CN106068050B - 一种带有反馈功能的参数可设led调光调色系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于LED照明技术领域，具体为一种带有反馈功能的参数可设LED调光调色系统。该系统由智能手机、控制系统和照明系统组成；照明系统内部分为多个通道，每个通道均有自己的LED模组、LED驱动器；各通道由同一的控制系统控制，控制系统由单片机、D/A转换器、放大器、供电模块、通信模块和光色参数检测模块组成；LED模组包括LED芯片、散热系统。本发明结构简单，基于WIFI通信，可通过手机APP与照明系统连接，使用方便。该系统可以根据参与混光的LED的光谱数据和目标光色参数快速计算参与混光的各LED的亮度值，其可控制的光色参数包括，色温（或色坐标）、亮度和显色指数，可用于各种场合照明，方便模拟不同光环境，开展光生物效应的实验等。

Description

一种带有反馈功能的参数可设LED调光调色系统
技术领域
本发明属于LED照明技术领域，具体涉及一种对LED光色参数进行控制的带有反馈功能的调光调色系统。
背景技术
随着照明技术的发展，照明系统在功能上也有了很大的进展，除了日常的照明功能，照明系统还满足调节气氛，调节生理，科学研究等功能。
LED的调光调色系统，国内外都展开了大量研究，但这些研究普遍存在以下问题：
1.在控制方式上，传统的调光调色系统都是定性控制，无法直接输入参数。
2.在调节某一变量（如色温）时，其它值（如亮度）也会发生相应的改变，因而无法有效地控制变量。
3.精度较低，存在比较大的误差。
4.开环控制，无反馈，参数容易变化
针对上述缺陷，本发明的目的在于提供一种带有反馈的参数可设LED调光调色系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以控制LED照明系统的亮度、色温和显色指数的带有反馈功能的参数可设LED调光调色系统。
本发明提出的带有反馈功能的参数可设LED调光调色系统，包括智能手机1、控制系统（2）和照明系统3；照明系统3可分为多个通道4，每个通道4包含各自的LED模组5、LED驱动器6；控制系统2包括单片机7、D/A转换器8、放大器9、供电模块10、WiFi通信模块11和光色参数检测模块12；LED模组5包括LED芯片13和散热器14；
其中，所述的单片机7分别与D/A转换器8、供电模块10、Wi-Fi通信模块11、光色参数检测模块12连接；所述的D/A转换器8与放大器9连接；所述的放大器9分别与供电模块10、LED驱动器6连接；所述的LED驱动器6与LED芯片13连接。
本发明中，智能手机1是整个系统的控制中心，用户在人机界面上操作，选择参与混光的通道并输入目标光色参数，智能手机1进行快速计算产生控制信号，改变LED照明系统的光色参数；将计算结果利用Wi-Fi通信模块11传递给单片机7，单片机7将计算结果传递给D/A转换器8，D/A转换器8将转换后的信号传递给各控制电路对应的放大器9进行信号放大，放大后的信号加在LED驱动器6的控制端，改变LED驱动器6输出的电流，控制LED模组5的亮度；通过不同通道进行组合可实现目标的光色参数；在LED亮起后，光色参数检测模块12将对实际的光色参数进行检测，并与目标光色参数进行比较，根据两者的差异进行修正。
本发明中，所述的智能手机1具有以下功能：用户可以根据需要选择参与混光的通道的数量；用户可以根据需要选择是否采用高精度模式，高精度下计算结果更加准确，色域会有所减小；系统可以根据参加混光的LED的光谱特性，计算对应的色坐标并通知用户；系统可以根据参与混光的LED的光谱特性和目标光色参数，计算各通道输出的亮度值，其可控制的目标光色参数包括色温或色坐标、亮度和显色指数；用户可以根据实际的调光效果对各个通道输出的亮度进行微调；用户可以通过摄像头读取画面中某一颜色并提取色坐标作为目标的色坐标；用户可以检测某一平面上的垂直照度。
本发明中，所述的LED的通道数量大于等于3个。当通道数量为3时（如为R（红）、G（绿）、B（蓝）），系统可以计算最终输出光的显色指数；当通道数量大于3时（如为R、G、B、W），系统可以控制最终输出光的显色指数，而用户可以选择不控制显色指数，此时，系统将自动从所有计算结果中选择显色指数最高的计算结果作为输出。
本发明中，所述的单片机7可以通过Wi-Fi通信模块11接收从智能手机1传递过来的数据并传递给D/A转换器8，可以接收光色参数检测模块12反馈的数据并进行修正计算。
本发明中，所述的光色参数检测模块12可以实时检测光源的RGB分量并转换为色坐标传递给单片机7进行反馈。
本发明中，目标光色参数的输入方式包括：手动输入，在色品图上点击选择，通过摄像头读取和语音识别。
本发明中，所述的单片机7型号为STM32；D/A转换器8型号为DAC5574；放大器9型号为LM358；Wi-Fi通信模块11为ESP8266；光色参数检测模块12为TCS3200。
本发明中，WiFi通信模块11内部含有WiFi-串口转换芯片，可以直接与单片机端的UART端口相连，把计算结果传递给单片机7。
本发明中，基于基本的WiFi通信方式，可以控制LED照明系统的亮度、色温和显色指数，可用于照明视觉的科学实验或日常照明。
附图说明
图1为本发明具体实施例的结构图示。
图2为本发明具体实施例控制系统结构图示。
图3为本发明具体实施例照明系统结构图示。
图中标号：1为智能手机（PC），2为控制系统，3为照明系统，4为照明系统内的各个通道，5为通道内的LED模组，6为通道内的LED驱动器，7为单片机，8为D/A转换器，9为放大器，10为供电模块，11为WiFi通信模块，12为光色参数检测模块，13为LED芯片，14为散热器。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。
实施例1：一种带有反馈的参数可设LED调光调色系统的设计方法，系统包括智能手机1、控制系统2和照明系统3组成；照明系统分为多个光色通道4，每个光色通道4包含各自的LED模组5、LED驱动器6；控制系统包括单片机7、D/A转换器8、放大器9、供电模块10、WiFi通信模块11和光色参数检测模块12；LED模组5包括LED芯片13和散热器14；
本实施例中，所采用的单片机为STM32F103VET6，采用的D/A转换器为DAC5574，采用的运算放大器为LM358，采用的WiFi通信芯片为ESP8266，采用的光色参数检测模块为TCS3200。
用户在智能手机1端选择参与混光的LED模组5，本实施例中，选择的LED通道4为R、G、B、W，在选择之后，智能手机将根据其光谱计算色左边，本实施例中色左边分别为：（0.689,0.308），（0.259,0.711），（0.151,0.028），（0.378,0.379），之后输入目标的光色参数，本实施例中目标光色参数为色温4000k，亮度300，显色指数90，智能手机1将进行快速的计算并将计算结果通过WiFi通信模块11传递给单片机7，单片机7将计算结果传递给D/A转换器8产生模拟信号，各个通道的模拟信号经放大器9放大之后加在LED驱动器6的控制端，控制输出电流，改变LED模组5的亮度，本实施例中，根据计算，各LED芯片13的亮度分别为：R:32/>，G:74/>，B:2/>，W:191/>，各通道进行组合得到混光目标光色参数，此时光色参数检测模块12不断读取混合后的光的色坐标并传递给单片机7，单片机根据实际值与目标值的差异进行修正。

