CN219421090U - 一种光源控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于工业相机拍照光源控制器领域，具体的说是一种光源控制器，包括设置模块，用于对设备进行连接以及与控制模块相连接，并进行爆闪频闪常亮功能选择；控制模块，接收设置模块信号传递，检测并调节外部光源电流值，以及进行亮度及触发时间进行设置。该光源控制器，通过针对单一功能的控制器，提供一种集补光、频闪、爆闪等功能于一体的光源控制器，并同时能够适配恒压恒流等光源，同时可以保证LED并保证成本无太大的变化，能够适应更多的应用场合，一个控制器多功能控制使用，本电路同时采用了恒流恒压共存电路，可以让客户在切换控制器时，不需要更换现有使用的恒压及恒流光源，节约更新换代成本。

Description

一种光源控制器

技术领域

本实用新型工业相机拍照光源控制器领域，具体是一种光源控制器。

背景技术

工业现代化的今天，对于产品成像的要求越来越高，由于机台内部光线不足，需要拍摄更高质量的照片以便区分产品是否存在瑕疵。

现有补光方式主要包括常亮、频闪、爆闪功能，现有的控制功能比较单一，无法适应多种场合使用。

因此，针对上述问题提出一种光源控制器。

实用新型内容

为了弥补现有技术的不足，解决现有补光方式主要包括常亮、频闪、爆闪功能，现有的控制功能比较单一，无法适应多种场合使用的问题，本实用新型提出一种光源控制器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型所述的一种光源控制器，包括设置模块，用于对设备进行连接以及与控制模块相连接，并进行爆闪频闪常亮功能选择；控制模块，接收设置模块信号传递，检测并调节外部光源电流值，以及进行亮度及触发时间进行设置；调节模块，根据外部光源为恒压或恒流选择电路，并以恒压或恒流方式驱动电路；

光源控制器包括爆闪频闪常亮功能选择电路，恒压恒流功能选择电路，主控电路，通信电路，稳压电路以及光源驱动电路；

爆闪频闪常亮功能选择电路：可通过按键以及通讯进行功能选择，完成功能选择后，会对输出电流以及输出状态进行调整；

恒压恒流驱动功能选择电路：根据外部光源所属为恒压还是恒流光源，通过二档拨动开关进行功能选则，通过信号传输将功能进行恒压恒流转换；

主控模块包括主控电路，包含MCU、A/D检测、按键、显示电路，其中MCU采用GD32F103RBT6，A/D检测用于检测外部恒流光源的最大电流值以便调整最大输出电流，按键可设置不同的功能以及触发时间调整等，显示通过数码管显示通道设置的最大亮度以及触发时间等；

稳压电路：通过DC-DC以及LDO的驱动方式，将输入电压转换成恒定的5V以及3.3V电压，以便MCU以及其他芯片及驱动接口使用。

优选的，所述设置模块为USB通信或RS485总线通信。

优选的，所述设置模块为USB通信时，USB接口通过EMI滤波器USBUF02W6与控制模块的PA11和PA12相连；

所述设置模块为RS485总线通信时，外部接口通过SP3485EN芯片与控制模块串口PA9/PA10、使能控制PA8相连，地址位通过拨开关与控制模块PC13/PC14/PC15相连，通过SP3485EN将TTL电平转换成RS485电平；

所述设置模块通过USB通信或RS485总线通信以及按键进行爆闪频闪常亮功能选择；

通信方式包含USB接口以及RS485接口，两种接口区别在于，USB接口可以直接采用USB线直连电脑，但是不能总线控制；RS485需要经过USB转RS485转接头连接电脑，通过RS485总线级联方式可以级联多台设备。

优选的，所述控制模块包括MCU、A/D检测、按键、显示电路，所述MCU采用GD32F103RBT6，所述A/D检测用于检测外部恒流光源的最大电流值以便调整最大输出电流，所述按键可设置不同的功能以及触发时间调整，所述显示电路通过数码管显示通道设置的最大亮度以及触发时间。

优选的，所述调节模块包括恒流恒压选择电路、恒压驱动电路或恒流驱动电路。

恒流驱动电路选择德州仪器的LM3409MY芯片，通过模拟以及数字调光同时存在的方式，调整输出电流；恒压驱动方式直接通过驱动MOS管，通过数字调光方式，调整驱动电路输出电流。

