CN203309578U - 带遥控的红蓝双基色集成大功率led补光灯 - Google Patents

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周国泉
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Abstract

一种带遥控的红蓝双基色集成大功率LED补光灯，包括LED补光灯和掌上遥控器。所述LED补光灯包括开关电源、LED光源控制器、散热鳍片、壳体、铝基板和以铝基板圆心为中心，呈内外两环排列的LED，每颗LED都配有聚光透镜；所述掌上遥控器包括电池组、控制信号处理器、功能按键、LCD显示屏和RF发射模块；当掌上遥控器通过RF发射模块发出指令时，LED补光灯通过RF接收模块接收到指令并将其传送到微处理器，微处理器根据指令来控制恒流驱动电路，进而控制LED，同时LCD显示屏实时显示出状态模式信息。本补光灯通过RF遥控技术，非常方便地实现了对LED补光灯的无线远程控制，具有功耗低，传输距离远，通讯速率高，抗干扰性更强，稳定性更高等优点。

Description

带遥控的红蓝双基色集成大功率LED补光灯
技术领域
本实用新型涉及一种适于作室内环境的光合作用照射灯，具体是一种带遥控的红蓝双基色集成大功率LED补光灯。
背景技术
本申请人在先申请的201220520060.2“红蓝双基色集成大功率LED补光灯”专利，采用红蓝双基色集成大功率LED作为光源，保证红蓝光在LED灯珠内部即均匀照射，同时由于本补光灯使用同一种规格的LED，空间排列和接线方式得以简化，空间利用率得到提高。但该灯采用的是传统的有线控制方式，需要现场调控LED光强和观察相关数据，给使用者造成诸多不便，不能很好的满足于使用者对补光灯的便捷使用的要求。因此，如何应用一无线通讯技术来遥控补光灯，使其控制方式更加简易，并可即时远程控制补光灯的开关、亮度以及获取补光灯的状态信息，实为本实用新型所欲解决的问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种带遥控的红蓝双基色集成大功率LED补光灯。
解决上述技术问题采用的技术方案是：
本用于室内光合作用的带遥控的红蓝双基色集成大功率LED补光灯，包括LED补光灯和掌上遥控器，所述LED补光灯由上至下包括开关电源、LED光源控制器、散热鳍片、壳体、铝基板和以铝基板圆心为中心，呈内外两环排列的LED，每颗LED都配有聚光透镜；LED为红蓝双基色集成大功率LED，均安装在圆形铝基板的底面，内外两环的LED中，内环六颗，外环十二颗，每环中的LED均一一间隔呈等间距的圆周排列；所述掌上遥控器包括电池组、控制信号处理器、功能按键、LCD显示屏和RF发射模块；所述掌上遥控器使用RF射频信号与LED补光灯以无线方式连结；所述LED光源控制器内部包含有微处理器，该微处理器连接有RF接收模块，接收来自掌上遥控器的指令信号；所述RF接收模块对应掌上遥控器上的RF发射模块，掌上遥控面板上的功能按键通过控制信号处理器与RF发射模块连接，将掌上遥控器上的功能按键的控制信号传送出去，同时掌上遥控面板上的LCD显示屏显示出状态模式信息。
所说的开关电源为隔离式直流开关电源，输入电压为100-240V，输出电压为24V，输出电流为0-3.2A。
所说的LED补光灯的电路结构是：开关电源输出的24V直流电一路直接输送至恒流驱动电路供电，另一路经过降压稳压电路处理后输出5V和3.3V，其中5V输出接至微处理器，3.3V输出接至RF接收模块；RF接收模块将接收到的控制信号经微处理器转换为PWM信号控制恒流驱动电路输出电流的大小，该电流流向LED串联电路，点亮LED。
所说的微处理器为增强型51单片机STC89S52RC。
所说的LED为红蓝双基色集成大功率LED，发光角120°、直径10mm，功率2W，管脚4只。其中红光波长640nm，标准工作电流350mA，光通量30-40lm；蓝光波长440nm，标准工作电流300mA，光通量15-25lm。
所说的铝基板直径为120mm，LED的中心点所围成的圆周内环直径为40mm，外环直径为80mm。
所说的掌上遥控器遥控距离室内可达10-15m，室外可达50-80m，一个掌上遥控器可以控制1-6台LED补光灯。
本实用新型的有益效果是：本补光灯采用RF遥控技术，工作在2.4-2.5GHz ISM自由频段，全球通用，可以非常方便地实现对LED补光灯的远程控制，具有功耗低，传输距离远，空中通讯速率高，抗干扰性更强，稳定性更高等优点；同时由于采用了RF射频信号，遥控器和LED补光灯相互之间无物理阻碍，使用时不需要将遥控器对着LED补光灯，并且在遥控范围内，一个遥控器可以控制多个LED补光灯，而且同步性、一致性很好。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图2为本实用新型铝基板上LED分布示意图。
图3为本实用新型掌上遥控器电路框图。
图4为本实用新型LED补光灯电路框图。
图5-图7为本实用新型电路原理图。
具体实施方式
本实用新型下面结合实施例并参照附图作进一步详述：参见图1，在一壳体104中固定设置一块圆形铝基板105，铝基板105上方配置一散热鳍片103和一LED光源控制器102，一开关电源101的输入端使用导线与外部电源连接，开关电源101的输出端通过导线与LED光源控制器102连接，LED光源控制器102的输出端通过导线连接到灯头内的LED106。LED106全部固定在铝基板105上，每颗LED106都配有聚光透镜107。如图2所示，十八颗LED106的红光管脚和蓝光管脚分别串联，然后接到各自的驱动电路中。选用的LED106为红蓝双基色集成大功率LED，发光角120°、直径10mm，功率2W，管脚4只。其中红光波长640nm，标准工作电流350mA，光通量30-40lm；蓝光波长440nm，标准工作电流300mA，光通量15-25lm。将上述LED106以铝基板105圆心为中心，均匀排列成内外两环，内环六颗，外环十二颗，每环中的LED均一一间隔呈等间距的圆周排列。LED106的中心点所围成的圆周内环直径为40mm，外环直径为80mm。该LED补光灯100通过掌上遥控器200实现远程无线控制，遥控器200包括电池组201、控制信号处理器202、功能按键203、LCD显示屏204和RF发射模块205。
