CN220982636U - 一种发光器件的检测电路及电子装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种发光器件的检测电路及电子装置，包括MCU控制器、人机界面、颜色传感芯片和电源模块，颜色传感芯片与MCU控制器连接，MCU控制器与人机界面连接；所述颜色传感芯片用于接收发光器件发出的光信号并转换为电脑号输送给MCU控制器，颜色传感芯片内置若干个光检测器，每一个光检测器都具有若干种不同颜色滤光器，一种颜色滤光器对应通过一种设定颜色；所述MCU控制器将接收到的电信号处理后发送到人机界面进行显示；所述电源模块用于为MCU控制器、人机界面、颜色传感芯片、信号转换模块提供电源。本实用新型实现带LED灯的设备状态监制，以及PCB电路中LED的亮度及颜色检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及发光器件检测技术领域，具体地说是一种发光器件的检测电路及电子装置。
背景技术
LED或者数码管，在电路中会发光发亮，为了确保这些发光器件能够发光正常，需要LED或者数码管进行检测。传统的检测方式是通过检测LED或数码管的VF值来判断对应发光器件是否正常，这种检测方式的缺点是不能准确的识别出对应元件的亮度及颜色，从而难以确保LED或者数码管的正常使用，尤其是对灯的颜色或者亮度都要求较高的设备，LED或者数码管的正常与否显得比较关键。
CN209910829U号专利公开了一种色彩检测装置，包括上位机、通信控制电路、色彩传感器、电源电路等，彩传感电路用于将待测光源发出的光信号转换为电信号发送到通信控制电路，其中待测光源和色彩传感电路之间的光信号的传递通过光纤进行采集，即光纤的一端和色彩传感电路连接另一端用来采集待测光源发出的光，通信控制电路用于接收电信号，并将电信号转换为和上位机通信接口的通信制式相匹配的信号，发送到上位机。其通过色彩传感模块检测产品光源的亮度和颜色值并通过通信控制模块将其发送到上位机，上位机可直接得到相应的值，可实现对产品的自动化测试。其对应的电路结构，在整个检测过程中，尤其是伏值转换过程，难以达到稳定的闭环控制效果。
实用新型内容
为了解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种发光器件的检测电路及电子装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型采取以下技术方案：
一种发光器件的检测电路，包括MCU控制器、人机界面、颜色传感芯片和电源模块，颜色传感芯片与MCU控制器连接，MCU控制器与人机界面连接；
所述颜色传感芯片用于接收发光器件发出的光信号并转换为电脑号输送给MCU控制器，颜色传感芯片内置若干个光检测器，每一个光检测器都具有若干种不同颜色滤光器，一种颜色滤光器对应通过一种设定颜色；
所述MCU控制器将接收到的电信号处理后发送到人机界面进行显示；
所述电源模块用于为MCU控制器、人机界面、颜色传感芯片、信号转换模块提供电源。
作为进一步地改进，所述颜色传感芯片采用型号为TCS3200的全彩传感芯片，该颜色传感芯片内置的若干个光检测器呈陈列式分布。
作为进一步地改进，所述颜色传感芯片中的光器内置有四种不同的滤光器，分别为红色滤光器、蓝色滤光器、绿色滤光器和清除全部光信息滤光器。
作为进一步地改进，所述MCU控制器采用SN8F5702型号主控芯片。
作为进一步地改进，所述颜色传感芯片具有逻辑输入引脚S0、逻辑输入引脚S1、滤光控制引脚S2和滤光控制引脚S3，逻辑输入引脚S0接地，逻辑输入引脚S1与模拟电源输入连接，滤光控制引脚S2和滤光控制引脚S3分别与MCU控制器连接。