优选的，所述恒流恒压选择电路其中U5为模拟开关RX2103XH，初始默认状态为CC_PWM通道，U5的1脚与MCU54脚PD2_CC_CV_SELECT相连，当PD2_CC_CV_SELECT为高电平时切换为CV_PWM通道，公共PWM输入端与MCU的14脚PA0_PWM1相连。

优选的，所述恒压驱动电路为电源24V_VIN经过MOS管Q2，然后在连接光源LED+，LED-接GND，当恒压驱动时，CC_PWM断开，存在下拉电阻R6，因此MOS管Q1不导通，Q2由CV_PWM控制。

优选的，所述恒流驱动电路为24V_VIN经过R1，在经过Q1和L1，最后与光源LED+连接，LED-接GND，当处于恒流状态时，CV_PWM断开连接，存在上拉电阻R9，MOS管Q2的Vgs=0V，因此不导通，恒流控制由CC_PWM来控制亮度。

优选的，所述恒流驱动电路最大电流预设为2A，输出最大电流计算为：数字点位器电阻阻值：Rs = (256-D)/256*50000 + 50，其中D取值有I2C设置决定，取值范围为0-255；再次求出Viad = R5 / (Rs + R5)；最终得出设置输出最大电流：Imax = (Viad / 1.24 )*2A。

优选的，所述光源控制器还包括稳压电路，通过DC-DC以及LDO的驱动方式，将输入电压转换成恒定的5V以及3.3V电压，以便MCU以及其他芯片及驱动接口使用。

本实用新型的有益之处在于：

本实用新型通过针对单一功能的控制器，提供一种集补光、频闪、爆闪等功能于一体的光源控制器，并同时能够适配恒压恒流等光源，同时可以保证LED并保证成本无太大的变化，能够适应更多的应用场合，一个控制器多功能控制使用，本电路同时采用了恒流恒压共存电路，可以让客户在切换控制器时，不需要更换现有使用的恒压及恒流光源，节约更新换代成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为实施例的结构示意图；

图2为实施例的稳压电路结构示意图；

图3为实施例的USB通信结构示意图；

图4为实施例的RS485总线通信结构示意图

图5为实施例的MCU结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-5所示，一种光源控制器，包括设置模块，用于对设备进行连接以及与控制模块相连接，并进行爆闪频闪常亮功能选择；控制模块，接收设置模块信号传递，检测并调节外部光源电流值，以及进行亮度及触发时间进行设置；调节模块，根据外部光源为恒压或恒流选择电路，并以恒压或恒流方式驱动电路；

光源控制器包括爆闪频闪常亮功能选择电路，恒压恒流功能选择电路，主控电路，通信电路，稳压电路以及光源驱动电路；

爆闪频闪常亮功能选择电路：可通过按键以及通讯进行功能选择，完成功能选择后，会对输出电流以及输出状态进行调整；

恒压恒流驱动功能选择电路：根据外部光源所属为恒压还是恒流光源，通过二档拨动开关进行功能选则，通过信号传输将功能进行恒压恒流转换；

主控模块包括主控电路，包含MCU、A/D检测、按键、显示电路，其中MCU采用GD32F103RBT6，A/D检测用于检测外部恒流光源的最大电流值以便调整最大输出电流，按键可设置不同的功能以及触发时间调整等，显示通过数码管显示通道设置的最大亮度以及触发时间等；

稳压电路：通过DC-DC以及LDO的驱动方式，将输入电压转换成恒定的5V以及3.3V电压，以便MCU以及其他芯片及驱动接口使用，稳压电路，设备输入电压为24V，通过芯龙半导体的XL1509-5.0E1转换成5.0V输出，用于给显示电路、LDO以及通信电路供电，5.0V输出通过AMS1117-3.3V转换成3.3V输出，用于给MCU供电。

