基于遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膚ifi模塊的LED WiFi七色LED調(diào)光控制
發(fā)布日期:2022-02-15
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基于
遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膚ifi模塊的LED WiFi七色LED調(diào)光控制,為了滿足人們在各種場合對(duì)智能照明的需求,本文設(shè)計(jì)了基于遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膚ifi模塊和STM32單片機(jī)的智能調(diào)光驅(qū)動(dòng)控制電路,可以通過智能終端應(yīng)用和Wi-Fi模塊通信控制七色混合LED光源的調(diào)光調(diào)色,具有遠(yuǎn)程調(diào)光功能。驅(qū)動(dòng)電源采用MPSMP370芯片,可實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)光功能控制電路在實(shí)際應(yīng)用中的可行性。
隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高,LED照明也提出了新的需求,即越來越重視LED照明的質(zhì)量和智能化,促進(jìn)LED照明智能化的快速發(fā)展,并將具有非常廣闊的市場應(yīng)用前景。采用智能LED照明控制模式,可將安裝在智能手機(jī)或平板電腦上的調(diào)光應(yīng)用程序與LED燈連接。LED照明的遠(yuǎn)程控制可以通過操作智能終端的調(diào)光應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn),使LED燈具具有遠(yuǎn)程開關(guān)、調(diào)光、調(diào)色、調(diào)功率等智能功能,為人們的照明生活帶來新的體驗(yàn)。為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能調(diào)光控制,LED驅(qū)動(dòng)控制電路一般應(yīng)包括:基于MCU的數(shù)字調(diào)光接口的LED驅(qū)動(dòng)電源。
本文設(shè)計(jì)的LED燈智能驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)采用STM32單片機(jī)作為主控芯片,負(fù)責(zé)系統(tǒng)的控制功能:根據(jù)色溫和亮度的系統(tǒng)設(shè)定值,通過接收來自溫度的反饋信號(hào),根據(jù)反饋信號(hào)調(diào)整PWM控制信號(hào),為每個(gè)單色光源DC-DC電路提供合適的PWM控制信號(hào)。將通信模塊嵌入驅(qū)動(dòng)控制電路中,并根據(jù)LED燈的應(yīng)用場景選擇相應(yīng)的通信模式。無線模式計(jì)劃采用遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膚ifi模塊,直流載波模塊可采用有線模塊。通信模塊和STM32主控芯片采用Cortex-M3核,通過
串口傳輸數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膚ifi模塊可以通過TCP/IP協(xié)議連接服務(wù)器,然后接收移動(dòng)應(yīng)用程序發(fā)送的數(shù)據(jù)。識(shí)別后,通過STM32芯片輸出相應(yīng)的PWM信號(hào)來控制LED燈的色度和亮度。直流載波模塊通過直流母線與照明管理平臺(tái)通信,分析照明管理平臺(tái)終端發(fā)出的調(diào)光指令,調(diào)整其輸出電流,實(shí)現(xiàn)LED燈的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
本方案的驅(qū)動(dòng)電路采用DC-DC升壓電路,具有數(shù)字調(diào)光接口??刂颇K基于STM32單片機(jī),并擴(kuò)展WiFi模塊。七路獨(dú)立控制的DC-DC升壓電路分別為七色獨(dú)立光源提供恒定電流,可調(diào)整設(shè)置每個(gè)電流值,即每個(gè)DC-DC升壓電路可獨(dú)立完成數(shù)字調(diào)光功能。七色混合LED光源的調(diào)光調(diào)色功能通過智能終端安裝的調(diào)光應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)。
MP3370是一種可調(diào)Boost恒流變換器的芯片,專門用于驅(qū)動(dòng)LED。芯片內(nèi)部有自己的MOS管。芯片輸入電壓范圍為3.5V至36V,負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力大于3A,效率高,可用于PWM調(diào)光。具體電路原理圖如圖1所示。2.2無線通信控制電路無線通信采用WiFi模式,即LED照明系統(tǒng)與手機(jī)等智能終端通過無線路由器互聯(lián)。智能手機(jī)或其他終端通過操作調(diào)光應(yīng)用程序?qū)⒄{(diào)光命令發(fā)送到云服務(wù)器。服務(wù)器接收智能終端應(yīng)用程序的命令,并通過WiFi模塊轉(zhuǎn)發(fā)到LED照明終端。七色LED混合光源的智能調(diào)光調(diào)色功能可通過MCU解碼實(shí)現(xiàn)。
為了驗(yàn)證驅(qū)動(dòng)控制電路的可行性,本文設(shè)計(jì)了一個(gè)原型。其中,輸入直流電壓為24V,輸出30-38V,每個(gè)通道的額定電流為150ma。七路調(diào)光PWM信號(hào)通過STM32單片機(jī)的PA6.PA7.PA8.PB0.PB1.PB8和PB9的七個(gè)I/O口生成,分別連接到七路Boost電路的數(shù)字調(diào)光接口,實(shí)現(xiàn)七色LED混合光源的智能驅(qū)動(dòng)。上面的是用于調(diào)光的PWM波形,中間是芯片8端的SW波形。由于電源工作頻率高,芯片內(nèi)置的MOSFET在調(diào)光周期內(nèi)不斷重復(fù)開關(guān)工作。為了便于分析,由于實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的示波器一次多只能測量四路波形,移動(dòng)應(yīng)用程序發(fā)出控制指令,通過遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膚ifi模塊接收,單片機(jī)接收產(chǎn)生相應(yīng)的PWM波形。
本文以遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膚ifi模塊為基礎(chǔ),開發(fā)設(shè)計(jì)了具有數(shù)字調(diào)光接口的多色獨(dú)立七色LED調(diào)光控制電路。LED燈的調(diào)光調(diào)色功能只能通過智能終端應(yīng)用程序調(diào)整七路光源的電流占空比,即調(diào)光PWM信號(hào)的占空比。該驅(qū)動(dòng)控制電路結(jié)構(gòu)簡單,易于實(shí)現(xiàn),能有效克服傳統(tǒng)照明系統(tǒng)中機(jī)械開關(guān)使用不便、LED燈亮度差等缺陷,具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。