CN110708804A - 一种led亮度自动调节系统及方法 - Google Patents

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钱瑜
刘全义
党小锋
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Abstract

本发明公开了一种LED亮度自动调节系统及方法，系统包括：LED、监控光电池和电路板，所述LED和监控光电池分别与所述电路板电性连接，所述电路板包括单片机，所述监控光电池用于自动检测所述LED的亮度并将亮度信息传送至所述单片机，所述单片机用于根据所述亮度信息计算新电压值并将对应电流值传输至所述LED；方法应用上述系统实现。本发明所述的一种LED亮度自动调节系统及方法通过监控光电池检测LED亮度并通过单片机运算自动调节LED的亮度，调节精确，且消除了环境温度的变化对LED发光强度的影响。

Description

一种LED亮度自动调节系统及方法
技术领域
本发明属于光电检测技术领域，尤其涉及一种LED亮度自动调节系统及方法。
背景技术
当前市场上光电检测技术分三种，第一种是直接用LED进行光电检测，用恒流控制LED光源进行检测；第二种是给LED提供经过调制的电源，通过光电池检测LED光的变化量，优点是可以屏蔽外界的自然光的干扰；第三种也通过光电池监控LED的亮度，信号被用来作为吸光度的补偿运算，非恒亮控制。
综合上述方法的缺点如下：
(1)LED自身亮度的变化会直接反应到测量值里；
(2)温度的变化会影响LED发光的效率；
(3)参比光在计算吸光光度时会引入非线性。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种LED亮度自动调节系统及方法，通过光电池来自动检测LED灯的亮度并通过PID算法自动调节电流来控制LED灯的亮度，消除了环境温度的变化对LED发光强度的影响。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种LED亮度自动调节系统，包括：LED、监控光电池和电路板，所述LED和监控光电池分别与所述电路板电性连接，所述电路板包括单片机，所述监控光电池用于自动检测所述LED的亮度并将亮度信息传送至所述单片机，所述单片机用于根据所述亮度信息计算新电压值并将对应电流值传输至所述LED。
优选地，所述电路板还包括光电转换电路，所述光电转换电路用于将所述亮度信息转换为电压值传送至所述单片机。
更优选地，所述电路板还包括DA控制器、AD控制器和VI变换电路，所述AD控制器用于将所述光电转换电路输出的电压模拟信号转换为电压数字信号，所述单片机根据所述AD控制器输出的电压数字信号计算得出新电压数字信号传送至所述DA控制器，所述DA控制器用于将新电压数字信号转换为新电压模拟信号并传送至所述VI变换电路，所述VI变换电路用于将所述DA控制器输出的新电压模拟信号转变为电流模拟信号进而输出至所述LED。
更优选地，所述单片机通过PID算法计算LED新电压值。
一种LED亮度自动调节方法，应用上述的一种LED亮度自动调节系统，包括以下步骤：
所述监控光电池检测所述LED亮度；
所述光电转换电路将所述监控光电池检测到的亮度信息转换为电压模拟信号，并输出至所述AD控制器；
所述AD控制器将输入的电压模拟信号转换为电压数字信号，并输出至所述单片机；
所述单片机将输入的电压数字信号进行计算，输出新电压数字信号至所述
DA控制器；
所述DA控制器将输入的新电压数字信号转换为新电压模拟信号，并输出至所述VI变换电路；
所述VI变换电路将输入的新电压模拟信号转换为电流模拟信号，并输出至所述LED，调节所述LED的亮度。
更优选地，所述单片机将输入的电压数字信号和PID算法设定的标准值进行比较，计算出误差通过PID算法输出新电压数字信号至所述DA控制器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明所述的一种LED亮度自动调节系统及方法通过监控光电池检测LED亮度并通过单片机运算自动调节LED的亮度，调节精确，且消除了环境温度的变化对LED发光强度的影响。
附图说明
图1是本发明所述的一种LED亮度自动调节系统逻辑原理图。
图2是本发明所述的一种LED亮度自动调节系统电路原理图。
其中，1、LED；2、监控光电池；3、单片机；4、DA控制器；5、AD控制器；6、VI变换电路；7、光电转换电路。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合附图和实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。
实施例