作为进一步地改进，所述MCU控制器连接有滤波稳压模块和反馈模块，反馈模块与滤波稳压模块连接，MCU控制器输出PWM信号至滤波稳压模块，反馈模块将滤波稳压模块的电压反馈回MCU控制器。
作为进一步地改进，所述滤波稳压模块包括电阻R3、电阻R4、电容C2和电容C3，电阻R4、电容C2和电容C3并联连接后与电阻R3连接，电阻R3与MCU控制器连接，反馈模块包括电阻R2，电阻R2与电阻R3连接，电容C3接地。
作为进一步地改进，所述颜色传感器芯片上还并接有电容C4。
作为进一步地改进，所述电源模块为内置的蓄电池。
一种电子装置，包括以上所述的检测电路。
本实用新型与现有技术相比，具有以下有益技术效果：
本实用新型采用TCS3200的全彩传感芯片进行监测发光器件的光信号，能在一定的范围内检测和测量几乎所有的可见光，通过内置的滤光器，实现相对应的颜色的光的检测，最大限度地降低入射光幅射的不均匀性，从而增加精确度和简化光学，能准确的识别出对应元件的亮度及颜色。
附图说明
图1为本实用新型框架结构示意图；
图2为本实用新型电路连接原理示意图；
图3为本实用新型中颜色传感芯片的引脚结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，如果有涉及到的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例一
如图1所示，一种发光器件的检测电路，包括MCU控制器、人机界面、颜色传感芯片和电源模块，颜色传感芯片与MCU控制器连接，MCU控制器与人机界面连接。
所述颜色传感芯片用于接收发光器件发出的光信号并转换为电脑号输送给MCU控制器，颜色传感芯片内置若干个光检测器，每一个光检测器都具有若干种不同颜色滤光器，一种颜色滤光器对应通过一种设定颜色，比如选择其中一种颜色滤光器，其他颜色滤光器相当于没有被选择到处于不工作状态，此时被选择的颜色滤光器就能够通过对应的颜色，其他颜色滤光器所代表的颜色则无法通过。
所述MCU控制器将接收到的电信号处理后发送到人机界面进行显示，MCU控制器对电信号处理，转换成数据呈现在人机界面，方便工作人员查看。
所述电源模块用于为MCU控制器、人机界面、颜色传感芯片、信号转换模块提供电源，电源模块通常采用锂电池，整体的电源都为直流小电源，能够应用长时间的使用。
不再依靠人工进行屏幕各项颜色指标如亮度、色彩值的判断，提高了检测效率和准确率，可实现对产品的自动化测试，同时使检测结果更加的可靠。
实施例二
参考图1-3所示，一种发光器件的检测电路，包括MCU控制器、人机界面、颜色传感芯片和电源模块，颜色传感芯片与MCU控制器连接，MCU控制器与人机界面连接。所述颜色传感芯片用于接收发光器件发出的光信号并转换为电脑号输送给MCU控制器，颜色传感芯片内置若干个光检测器，每一个光检测器都具有若干种不同颜色滤光器，一种颜色滤光器对应通过一种设定颜色，所述颜色传感芯片采用型号为TCS3200的全彩传感芯片，该颜色传感芯片内置的若干个光检测器呈陈列式分布。所述颜色传感芯片中的光器内置有四种不同的滤光器，分别为红色滤光器、蓝色滤光器、绿色滤光器和清除全部光信息滤光器。
TCS3200颜色传感器是一款全彩的颜色检测器，TCS3200能在一定的范围内检测和测量几乎所有的可见光。非常适合于色度计测量应用领域。比如彩色打印、医疗诊断和计算机彩色监视器校准。
因为通常所看到的物体颜色，实际上是物体表面吸收了照射到它上面的白光(日光)中的一部分有色成分，而反射出的另一部分有色光在人眼中的反应。白色是由各种频率的可见光混合在一起构成的，也就是说白光中包含着各种颜色的色光(如红R、黄Y、绿G、青V、蓝B、紫P)。根据三原色理论可知，各种颜色是由不同比例的三原色(红、绿、蓝)混合而成的。
