CN106782299A - 一种智能调光led屏幕 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能调光LED屏幕,包括MCU模块及与所述MCU模块连接的LED点阵屏幕、数字光强模块、按键模块、红外遥控模块、液晶显示模块和电源模块;数字光强模块采集光强数据,将光强数据进行模数转换得到电信号,并将电信号传输给MCU模块,MCU模块根据所述电信号进行处理,输出对应的PWM调制至LED点阵屏幕,LED点阵屏幕根据PWM调制进行亮度等级的调节;按键模块通过按键实现按键模式的启动、LED点阵屏幕的亮度等级调节及按键模式的退出;红外遥控模块与红外遥控器连接,通过红外遥控器上的按键进行远程的亮度等级调节;液晶显示模块用于显示功能模式及亮度等级。本发明做到了节约能量、绿色环保的目的还可以给人眼营造舒适的光线。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能调光LED屏幕。
背景技术
LED的基本结构是一块电致发光的半导体材料芯片,用银胶或白胶固化到支架上,然后用银线或金线连接芯片和电路板,然后四周用环氧树脂密封,起到保护内部芯线的作用,最后安装外壳,所以 LED 灯的优点就是抗震性能好。但其存在的缺点就是现在市面上的大部分LED屏幕亮光均为固定光源亮度,无论外界环境的亮度如何变化,LED光源亮度均不会发生变化,这样不但在很多不必要的时候造成了浪费,而且在光线相对昏暗时会由于光线亮度过大给人眼造成不舒适的感觉。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种智能调光LED屏幕,可根据环境光强的变化进行自动亮度调节,做到了节约能量、绿色环保的目的还可以给人眼营造舒适的光线。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种智能调光LED屏幕,其特征在于:包括MCU模块及与所述MCU模块连接的LED点阵屏幕、数字光强模块、按键模块、红外遥控模块、液晶显示模块和电源模块;所述数字光强模块采集光强数据,将所述光强数据进行模数转换得到电信号,并将所述电信号传输给MCU模块,所述MCU模块根据所述电信号进行处理,输出对应的PWM调制至LED点阵屏幕,所述LED点阵屏幕根据所述PWM调制进行亮度等级的调节;所述按键模块通过按键实现按键模式的启动、LED点阵屏幕的亮度等级调节及按键模式的退出;所述红外遥控模块与红外遥控器连接,通过红外遥控器上的按键进行远程的亮度等级调节;所述液晶显示模块用于显示功能模式及亮度等级。
进一步的,所述数字光强模块采集到的光强数据与LED点阵屏幕的亮度等级的关系为:
其中,Cmax为MCU模块预设的光强数据最大值,Cmin为MCU模块预设的光强数据最小值,ΔC为亮度等级跨度,C为数字光强模块采集到的光强数据,A为亮度等级,INT()为取整函数。
进一步的,所述亮度等级的调节通过驱动芯片MAX7219的INTENSITY寄存器的低四位控制脉宽调制器来实现;所述脉宽调制器将段电流平均分为16个阶次,最大值为由RSET设置的电流峰值的31/32,最小值为电流峰值的1/32,最小数据熄灭时间设置为时钟周期的1/32。
进一步的,MAX7219通过加在V+和ISET之间的一个外部电阻来控制显示亮度,段驱动电流是流入ISET端电流的100倍。
进一步的,所述数字光强模块为BH1750芯片。
进一步的,所述按键模块包括按键S1、按键S2、按键S3和按键S4,所述按键S1用于按键模式的启动,按键S2用于增大亮度等级,按键S3用于减小亮度等级;按键S4用于按键模式的退出。
进一步的,所述MCU模块为拥有ARM Cortex-M3内核的STM32F103ZET6单片机。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果:本发明可根据环境的亮度自行调整屏幕亮度等级的调整,在节约能量的同时给人眼营造舒适的光线,同时可根据用户的需求进行认为干预,通过按键模块或红外遥控模块进行人为调整。