参见图3，掌上遥控器200上的功能按键203发出的指令信号经控制信号处理器202处理后通过RF发射模块205发射出去，并通过LCD显示屏204实时显示状态模式信息。电池组201输出3.3-5V供电电压驱动控制信号处理器202、LCD显示屏204和RF发射模块205。
参见图4，LED补光灯100的开关电源101输出24V电压至降压稳压电路108和恒流驱动电路110，降压稳压电路108输出5V和3.3V电压，其中5V接至微处理器109，3.3V接至RF接收模块112；RF接收模块112将接收到的控制信号经微处理器109转换为PWM信号控制恒流驱动电路110输出电流的大小，该电流流向LED串联电路111，点亮LED106。
参见图5，本LED组合补光灯100的降压稳压电路108采用了降压型电源管理单片集成电路LM2596，能够输出3A的驱动电流，同时具有很好的线性和负载调节特性。固定输出版本有3.3V、5V、12V等，本电路中采用了固定输出5V和3.3V两个型号。开关电源101输出的24V直流电压经U1恒流降压芯片LM2596-5.0稳压输出5V直流电压为微处理器109提供稳定的工作电压；同时，24V直流电压经U2恒流降压芯片IM2596-3.3稳压输出3.3V直流电压为RF接收模块112提供稳定的工作电压。
参见图6和图7，本LED组合补光灯100的微处理器109和掌上遥控器200的控制信号处理器202均采用增强型51单片机STC89S52RC，该单片机最高频率时钟为80MHz，Flash存储器为8KB，RAM为512bit，E2PROM为2KB，可反复擦写编程。该单片机内部下载控制程序，以实现信号发射接收及控制和显示。其中微处理器109的P1端口连接RF接收模块112的输出管脚，将接收的信号传送过来；微处理器109的P2.3和P2.5端口输出PWM信号至PT4115芯片，控制恒流驱动电路110输出电流的大小。控制信号处理器202的P0端口连接LCD显示屏204，输出显示信号，P1端口连接功能按键203，输入指令信息，P2端口连接RF发射模块205，输出控制信号。
参见图6，24V直流电经恒流驱动电路110输出恒定电流至LED串联电路111，点亮LED。U4、U5为恒流驱动芯片，采用目前应用广泛、廉价且性能比较稳定的PT4115。D3、D4为续流二极管，由于工作在高频脉冲下，故采用肖特基二极管SS110。L3、L4是整流电感，设计为50μH。R2、R3为取样电阻，控制PT4115输出电流大小，一般用以下公式计算：R＝0.1/IOUT。由于红光LED串联电路额定工作电流为350mA，蓝光LED串联电路额定工作电流为300mA，故红光LED驱动电路中R2取0.286Ω，蓝光LED驱动电路中R3取0.333Ω。PT4115的DIM端可外接PWM脉冲或直流电压调光，由于本设计采用PWM技术调节红蓝光LED间歇照射时间比，故DIM外接由LED光源控制器102输出的PWM信号，频率设置为1000Hz。
参见图6和图7，本LED补光灯100的RF接收模块112的和掌上遥控器200的RF发射模块205均采用挪威Nordic公司推出的2.4G单片无线射频收发芯片nRF24L01+，芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，输出功率和通信频道可通过程序进行配置。该模块接口引脚CE、CSN、SCK、MOSI、MISO、IRQ分别与微处理器109和控制信号处理器202的端口连接，由微处理器109和制信号处理器202控制信号的接收与发射。信号发射主要通过接口引脚CE、SCK和MOSI来完成。当单片机请求发送数据时，置CE为高电平，此时的接收机地址和有效载荷数据作为nRF24L01+的内部时钟，可用请求协议或单片机将速率调至1Mbps；置CE为低电平可激活发射。信号接收主要使用接口引脚CE、CSN、SCK和MISO来实现。当正确设置射频数据包输入载荷的地址和大小后，置CE为高电平即可激活接收，此后便可在nRF24L01+监测信息输入，200us内若收到有效数据包，则给单片机一个中断并置CSN高电平，以使单片机以时钟形式输出有效载荷数据，待系统收到全部数据后nRF24L01+再置CSN为低电平，此时如果CE保持高电平，则等待新的数据包，若CE置低电平，则开始接收新的序列。
参见图7，本掌上遥控器200的LCD显示屏204采用带中文字库的FYD12864-0402B液晶。利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字，也可完成图形显示。该模块与单片机级联时，其数据接口DB0-DB7与控制信号处理器202的P0口相连，数据/命令选择端口RS和读写选择端口R/W分别与P3.4，P3.3相连。可调电阻R8与液晶显示对比度调节端连接，可调节对比度。LCD显示屏204可显示红光、蓝光输出强度百分比和相关状态模式信息。
参见图7，本掌上遥控器200的功能按键203采用4×4矩阵键盘，与控制信号处理器202的P1口相连接，可遥控开关LED106，输入所需光强数值，选择光照模式，完成对系统相关数据的设定及改变。
本带遥控的红蓝双基色集成大功率LED补光灯使用时，首先将LED补光灯100上的开关电源101插头插入插座，接通AC220V电源，本产品默认关闭状态，如需要开灯则使用掌上遥控器200，按一下开关键，开启补光灯，再按一下开关键，关闭补光灯。同理，如需调节红蓝光光照强度和补光模式，只需按模式键，输入相应数据确认后即可，LCD显示屏204上可显示相关模式状态信息。如需使用同一掌上遥控器200控制多台LED补光灯100，则需进入分组键，在完成LED补光灯100和掌上遥控器200的系统对码匹配和分组后，就可以实现各种功能的无线控制。

