基于微控制器简化照明应用的设计.doc
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1、基于微控制器简化照明应用的设计商业照明的独特之处在于,在典型的商业建筑中发生了各种各样的任务。由此产生的向LED和高效照明的转变为简单的照明控制带来了计算机化的复杂性。新型高效照明的标志是照明模式和刷新周期的数字脉冲宽度调制(PWM)。数字控制对于高压直接控制照明和低压照明都很常见。为了解决多种应用问题,不仅要使用多个灯泡,还要在同一个灯具中使用多种颜色的光源,而这些灯光又需要进行混合才能产生各种照明效果。这些混合和控制功能由嵌入式微控制器解决方案处理,包括照明灯具和用户控制界面。商业照明任务如今的大多数商业照明都是由大型管状冷白(蓝色)荧光灯组成。这些照明光源包括用于天花板面板中办公桌和办公
2、空间的顶部照明,支配小隔间和办公桌的柜台灯,以及用于会议区,车库,楼梯间和高天花板应用的开放式高瓦数灯(见图1和2)。这些灯的主要功能是“日光模拟”,阴影最少。图1:吊顶灯。图2:大面积照明。这些灯通常具有开关功能,并且每天开启超过16小时。高顶灯 - 通常用于会议区域和大型入口 - 也可能包括调光控制。商业空间的增长趋势涉及通过窗户和开放空间引入的阳光补充动力照明。这些建筑特征正在推动所用照明类型的重大变化。建筑照明的目标是区域的光覆盖均匀性。然而,自然光的颜色,强度和方向全天都在变化,但至少强度可以通过百叶窗和窗帘来控制。结果,在桌子和天花板上的填充照明被大量使用。这些填充装置倾向于用调光
3、器控制,以帮助优化房间的光平衡。基于传感器的解决方案和挑战随着公司向这些混合照明环境迈进,他们还通过使用室内传感器来确定“开启16小时”问题,以确定如果房间正在使用,请添加。这些系统不是使用手动“人工操作”调光器做出这些决定,而是使用远程和本地嵌入式微控制器来确定正确的照明应该是什么。微控制器的关键输入是基于传感器反馈的定义状态表。这些系统没有大型复杂的GUI,但通常具有简单的触摸屏或按钮。他们也可能没有展示和自主工作。传感器向MCU传达关于亮度水平,运动和接触的信息,尽管一些传感器可以提供具有颜色识别的全照片成像。新的控制功能随着新传感器的推出,也采用了新的照明类型。 LED和OLED/AM
4、OLED灯的兴起增加了照明的复杂性以及可用选项的数量。传统灯具有单色可供选择。整个灯串/灯管/灯泡/灯具使用共同的启动电路并产生单一基色,通常由容器中气体和灯丝材料的化学组合定义。然而,LED是小尺寸的电子灯,可以以不同图案的阵列混合以产生大面积光源。结果,可以将不同峰值颜色的光混合在一起。 LED的颜色范围从单色(如蓝色,红色,绿色,橙色,黄色和琥珀色)到白色的多种色温。有新的混合颜色模块 - 白色和琥珀色;白色,红色,绿色和蓝色;白色,琥珀色,黄色和蓝色;和白色的多个色温。这些混合光源为模块中的每个LED使用单独的PWM控制和驱动器,并且还可以组合成用于大面积覆盖的串。混合颜色以提供特定的
5、输出颜色是直接的并且可以产生混合表,该混合表识别特定LED需要的任何驱动器控制以便产生特定的光颜色和强度。微控制器选项对于照明应用,有四种基本类别的环境使用微控制器:电池或线电压操作,带或不带显示器。 MCU确定照明情况和适当的响应。 LED和其他照明的实际PWM驱动由驱动器IC(如Infineon Technologies ILD4120驱动器)处理。英飞凌驱动器是专为LED应用而优化的降压转换器,如图3所示。图3:英飞凌ILD4120 LED控制器框图(由英飞凌科技公司提供)。目标照明应用的大多数开发套件都基于ARM内核。核心通常是CortexTM-M0和Cortex-M3核心;但是,对于
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