附图说明
图1是本发明一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
请参照图1,本发明提供一种智能调光LED屏幕,其特征在于:包括MCU模块及与所述MCU模块连接的LED点阵屏幕、数字光强模块、按键模块、红外遥控模块、液晶显示模块和电源模块;包括以下三种功能模式:
1、自动模式:所述数字光强模块采集光强数据,将所述光强数据进行模数转换得到电信号,并将所述电信号传输给MCU模块,所述MCU模块根据所述电信号进行处理,输出对应的PWM调制至LED点阵屏幕,所述LED点阵屏幕根据所述PWM调制进行亮度等级的调节;
2、按键模式:所述按键模块通过按键实现按键模式的启动、LED点阵屏幕的亮度等级调节及按键模式的退出;
3、红外模式:所述红外遥控模块与红外遥控器连接,通过红外遥控器上的按键进行远程的亮度等级调节;
所述液晶显示模块搭载LCD12864,用于显示功能模式及亮度等级,使得人机交互的界面更加人性化。所述电源模块为其余模块进行供电,具有12V DC、5V DC和3.3V DC三档电压输出。
进一步的,所述数字光强模块采集到的光强数据与LED点阵屏幕的亮度等级的关系为:
其中,Cmax为MCU模块预设的光强数据最大值,Cmin为MCU模块预设的光强数据最小值,ΔC为亮度等级跨度,C为数字光强模块采集到的光强数据,A为亮度等级,INT()为取整函数。即MCU模块将亮度等级分为0-14这15个等级,分别对应15个光强区间,当数字光强模块采集到光强数据后,将之与15个光强区间进行对比,并将LED点阵屏幕亮度等级调整为光强数据所处的光强区间对应的亮度等级。
进一步的,所述亮度等级的调节通过驱动芯片MAX7219/MAX7221的INTENSITY寄存器的低四位控制脉宽调制器来实现;INTENSITY寄存器把亮度分为15个等级(0x00~0x0f),通过判定光强数据的大小来确定LED点阵屏的亮度等级,从而实现调节。所述脉宽调制器将段电流平均分为16个阶次,最大值为由RSET设置的电流峰值的31/32,最小值为电流峰值的1/32( MAX7221为15/16到1/16),最小数据熄灭时间设置为时钟周期的1/32。
进一步的,MAX7219通过加在V+和ISET之间的一个外部电阻来控制显示亮度,段驱动电流是流入ISET端电流的100倍。这个电阻可以是固定的,也可以是可变电阻,通过前面板来控制以选择合适的亮度。其最小值为9.53KΩ , 它设定段电流为40mA。
进一步的,所述数字光强模块为BH1750芯片。
进一步的,所述按键模块包括按键S1、按键S2、按键S3和按键S4,所述按键S1用于按键模式的启动,按键S2用于增大亮度等级,按键S3用于减小亮度等级;按键S4用于按键模式的退出。
进一步的,所述MCU模块为拥有ARM Cortex-M3内核的STM32F103ZET6单片机。
进一步的,所述红外遥控器通过开机键进入红外控制模式,通过按键“+”或“-”进行整体亮度的调节,通过返回键可退出红外控制模式,总体方案与按键模块类似,区别为用过无线遥控实现了远程的操控。
为了让一般技术人员更好的理解本发明的技术方案,以下结合具体调整方法对本发明进一步介绍。
步骤S1:当智能调光LED屏幕时,LCD12864的软件设计部分首先对系统进行初始化;完成系统初始化后进行对LCD12864的初始化;初始化后再进行对相关指令的编写和修改,即写指令以及写数据;最后再完成LCD12864的换页显示;LCD12864的软件设计部分结束;
步骤S2:本智能调光LED屏幕的具体的控制流程是先进行对各模块的初始化,初始化后系统自动进入自适应调光模式,此后可通过按键的S1键进入按键模式以及红外遥控器的开机键进入红外控制模式。按键模式是由S1进入按键调光模式,通过按S2或S3进行整体亮度的调节,通过S4键可退出按键模式;红外模式是通过开机键进入红外控制模式,通过按键“+”或“-”进行整体亮度的调节,通过返回键可退出红外控制模式。退出按键模式以及红外控制模式后系统会再次重新进入各模块初始化,再次进入自适应调光模式;