颜色传感芯片中还内置有振荡器，该内置的振荡器能输出方波，其频率与所选择的光的强度成比例关系。链接到TCS300时，选择一种颜色滤光器，可以允许只有一个特定的颜色，以获得通过，并防止其他颜色。例如，当选择绿色滤光器，只有绿色的入射光可以得到通过，蓝色和红色将被阻止。因此，我可以得到绿光强度。同样，当选择其他滤光器，可以得到蓝色或红色光。所述颜色传感芯片有四种滤波类型：红，蓝，绿和清除全部光信息，以最大限度地降低入射光幅射的不均匀性，从而增加精确度和简化光学。
对于颜色传感芯片，具有逻辑输入引脚S0、逻辑输入引脚S1、滤光控制引脚S2和滤光控制引脚S3，逻辑输入引脚S0接地，逻辑输入引脚S1与模拟电源输入连接，滤光控制引脚S2和滤光控制引脚S3分别与MCU控制器连接。该颜色传感芯片还具有OE引脚、GND引脚、VDD引脚、OUT引脚。GND引脚主要接地，提供参考电压；VDD引脚为数字电源输入，提供电压2.7-5.5V；OE引脚启用fo，低电平有效；OUT引脚则输入频率。所述颜色传感器芯片上还并接有电容C4，更加稳定。
当入射光投射到TCS颜色传感芯片上时，通过滤光控制引脚S2、S3的不同组合，可以选择不同的滤光器，从而实现不同的光输入，如下表组合：
颜色传感芯片输出不同频率的方波(占空比50％)，不同的颜色和光强对应不同的频率的方波，输出频率与光强度成线性关系。该转换器典型输出频率范围为2Hz～500kHz，用户可通过两个可编程引脚来选择100％、20％或2％的输出比例因子。如下有所示：
| S0 | S1 | 选择输出频率 |
| L | L | 关断电源 |
| L | H | 2％ |
| H | L | 20％ |
| H | H | 100％ |
颜色传感芯片输出频率由两个逻辑输入引脚S0和S1控制。内部光频转换器产生固定脉冲宽度的脉冲序列。通过内部连接脉冲串输出来实现一系列分频器。分频输出为占空比为50％的方波，相对频率值为100％、20％和2％。因为输出频率的划分是通过计数来完成的主要内部频率的脉冲，最后的输出周期代表多个周期的平均值主频率。
输出定标计数器寄存器在主频率的下一个脉冲出现后被清除S0、S1、S2、S3和OE线路的过渡。下一个脉冲的输出变高主频率，开始新的有效期。这样可以最大限度地减少输入更改之间的时间延迟行以及由此产生的新输出周期。对输入程序改变或辐照度的响应时间阶跃变化是新频率加1的一个周期μs。标度输出改变满标度频率暗频率由选定的比例因子决定。频率缩放功能允许对各种测量的输出范围进行优化技术。在只有较慢的频率计数器可用的情况下，可以使用按比例缩小的输出，可作为低成本的微控制器，或在周期测量技术中应用。
实施例三
参考图1-3所示，一种发光器件的检测电路，包括MCU控制器、人机界面、颜色传感芯片和电源模块，颜色传感芯片与MCU控制器连接，MCU控制器与人机界面连接。所述颜色传感芯片用于接收发光器件发出的光信号并转换为电脑号输送给MCU控制器，颜色传感芯片内置若干个光检测器，每一个光检测器都具有若干种不同颜色滤光器，一种颜色滤光器对应通过一种设定颜色。所述MCU控制器连接有滤波稳压模块和反馈模块，反馈模块与滤波稳压模块连接，MCU控制器输出PWM信号至滤波稳压模块，反馈模块将滤波稳压模块的电压反馈回MCU控制器。所述滤波稳压模块包括电阻R3、电阻R4、电容C2和电容C3，电阻R4、电容C2和电容C3并联连接后与电阻R3连接，电阻R3与MCU控制器连接，反馈模块包括电阻R2，电阻R2与电阻R3连接，电容C3接地。