本实施例中，所述设置模块为USB通信或RS485总线通信。

本实施例中，所述设置模块为USB通信时，USB接口通过EMI滤波器USBUF02W6与控制模块的PA11和PA12相连；

所述设置模块为RS485总线通信时，外部接口通过SP3485EN芯片与控制模块串口PA9/PA10、使能控制PA8相连，地址位通过拨开关与控制模块PC13/PC14/PC15相连，通过SP3485EN将TTL电平转换成RS485电平；

所述设置模块通过USB通信或RS485总线通信以及按键进行爆闪频闪常亮功能选择；

通信方式包含USB接口以及RS485接口，两种接口区别在于，USB接口可以直接采用USB线直连电脑，但是不能总线控制；RS485需要经过USB转RS485转接头连接电脑，通过RS485总线级联方式可以级联多台设备。

本实施例中，所述控制模块包括MCU、A/D检测、按键、显示电路，所述MCU采用GD32F103RBT6，所述A/D检测用于检测外部恒流光源的最大电流值以便调整最大输出电流，所述按键可设置不同的功能以及触发时间调整，所述显示电路通过数码管显示通道设置的最大亮度以及触发时间。

本实施例中，所述调节模块包括恒流恒压选择电路、恒压驱动电路或恒流驱动电路。

恒流驱动电路选择德州仪器的LM3409MY芯片，通过模拟以及数字调光同时存在的方式，调整输出电流；恒压驱动方式直接通过驱动MOS管，通过数字调光方式，调整驱动电路输出电流。

本实施例中，所述恒流恒压选择电路其中U5为模拟开关RX2103XH，初始默认状态为CC_PWM通道，U5的1脚与MCU54脚PD2_CC_CV_SELECT相连，当PD2_CC_CV_SELECT为高电平时切换为CV_PWM通道，公共PWM输入端与MCU的14脚PA0_PWM1相连。

本实施例中，所述恒压驱动电路为电源24V_VIN经过MOS管Q2，然后在连接光源LED+，LED-接GND，当恒压驱动时，CC_PWM断开 ，存在下拉电阻R6，因此MOS管Q1不导通，Q2由CV_PWM控制。

本实施例中，所述恒流驱动电路为24V_VIN经过R1，在经过Q1和L1，最后与光源LED+连接，LED-接GND，当处于恒流状态时，CV_PWM断开连接，存在上拉电阻R9，MOS管Q2的Vgs=0V，因此不导通，恒流控制由CC_PWM来控制亮度。

本实施例中，所述恒流驱动电路最大电流预设为2A，输出最大电流计算为：数字点位器电阻阻值：Rs = (256-D)/256*50000 + 50，其中D取值有I2C设置决定，取值范围为0-255；

Rs为数字电位器设置的等效阻值，D为数字电位器内部设置电阻的比率。

再次求出Viad = R5 / (Rs + R5)；最终得出设置输出最大电流：Imax = (Viad /1.24 )* 2A。

Viad为当前模拟调光设置的输入电压值，Imax为根据当前模拟调光输入电压值计算出当前LED可输出最大电流值。

本实施例参见图2，通信1包含了两种通信方式，第一种为USB通信，第二种为RS485总线通信。USB通信如图三所示，USB接口通过EMI滤波器USBUF02W6然后与主控芯片MCU（GD32F103RBT6）的PA11和PA12相连，为主控芯片的USB_HID功能。RS485通信如图四所示，外部接口通过SP3485EN芯片与主控芯片串口(PA9/PA10)、使能控制(PA8)相连，地址位通过拨开关与主控芯片(PC13/PC14/PC15)相连，本方案最大支持8个设备同时相连，通过SP3485EN将TTL电平转换成RS485电平。

按键2，主要包含了功能设置、确定、通道选择、+、-共5个按键。

MCU3为兆易创新的GD32F103RBT6。

显示电路4，主要包含数码管以及指示灯显示，数码管驱动使用的是TM1652。

驱动电路5，主要包含恒压以及恒流部分驱动电路，恒流恒压选择电路，其中：U5为模拟开关RX2103XH，初始默认状态为CC_PWM通道，U5的1脚与MCU54脚PD2_CC_CV_SELECT相连，当PD2_CC_CV_SELECT为高电平时切换为CV_PWM通道，公共PWM输入端与MCU的14脚PA0_PWM1相连（恒流恒压选择电路）。