在本发明的描述中，有必要理解的是，“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，目标仅为便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1和图2所示，一种LED亮度自动调节系统，包括：LED1、监控光电池2和电路板，电路板包括单片机3，监控光电池2用于自动检测LED1的亮度并将亮度信息传送至单片机3，单片机3用于根据亮度信息计算新电压值并将对应电流值传输至LED1。现具体说明如下：
电路板还包括光电转换电路7，光电转换电路7用于将亮度信息转换为电压值传送至单片机3。
电路板还包括DA控制器4、AD控制器5和VI变换电路6，AD控制器5用于将光电转换电路7输出的电压模拟信号转换为电压数字信号，单片机3根据AD控制器5的电压数字信号计算得出新电压数字信号传送至DA控制器4，DA控制器4用于将新电压数字信号转换为新电压模拟信号并传送至VI变换电路6，VI变换电路6用于将DA控制器4输出的新电压模拟信号转变为电流模拟信号进而输出至LED1。其中，单片机3通过PID算法计算LED1新电压值。
一种LED亮度自动调节方法，应用上述系统，包括以下步骤：
(1)监控光电池2检测LED1亮度；
(2)光电转换电路7将监控光电池2检测到的亮度信息转换为电压模拟信号，并输出至AD控制器5；
(3)AD控制器5将输入的电压模拟信号转换为电压数字信号，并输出至单片机3；
(4)单片机3将输入的电压数字信号进行计算，输出新电压数字信号至DA控制器4；
(5)DA控制器4将输入的新电压数字信号转换为新电压模拟信号，并输出至VI变换电路6；
(6)VI变换电路6将输入的新电压模拟信号转换为电流模拟信号，并输出至LED1，调节LED1的亮度。
单片机3通过PID算法计算LED1新电压值，可以在单片机3中添加PID控制器(比例-积分-微分控制器)。PID控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件，由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成。PID控制的基础是比例控制；积分控制可消除稳态误差，但可能增加超调；微分控制可加快大惯性系统响应速度以及减弱超调趋势。当光电池检测到LED1实际的亮度，经过系统最终将实际电压数字信号送到单片机3内部，把这个电压数字信号和PID算法设定的标准电压数字信号进行比较，如与标准值之间有误差，那么用PID算法，计算出一个新电压数字信号，输出给LED1，使LED1达到正常的发光值。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种LED亮度自动调节系统，其特征在于，包括：LED、监控光电池和电路板，所述LED和监控光电池分别与所述电路板电性连接，所述电路板包括单片机，所述监控光电池用于自动检测所述LED的亮度并将亮度信息传送至所述单片机，所述单片机用于根据所述亮度信息计算新电压值并将对应电流值传输至所述LED。
2.根据权利要求1所述的一种LED亮度自动调节系统，其特征在于，所述电路板还包括光电转换电路，所述光电转换电路用于将所述亮度信息转换为电压值传送至所述单片机。
3.根据权利要求2所述的一种LED亮度自动调节系统，其特征在于，所述电路板还包括DA控制器、AD控制器和VI变换电路，所述AD控制器用于将所述光电转换电路输出的电压模拟信号转换为电压数字信号，所述单片机根据所述AD控制器输出的电压数字信号计算得出新电压数字信号传送至所述DA控制器，所述DA控制器用于将新电压数字信号转换为新电压模拟信号并传送至所述VI变换电路，所述VI变换电路用于将所述DA控制器输出的新电压模拟信号转变为电流模拟信号进而输出至所述LED。
4.根据权利要求3所述的一种LED亮度自动调节系统，其特征在于，所述单片机通过PID算法计算LED新电压值。
5.一种LED亮度自动调节方法，应用权利要求4所述的一种LED亮度自动调节系统，其特征在于，包括以下步骤：
所述监控光电池检测所述LED亮度；
所述光电转换电路将所述监控光电池检测到的亮度信息转换为电压模拟信号，并输出至所述AD控制器；
所述AD控制器将输入的电压模拟信号转换为电压数字信号，并输出至所述单片机；
所述单片机将输入的电压数字信号进行计算，输出新电压数字信号至所述DA控制器；
所述DA控制器将输入的新电压数字信号转换为新电压模拟信号，并输出至所述VI变换电路；
所述VI变换电路将输入的新电压模拟信号转换为电流模拟信号，并输出至所述LED，调节所述LED的亮度。
6.根据权利要求5所述的一种LED亮度自动调节方法，其特征在于，所述单片机将输入的电压数字信号和PID算法设定的标准值进行比较，计算出误差并通过PID算法计算出新电压数字信号输出至所述DA控制器。
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