对于检测时，参考图2所示，LED灯连接有电阻R1，LED灯发出光线。
所述MCU控制器采用SN8F5702型号主控芯片，极小的体积采用MSOP封装，整体方案结构小巧，可方便安装于各种紧凑的结构需求中。该模块可选择3.3～5V供电，标准的USART协议输出各颜色分量值，分量值大小对应光源的相对亮度值，亮度与分量值成正比关系，可实时输出所检测的相对量度与颜色状态。同时兼备转换对应电压伏值信号输出。伏值转换过程由该MCU控制器的引脚P1.4输出10K的PWM信号经电阻R3给电容C2与电容C3充电，电阻R2反馈当前电压至AD口转换计算后再调整占空比。达到稳定的闭环控制效果。电压伏值信号输出不兼容亮度检测。但极大的方便了外扩集成应用，无需过多关注内部芯片说明及协议且节约应用资源，后端可采用比较器或一路AD口既可完成一路检测。
在进行信号转换时，可设定检测到不同颜色的光线时，其转换输出的伏值可以不同，比如检测到红色时输出为0.8V，检测到绿色时输出为1.8V，检测到蓝色时输出为2.8V，检测到红色时输出为3.8V，从而方便确认。
需要说明的是，以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种发光器件的检测电路，其特征在于，包括MCU控制器、人机界面、颜色传感芯片和电源模块，颜色传感芯片与MCU控制器连接，MCU控制器与人机界面连接；
所述颜色传感芯片用于接收发光器件发出的光信号并转换为电脑号输送给MCU控制器，颜色传感芯片内置若干个光检测器，每一个光检测器都具有若干种不同颜色滤光器，一种颜色滤光器对应通过一种设定颜色；
所述MCU控制器将接收到的电信号处理后发送到人机界面进行显示；
所述电源模块用于为MCU控制器、人机界面、颜色传感芯片、信号转换模块提供电源。
2.根据权利要求1所述的发光器件的检测电路，其特征在于，所述颜色传感芯片采用型号为TCS3200的全彩传感芯片，该颜色传感芯片内置的若干个光检测器呈陈列式分布。
3.根据权利要求2所述的发光器件的检测电路，其特征在于，所述颜色传感芯片中的光器内置有四种不同的滤光器，分别为红色滤光器、蓝色滤光器、绿色滤光器和清除全部光信息滤光器。
4.根据权利要求1所述的发光器件的检测电路，其特征在于，所述MCU控制器采用SN8F5702型号主控芯片。
5.根据权利要求3所述的发光器件的检测电路，其特征在于，所述颜色传感芯片具有逻辑输入引脚S0、逻辑输入引脚S1、滤光控制引脚S2和滤光控制引脚S3，逻辑输入引脚S0接地，逻辑输入引脚S1与模拟电源输入连接，滤光控制引脚S2和滤光控制引脚S3分别与MCU控制器连接。
6.根据权利要求1所述的发光器件的检测电路，其特征在于，所述MCU控制器连接有滤波稳压模块和反馈模块，反馈模块与滤波稳压模块连接，MCU控制器输出PWM信号至滤波稳压模块，反馈模块将滤波稳压模块的电压反馈回MCU控制器。
7.根据权利要求6所述的发光器件的检测电路，其特征在于，所述滤波稳压模块包括电阻R3、电阻R4、电容C2和电容C3，电阻R4、电容C2和电容C3并联连接后与电阻R3连接，电阻R3与MCU控制器连接，反馈模块包括电阻R2，电阻R2与电阻R3连接，电容C3接地。
8.根据权利要求7所述的发光器件的检测电路，其特征在于，所述颜色传感器芯片上还并接有电容C4。
9.根据权利要求1所述的发光器件的检测电路，其特征在于，所述电源模块为内置的蓄电池。
10.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的检测电路。
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