LED全彩燈光控制系統實現原理介紹
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控制原理
LED控制器內置高性能單片微型控制芯片,控制器通過內部控制程序向LED驅動芯片發(fā)送控制信號和數據,LED驅動芯片根據控制信號和數據的要求, 產生相應的動作,從而對每一路紅、綠、藍LED實現單獨的控制。若微控制器連續(xù)地向一串LED驅動芯片發(fā)送控制信號和數據,則可使各LED受到連續(xù)的協調 控制??蓪㈩A想的變化效果轉化成LED控制器可處理的數據格式及適當的控制指令,再連續(xù)地發(fā)送給各個LED驅動芯片,則可使整體燈飾表現出想要的效果。此 處,和控制器緊密配合,操作簡便,功能強大的軟件系統成為必要。以下先分析控制系統的原理。
控制器輸出接口具有三條信號線:一條串行數據輸出線,一條時鐘信號輸出線及一條鎖存信號線。這三條線分別接到驅動芯片相應的3個引腳上。和一般的串 行移位機制相同,在時鐘信號的控制下,串行數據在驅動芯片內部移位寄存,由于串行數據表示的是每種顏色的灰度級別,而不是簡單的開關信號,所以芯片內部的 移位速率比7彩應用的芯片(如74HC595)要高很多。當數據發(fā)送接收完畢,控制器向驅動芯片發(fā)送鎖存信號,使LED驅動芯片鎖存已存儲的數據, DM413在鎖存的同時會根據所存儲的數據驅動LED發(fā)光。有些芯片另有一個輸出使能引腳,用于單獨控制輸出信號。LED發(fā)光灰度是由驅動芯片所存儲的數 據決定的,全彩驅動芯片內置灰度產生器,采用PWM方式。該方式控制LED以人眼分辨不出的高頻率快速亮滅,根據芯片所存儲的數據設定亮和滅所占的比例, 即實現灰度級別的控制。DM413可選擇三種灰度級別,8位(256),10位(1024)和13位(8192),即可使每種顏色產生256級(以256 級灰度為例)灰度等級,單獨控制三種顏色的灰度,則可組合出256*256*256種(16777216種)顏色。將若干燈具單元排列起來,即可按這種方 式顯示出細膩生動的圖案,動畫效果。
軟件系統
軟件系統是控制系統和燈光效果設計師的交互窗口,它具有十分重要的作用。軟件系統的作用是讓光效設計師通過簡便的,人性化的操作編輯出預想的效果, 并轉化為控制系統可接受的數據格式和控制指令。這些效果包含常規(guī)的顏色跳變,漸變,彩虹滾動等,也可能包含文字,圖片的顯示,視頻,動畫的播放等。軟件系 統根據特定的效果,計算每個控制單元的顏色數據,最終生成用于控制器的光效文件。根據系統的聯機或脫機特性,軟件的使用略有不同??刂葡到y具有一套完善的 配套軟件,可極大的簡化光效的編輯,甚至完成一些人工無法完成的效果。
結束語
LED是一類可直接將電能轉化為可見光和輻射能的發(fā)光器件,具有工作電壓低,耗電量小,發(fā)光效率高,發(fā)光響應時間極短,光色純,結構牢固,抗沖擊, 耐振動,性能穩(wěn)定可靠,重量輕,體積小,成本低等一系列特性,發(fā)展突飛猛進,現已能批量生產各種顏色的高亮度、高性能產品,隨著發(fā)光二極管發(fā)光效率的提 高,再結合相應控制技術的進步,相信在不久的將來,LED光源會逐步取代傳統的照明光源,而掀起一次照明領域新的革命。
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