恒压驱动电路，电源24V_VIN经过MOS管Q2，然后在连接光源LED+，LED-接GND，当恒压驱动时，CC_PWM断开 ，存在下拉电阻R6，因此MOS管Q1不导通，Q2由CV_PWM控制，因此形成一个恒压驱动电路。

恒流驱动电路，24V_VIN经过R1，在经过Q1和L1，最后与光源LED+连接，LED-接GND，当处于恒流状态时，CV_PWM断开连接，存在上拉电阻R9，MOS管Q2的Vgs=0V，因此不导通，恒流控制由CC_PWM来控制亮度。同时恒流驱动电路最大电流预设为2A，也可以由U1 CAT5171数字电位器控制器输出最大电流，具体输出最大电流计算如下：数字点位器电阻阻值：Rs =(256-D)/256*50000 + 50，其中D取值有I2C设置决定，取值范围为0-255；再次求出Viad =R5 / (Rs + R5)；最终得出设置输出最大电流：Imax = (Viad / 1.24 )* 2A。设置最大输出电流可以由按键以及PC进行设置，步进值为100mA为幅度。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (10)

1.一种光源控制器，其特征在于：包括

设置模块，用于对设备进行连接以及与控制模块相连接，并进行爆闪频闪常亮功能选择；

控制模块，接收设置模块信号传递，检测并调节外部光源电流值，以及进行亮度及触发时间进行设置；

调节模块，根据外部光源为恒压或恒流选择电路，并以恒压或恒流方式驱动电路。

2.根据权利要求1所述的一种光源控制器，其特征在于：所述设置模块用于对设备进行连接以及与控制模块相连接通过USB通信或RS485总线通信。

3.根据权利要求2所述的一种光源控制器，其特征在于：所述设置模块为USB通信时，USB接口通过EMI滤波器USBUF02W6与控制模块的PA11和PA12相连；

所述设置模块为RS485总线通信时，外部接口通过SP3485EN芯片与控制模块串口PA9/PA10、使能控制PA8相连，地址位通过拨开关与控制模块PC13/PC14/PC15相连，通过SP3485EN将TTL电平转换成RS485电平；

所述设置模块通过USB通信或RS485总线通信以及按键进行爆闪频闪常亮功能选择。

4.根据权利要求1所述的一种光源控制器，其特征在于：所述控制模块包括MCU、A/D检测、按键、显示电路，所述MCU采用GD32F103RBT6，所述A/D检测用于检测外部恒流光源的最大电流值以便调整最大输出电流，所述按键可设置不同的功能以及触发时间调整，所述显示电路通过数码管显示通道设置的最大亮度以及触发时间。

5.根据权利要求1所述的一种光源控制器，其特征在于：所述调节模块包括恒流恒压选择电路、恒压驱动电路或恒流驱动电路。

6.根据权利要求5所述的一种光源控制器，其特征在于：所述恒流恒压选择电路其中U5为模拟开关RX2103XH，初始默认状态为CC_PWM通道，U5的1脚与MCU54脚PD2_CC_CV_SELECT相连，当PD2_CC_CV_SELECT为高电平时切换为CV_PWM通道，公共PWM输入端与MCU的14脚PA0_PWM1相连。

7.根据权利要求5所述的一种光源控制器，其特征在于：所述恒压驱动电路为电源24V_VIN经过MOS管Q2，然后在连接光源LED+，LED-接GND，当恒压驱动时，CC_PWM断开 ，存在下拉电阻R6，因此MOS管Q1不导通，Q2由CV_PWM控制。

8.根据权利要求5所述的一种光源控制器，其特征在于：所述恒流驱动电路为24V_VIN经过R1，在经过Q1和L1，最后与光源LED+连接，LED-接GND，当处于恒流状态时，CV_PWM断开连接，存在上拉电阻R9，MOS管Q2的Vgs=0V，因此不导通，恒流控制由CC_PWM来控制亮度。

9.根据权利要求8所述的一种光源控制器，其特征在于：所述恒流驱动电路最大电流预设为2A。

10.根据权利要求1所述的一种光源控制器，其特征在于：所述光源控制器还包括稳压电路。