Claims (7)

1.一种带遥控的红蓝双基色集成大功率LED补光灯，包括LED补光灯(100)和掌上遥控器(200)，所述LED补光灯(100)由上至下包括开关电源(101)、LED光源控制器(102)、散热鳍片(103)、壳体(104)、铝基板(105)和以铝基板(105)圆心为中心，呈内外两环排列的LED(106)，每颗LED都配有聚光透镜(107)；LED(106)为红蓝双基色集成大功率LED，均安装在圆形铝基板(105)的底面，内外两环的LED中，内环六颗，外环十二颗，每环中的LED均一一间隔呈等间距的圆周排列；所述掌上遥控器(200)包括电池组(201)、控制信号处理器(202)、功能按键(203)、LCD显示屏(204)和RF发射模块(205)；其特征在于：所述掌上遥控器(200)使用RF射频信号与LED补光灯(100)以无线方式连结；所述LED光源控制器(102)内部包含有微处理器(109)，该微处理器(109)连接有RF接收模块(112)，接收来自掌上遥控器(200)的指令信号；所述RF接收模块(112)对应掌上遥控器(200)上的RF发射模块(205)，掌上遥控面板上的功能按键(203)通过控制信号处理器(202)与RF发射模块(205)连接，将掌上遥控器上的功能按键(203)的控制信号传送出去，同时掌上遥控面板上的LCD显示屏(204)显示出状态模式信息。
2.如权利要求1所述的带遥控的红蓝双基色集成大功率LED补光灯，其特征是所说的开关电源(101)为隔离式直流开关电源，输入电压为100-240V，输出电压为24V，输出电流为0-3.2A。
3.如权利要求1所述的带遥控的红蓝双基色集成大功率LED补光灯，其特征是所说的LED补光灯(100)的电路结构是：开关电源(101)输出的24V直流电一路直接输送至恒流驱动电路(110)供电，另一路经过降压稳压电路(108)处理后输出5V和3.3V，其中5V输出接至微处理器(109)，3.3V输出接至RF接收模块(112)；RF接收模块(112)将接收到的控制信号经微处理器(109)转换为PWM信号控制恒流驱动电路(110)输出电流的大小，该电流流向LED串联电路(111)，点亮LED(106)。
4.如权利要求1所述的带遥控的红蓝双基色集成大功率LED补光灯，其特征是所说的微处理器(109)为增强型51单片机STC89S52RC。
5.如权利要求1所述的带遥控的红蓝双基色集成大功率LED补光灯，其特征是所说的LED(106)为红蓝双基色集成大功率LED，发光角120°、直径10mm，功率2W，管脚4只；其中红光波长640nm，标准工作电流350mA，光通量30-40lm；蓝光波长440nm，标准工作电流300mA，光通量15-25lm。
6.如权利要求1所述的带遥控的红蓝双基色集成大功率LED补光灯，其特征是所说的铝基板(105)直径为120mm，LED(106)的中心点所围成的圆周内环直径为40mm，外环直径为80mm。
7.如权利要求1所述的带遥控的红蓝双基色集成大功率LED补光灯，其特征是所说的掌上遥控器(200)遥控距离室内可达10-15m，室外可达50-80m，一个掌上遥控器(200)可以控制1-6台LED补光灯(100)。
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