遠程無級調(diào)節(jié)led燈亮度控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種遠程無級調(diào)節(jié)LED燈亮度控制系統(tǒng)，包括上位機控制模塊、下位機控制模塊，上位機采用可旋轉(zhuǎn)的電位器使第一單片機獲得從0V到5V的連續(xù)變化電壓值，通過第一485通信模塊將其發(fā)送給第二485通信模塊，下位機收到上位機的LED控制信號后，轉(zhuǎn)化成不同占空比的PWM信號輸出控制下位機的MOS管，實現(xiàn)遠程無級調(diào)節(jié)LED燈亮度。本實用新型還設計了恒流恒源電路給LED燈供電，可以讓LED燈在水下以任意亮度調(diào)節(jié)，很好的滿足操作人員的需要。
【專利說明】遠程無級調(diào)節(jié)LED燈亮度控制系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于水下機器人LED照明控制系統(tǒng)，特別是涉及一種遠程無級調(diào)節(jié)LED燈亮度的控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前，全球能源緊缺日益加劇，制約著經(jīng)濟的發(fā)展，節(jié)能成為人類面臨的重要課題。在照明領域，被稱為第4代照明光源或綠色光源的LED照明產(chǎn)品以節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小、堅固耐用等特點吸引著世人的目光，而遠距離亮度可調(diào)的LED燈更備受人們關注。例如:淺水機器人一般下潛深度在300米以內(nèi)，為了更好的獲得視頻效果，要根據(jù)不同深度將燈調(diào)制不同的亮度，現(xiàn)有淺水機器人多采用有級調(diào)節(jié)燈的亮度，一般為四級可調(diào)，通過繼電器切換成電路中串聯(lián)不同阻值的電阻來實現(xiàn)。這種方式實現(xiàn)比較復雜，使用的元器件也較多，可選亮度級別較小，不能很好的適應水下實際應用。
[0003]由于LED的伏安特性呈現(xiàn)非線性且伏安特性具有負溫度系數(shù)的特點，以及生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)水平的差異，不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的同樣功率等級的大功率LED伏安特性存在差異，即使是同一廠家生產(chǎn)的同一批次的LED，個體間的正向壓降也存在一定差異。此外，LED燈還有一個特性，點亮后便開始發(fā)熱，如果散熱不好的情況下，越熱LED燈的電阻越小，電壓不變的情況下，電流也就越大，導致惡性循環(huán)，發(fā)熱越厲害，LED燈很容易就會被燒掉。這樣將會給生產(chǎn)工藝以及應用造成極大影響。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型針對上述技術問題，提出了一種遠程無級調(diào)節(jié)LED燈亮度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對LED燈進行遠距離控制與調(diào)節(jié)，不僅提高了 LED燈發(fā)光效率、降低了電能消耗，而且可以讓LED燈在水下以任意亮度調(diào)節(jié)，很好的滿足了操作人員的需要。
[0005]本實用新型的技術方案為:
[0006]和現(xiàn)有技術相比，本實用新型提供了一種遠程無級調(diào)節(jié)LED燈亮度控制系統(tǒng)，包括上位機控制模塊、下位機控制模塊，上位機控制模塊包括第一單片機、以及與第一單片機相連的旋轉(zhuǎn)可調(diào)電位器和第一 485通信模塊，下位機控制模塊包括第二單片機、以及與第二單片機相連的LED燈恒流恒源電路和第二 485通信模塊，所述的第一 485通信模塊與第
二485通信模塊相連，實現(xiàn)上位機與下位機的數(shù)據(jù)通信，所述的LED燈恒流恒源電路包括MOS管、LED燈、開關電壓調(diào)節(jié)電路、反饋電路，用于給LED燈提供穩(wěn)定電源?；谏鲜龇桨?，本實用新型還進行如下改進:
[0007]MOS管的柵極與第二單片機的脈沖寬度調(diào)制信號輸出端口相連，漏極與LED燈相連，源級通過第三電阻接地，下位機通過第一、第二 485通信模塊接收到上位機的LED控制信號后，并將其轉(zhuǎn)化為不同占空比的脈沖寬度調(diào)制信號信號輸出來控制MOS管，實現(xiàn)遠程無級調(diào)節(jié)LED燈亮度。脈沖寬度調(diào)制信號占空比越大，高電平持續(xù)的時間越長，MOS管導通時間越長，LED燈就越亮，脈沖寬度調(diào)制信號占空比越小，MOS管導通時間越短，LED燈越暗，當占空比為0%時，MOS管截止，LED燈熄滅。
[0008]脈沖寬度調(diào)制信號的輸出頻率大于200KHZ，占空比調(diào)節(jié)范圍從0%_100%，LED燈的亮度從最暗逐漸變亮，占空比為100%時，LED燈達到最亮，占空比為0%時，LED燈熄滅。
[0009]旋轉(zhuǎn)可調(diào)電位器采用可變電阻，可變電阻有兩個固定端，一端接地，另一端接5V電源，可變電阻的滑動滑片接第一單片機的AD采集端口，上位機通過第一單片機進行AD數(shù)據(jù)采集，獲得旋轉(zhuǎn)電位器的輸出電壓值，當旋轉(zhuǎn)可調(diào)電位器的旋鈕時，第一單片機就會獲得一個從OV到5V連續(xù)變化的電壓值。
[0010]開關電壓調(diào)節(jié)電路的輸入端口接設定電壓36V，并通過第一電解電容接地，開關電壓調(diào)節(jié)電路的On/Off端口、接地端口都接地，開關電壓調(diào)節(jié)器的電壓輸出端接兩條支路，第一支路通過第一二極管接地，第二支路通過濾波電路接地，濾波電路由電感和第二電解電容組成，開關電壓調(diào)節(jié)電路的反饋端口接兩條支路，第一支路通過第一調(diào)節(jié)電阻接地，第二支路通過第二調(diào)節(jié)電阻與LED燈相連、并經(jīng)第二電解電容接地，第三電容和第二調(diào)節(jié)電阻并聯(lián)，電路中的開關電壓調(diào)節(jié)電路將上位機送來的36V電壓轉(zhuǎn)化成12V電壓，兩個反饋調(diào)節(jié)電阻比例不同時，開關電壓調(diào)節(jié)電路輸出的電壓就會不同。
[0011]反饋電路由放大電路、第四電阻、第二二極管串聯(lián)組成，并與開關電壓調(diào)節(jié)電路的反饋端口相連，負反饋電阻分別與放大電路的反向輸入端和輸出端相連，放大電路的供電端分別與開關電壓調(diào)節(jié)電路的電壓輸出端和接地端相連，放大電路的輸入端與MOS管的源級相連，放大電路的反向輸入端通過第五電阻接地，LED燈點亮后開始發(fā)熱，如果散熱不好的情況下，越熱LED燈的電阻越小，電壓不變的情況下，電流也就越大，整個回路的電流也越大，將會導致惡性循環(huán)，LED燈就會很容易被燒掉，為防止這種情況的發(fā)生，本實用新型采用反饋電路將變化的電流輸送給開關電壓調(diào)節(jié)電路進行調(diào)節(jié)，最終輸出穩(wěn)定的電流。
[0012]本實用新型的技術效果為:
[0013]本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離上位機對下位機LED燈亮度的無級調(diào)節(jié)，上位機采用一個可以旋轉(zhuǎn)的電位器可以使第一單片機獲得一個從OV到5V的連續(xù)變化電壓值，通過第一 485通信模塊將其發(fā)送給第二 485通信模塊，下位機收到上位機的LED控制信號后，轉(zhuǎn)化成不同占空比的脈沖寬度調(diào)制信號輸出控制下位機的MOS管，實現(xiàn)遠程無級調(diào)節(jié)LED燈亮度。此外，LED燈點亮后開始發(fā)熱，如果散熱不好的情況下，越熱LED燈的電阻越小，電壓不變的情況下，電流也就越大，將會導致惡性循環(huán)，LED燈就會很容易被燒掉，為防止這種情況的發(fā)生，本實用新型采用恒流恒源電路給LED燈供電，電路中的開關電壓調(diào)節(jié)電路將上位機送來的36V電壓轉(zhuǎn)化成12V電壓，兩個反饋調(diào)節(jié)電阻比例不同時，開關電壓調(diào)節(jié)電路輸出的電壓不同，從而可以讓LED燈在水下以任意亮度調(diào)節(jié)，很好的滿足操作人員的需要。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型電路原理圖。