Claims (6)

1.一种带有反馈功能的参数可设LED调光调色系统，其特征在于，包括智能手机（1）、控制系统（2）和照明系统（3）；照明系统（3）分为多个通道（4），每个通道（4）包含各自的LED模组（5）、LED驱动器（6）；控制系统（2）包括单片机（7）、D/A转换器（8）、放大器（9）、供电模块（10）、WiFi通信模块（11）和光色参数检测模块（12）；LED模组（5）包括LED芯片（13）和散热器（14）；
其中，所述的单片机（7）分别与D/A转换器（8）、供电模块（10）、Wi-Fi通信模块（11）、光色参数检测模块（12）连接；所述的D/A转换器（8）与放大器（9）连接；所述的放大器（9）分别与供电模块（10）、LED驱动器（6）连接；所述的LED驱动器（6）与LED芯片（13）连接；
智能手机（1）是整个系统的控制中心，用户在人机界面上操作，选择参与混光的通道并输入目标光色参数，智能手机（1）进行快速计算产生控制信号，改变LED照明系统的光色参数；将计算结果利用Wi-Fi通信模块（11）传递给单片机（7），单片机（7）将计算结果传递给D/A转换器（8），D/A转换器（8）将转换后的信号传递给各控制电路对应的放大器（9）进行信号放大，放大后的信号加在LED驱动器（6）的控制端，改变LED驱动器（6）输出的电流，控制LED模组（5）的亮度；通过不同通道进行组合可实现目标的光色参数；在LED亮起后，光色参数检测模块（12）将对实际的光色参数进行检测，并与目标光色参数进行比较，根据两者的差异进行修正。
2.根据权利要求1所述的带有反馈功能的参数可设LED调光调色系统，其特征在于，所述的智能手机（1）包含以下功能：用户根据需要选择参与混光的通道的数量；用户根据需要选择是否采用高精度模式；系统根据参加混光的LED的光谱特性，计算对应的色坐标并通知用户；系统根据参与混光的LED的光谱特性和目标光色参数，计算各通道输出的亮度值，其控制的目标光色参数包括色温或色坐标、亮度和显色指数；用户根据实际的调光效果对各个通道输出的亮度进行微调；用户通过摄像头读取画面中某一颜色并提取色坐标作为目标的色坐标；用户检测某一平面上的垂直照度。
3.根据权利要求1或2所述的带有反馈功能的参数可设LED调光调色系统，其特征在于，所述的LED的通道数量大于等于3个；当通道数量为3时，系统计算最终输出光的显色指数；当通道数量大于3时，系统控制最终输出光的显色指数，而用户选择不控制显色指数，此时，系统自动从所有计算结果中选择显色指数最高的计算结果作为输出。
4.根据权利要求3所述的带有反馈功能的参数可设LED调光调色系统，其特征在于，所述的单片机（7）通过Wi-Fi通信模块（11）接收从智能手机（1）传递过来的数据并传递给D/A转换器（8），接收光色参数检测模块（12）反馈的数据并进行修正计算。
5.根据权利要求1、2或4所述的带有反馈功能的参数可设LED调光调色系统，其特征在于，所述的光色参数检测模块（12）实时检测光源的RGB分量并转换为色坐标传递给单片机（7）进行反馈。
6.根据权利要求5所述的带有反馈功能的参数可设LED调光调色系统，其特征在于，目标光色参数的输入方式包括：手动输入，在色品图上点击选择，通过摄像头读取和语音识别。
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