决了原有RGB混色，LED灯交叉混色不均匀、有偏色的问题。RGBW(Y)混色法采用引入黄光及在二次配光透镜的内穴镀制色温滤光膜的方案，解决了LED灯具本身色温较高的问题。将红、绿、蓝、白(黄)LED灯珠按梅花状矩阵排列方式串+并联起来，以均匀间隔排列在光源板上，使LED灯珠的光线在导光空间内相互均匀交叉，消除传统方形排列相邻LED产生的阴影区域。梅花形LED灯珠矩阵排列方式如图5所示，其中21~24分别为红、绿、蓝、黄，25为白。图6动静探测器和光传感器布置示意图光敏检测单元由光敏电阻和

7、三极管组成的背景光检测电路。当背景光强度强时，光敏电阻阻值减小，三极管处在非工作状态，三极管的集电极输出低电平；当背景光强度较弱时，光敏电阻阻值增大，三极管处在工作状态，三极管的集电极输出高电平。光传感器芯片通过I2C总线与单片机连接。MSP430单片机通过接收红外探测器和光敏检测模块的输出信号，判断区域内人员存在情况和光照条件，最终形成矩形脉冲以控制PWM信号。脉宽调制图5梅花形LED灯珠矩阵排列方式式开关型稳压电路在控制电路输出频率不变的情况3控制系统关键部分实现下，通过电压反馈调整一个周期固定

8、的方波占空比。3．1感应开关及渐亮渐暗设计当调整PWM的占空比时，会引起电压电流的改变，智能化驱动的灵敏调光方案，采用动静探测器LED的明暗状态也会随之发生相应的变化(占空比不和光传感器作为信号采集模块，MSP430单片机作断升高，耗电量不断增大，LED灯也就越亮)。感应为微控制器，单通道LED恒流驱动器DD312驱动开关的设计，在满足相关照明和观众舒适度要求的同LED发光，并通过PWM脉宽调制来控制LED芯时，大幅度节约电能，并预防了光污染对展品的伤害。片渐亮渐暗发