手机蓝牙遥控大功率的调光调色的LED灯的设计
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1.引言 随着，2012年10月30日飞利浦在AppleStore出售最新的高科技Hue系列LED灯，并且只会交由苹果出售。Hue系列将是完全可有自定义的，并且通过一个灯泡内红蓝绿三原色的LED可以混合出1600万种颜色的灯光。整个过程完全由iPhone上的App来进行控制。从而引发了智能灯控发展的新思考，国内相关人士也纷纷进行研究。考虑到Hue是采用WiFi无线控制，而国内WiFi并未普及，本研究采用更普遍的蓝牙技术，采用手机蓝牙与单片机通信产生可调占空比PWM波信号控制LED驱动电路实现LED的调光和DIY调色。 2.脉冲宽制(PWM)调光技术 PWM调光是一种利用简单的数字脉冲，反复开关LED驱动器的调光技术。应用者的系统只需要提供宽、窄不同的数字式脉冲，即可简单地实现改变输出电流，从而调节LED的亮度。PWM调光的优点在于调光范围大，只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码，PWM调光可以在精确控制LED的亮度的同时，也保证LED发光的色度。 2.1 脉冲宽制(PWM)调光原理 利用人眼睛视觉惰性，按固定频率操作占空比实现LED亮度调节，只要调光比即PWM波频率大于200Hz人眼就不会感觉到LED的闪烁。具体调光实现，通过控制LED的亮灭时间，从而控制LED亮度，从电力学来看就是控制一定周期内电流的有效值。这种方法在改变电流有效值大小的同时不改变电压和电流的大小，这样就保证了LED的发光色度，这是模拟调光和可控硅调光无法实现的。 2.2 占空比 占空比是指高电平在一个周期之内所占的时间比率。方波的占空比为50%,占空比为0.5,说明正电平所占时间为0.5个周期。 Ts为脉冲周期 Tw为脉冲宽度 占空比τ=Tw/Ts×100. 占空比的解释可以归纳为如下几种： 1)在一串理想的脉冲序列中(如方波)，正脉冲的持续时间与脉冲总周期的比值。 2)在一段连续工作时间内脉冲占用的时间与总时间的比值。 3)在周期型的现象中，现象发生的时间与总时间的比。 也就是电路释放能量的有效时间与总释放时间的比。 2.3 调光比 调光比则是按下面的方法计算： Foper=工作频率 Fpwm=调光频率 调光比率=Foper/Fpwm 其实也就是调光的最低有效占空比，比如Foper=100khz;Fpwm=200Hz,则调光比为： 100k/200=500. 3.蓝牙模块组成 3.1 蓝牙技术基础 蓝牙的创始人是瑞典爱立信公司，蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。手机之间通过蓝牙实现数据共享已成为常理，将手机变身为遥控器为人们的生活带来无限方便。[1] 蓝牙技术由三部分组成，包括蓝牙无线电技术、蓝牙协议栈和蓝牙互操作性。 3.1.1 蓝牙无线电技术 蓝牙无线电工作在全球通用的2 . 4 G H zISM(即工业、科学、医学)频段，支持全双工传输，使用IEEE802.15协议。蓝牙设备即连即用，抗干扰能力强、使用方便[2] 3.1.2 蓝牙协议栈 |