步骤S3:能实现外界光强数据采集以及处理,并将处理结果传输给MAX7219进行驱动点阵屏幕,从而实现亮度自适应调节;
步骤S4:按键模块能正常调节亮度等级,共能调节15个不同的亮度等级;红外遥控能在一米内实现数据传输控制,共有15个不同的亮度等级。
步骤S5:通过光强模块BH1750把模拟量转化为数字量,得到光强数据,判断光线数值的大小,来调节LED点阵屏的光暗。比如,当光强模块采集到的光强数值为0时,则LED点阵屏亮度最暗,而LED点阵屏的光亮则是通过驱动芯片MAX7219的INTENSITY寄存器来调节的,INTENSITY寄存器把亮度分为15个等级(0x00~0x0f),通过判定光线数值的大小来确定LED点阵屏的亮度等级,从而实现调节。
步骤S6:MAX7219/MAX7221通过加在V+和ISET之间的一个外部电阻来控制显示亮度。段驱动电流一般是流入ISET端电流的100倍。这个电阻可以是固定的,也可以是可变电阻,通过前面板来控制以选择合适的亮度。其最小值为9.53KΩ , 它设定段电流为40mA。显示亮度也可以通过亮度寄存器来控制。数字控制显示亮度是通过亮度寄存器的低四位来控制的脉宽调制器来控制。调制器将段电流平均分为16个阶次,最大值为由RSET设置的最大电流的31/32,最小值为电流峰值的1/32( MAX7221为15/16到1/16)。最小数据熄灭时间设置为时钟周期的1/32。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (7)
1.一种智能调光LED屏幕,其特征在于:包括MCU模块及与所述MCU模块连接的LED点阵屏幕、数字光强模块、按键模块、红外遥控模块、液晶显示模块和电源模块;所述数字光强模块采集光强数据,将所述光强数据进行模数转换得到电信号,并将所述电信号传输给MCU模块,所述MCU模块根据所述电信号进行处理,输出对应的PWM调制至LED点阵屏幕,所述LED点阵屏幕根据所述PWM调制进行亮度等级的调节;所述按键模块通过按键实现按键模式的启动、LED点阵屏幕的亮度等级调节及按键模式的退出;所述红外遥控模块与红外遥控器连接,通过红外遥控器上的按键进行远程的亮度等级调节;所述液晶显示模块用于显示功能模式及亮度等级。
2.根据权利要求1所述的智能调光LED屏幕,其特征在于:所述数字光强模块采集到的光强数据与LED点阵屏幕的亮度等级的关系为:
其中,Cmax为MCU模块预设的光强数据最大值,Cmin为MCU模块预设的光强数据最小值,ΔC为亮度等级跨度,C为数字光强模块采集到的光强数据,A为亮度等级,INT()为取整函数。
3.根据权利要求1所述的智能调光LED屏幕,其特征在于:所述亮度等级的调节通过驱动芯片MAX7219的INTENSITY寄存器的低四位控制脉宽调制器来实现;所述脉宽调制器将段电流平均分为16个阶次,最大值为由RSET设置的电流峰值的31/32,最小值为电流峰值的1/32,最小数据熄灭时间设置为时钟周期的1/32。
4.根据权利要求1所述的智能调光LED屏幕,其特征在于:MAX7219通过加在V+和ISET之间的一个外部电阻来控制显示亮度,段驱动电流是流入ISET端电流的100倍。
5.根据权利要求1所述的智能调光LED屏幕,其特征在于:所述数字光强模块为BH1750芯片。
6.根据权利要求1所述的智能调光LED屏幕,其特征在于:所述按键模块包括按键S1、按键S2、按键S3和按键S4,所述按键S1用于按键模式的启动,按键S2用于增大亮度等级,按键S3用于减小亮度等级;按键S4用于按键模式的退出。
7.根据权利要求1所述的智能调光LED屏幕,其特征在于:所述MCU模块为拥有ARMCortex-M3内核的STM32F103ZET6单片机。
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