[0015]圖2為本實用新型上位機電路原理圖。
[0016]圖3為本實用新型下位機電路原理圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】:[0018]如圖1-圖3所示，本實用新型提供了一種遠程無級調(diào)節(jié)LED燈亮度控制系統(tǒng)，包括上位機控制模塊、下位機控制模塊，上位機控制模塊包括第一單片機(U2-3)、以及與第一單片機(U2-3)相連的旋轉(zhuǎn)可調(diào)電位器(R2-1)和第一 485通信模塊(B2-1 )，下位機控制模塊包括第二單片機(U1-3)、以及與第二單片機(U1-3)相連的LED燈恒流恒源電路和第二 485通信模塊(B1-1)，所述的第一 485通信模塊(B2-1)與第二 485通信模塊(B1-1)相連，實現(xiàn)上位機與下位機的數(shù)據(jù)通信，所述的LED燈恒流恒源電路包括MOS管(Ul-4)、LED (Pl-1)燈、開關電壓調(diào)節(jié)電路(U1-2)、反饋電路，用于給LED (Pl-1)燈提供穩(wěn)定電源。第一單片機(U2-3)接設定電壓5V，旋轉(zhuǎn)可調(diào)電位器(R2-1)采用可變電阻，可變電阻有兩個固定端，一端接地(GND)，另一端接5V電源，可變電阻的滑動滑片接第一單片機(U2-3)的AD采集端口，上位機通過第一單片機(U2-3)進行AD數(shù)據(jù)采集，獲得旋轉(zhuǎn)可調(diào)電位器(R2-1)的輸出電壓值，當旋轉(zhuǎn)可調(diào)電位器(R2-1)的旋鈕時，第一單片機(U2-3)就會獲得一個從OV到5V連續(xù)變化的電壓值，通過第一 485通信模塊(B2-1)將其發(fā)送給第二 485通信模塊(B1-1)，下位機收到上位機的LED (Pl-1)燈控制信號后，轉(zhuǎn)化成不同占空比的脈沖寬度調(diào)制信號(PWM)輸出控制下位機的MOS管(U1-4)，實現(xiàn)遠程無級調(diào)節(jié)LED (P1-1)燈亮度。MOS管(U1-4)的柵極與第二單片機(U1-3)的脈沖寬度調(diào)制信號(PWM)輸出端口相連，漏極與LED(P1-1)燈相連，源級通過第三電阻(RlO)接地，下位機通過第一 485通信模塊(B2-1 )、第二485通信模塊(Bl-1)接收到上位機的LED (Pl-1)燈控制信號后，并將其轉(zhuǎn)化為不同占空比的脈沖寬度調(diào)制信號(PWM)輸出來控制MOS管(U1-4)，實現(xiàn)遠程無級調(diào)節(jié)LED (Pl-1)燈亮度。脈沖寬度調(diào)制信號(PWM)占空比越大，高電平持續(xù)的時間越長，MOS管(U1-4)導通時間越長，LED (Pl-1)燈就越亮，脈沖寬度調(diào)制信號(PWM)占空比越小，MOS管(U1-4)導通時間越短，LED (Pl-1)燈越暗，當占空比為0%時，MOS管(U1-4)截止，LED (Pl-1)燈熄滅。
[0019]脈沖寬度調(diào)制信號(PWM)的輸出頻率為240KHZ，占空比調(diào)節(jié)范圍從0%_100%，LED(Pl-1)燈的亮度從最暗逐漸變亮，占空比為100%時，LED (Pl-1)燈達到最亮，占空比為0%時，LED (Pl-1)燈熄滅。開關電壓調(diào)節(jié)電路(U1-2)的輸入端口接設定電壓36V，并通過第一電解電容(C1-4 )接地，開關電壓調(diào)節(jié)電路(U1-2 )的On/Off端口、接地端口( GND )都接地(GND)，開關電壓調(diào)節(jié)電路(U1-2)的電壓輸出端(Vout)接兩條支路，第一支路通過第一二極管(D1-2)接地，第二支路通過濾波電路接地(GND)，濾波電路由電感(L1-2)和第二電解電容(C1-3)組成,開關電壓調(diào)節(jié)電路(U1-2)的反饋端口(Feed back)接兩條支路,第一支路通過第一調(diào)節(jié)電阻(R6)接地，第二支路通過第二調(diào)節(jié)電阻(R5)與LED (Pl-1)燈相連、并經(jīng)第二電解電容(C1-3)接地，第三電容(C8)和第二調(diào)節(jié)電阻(R5)并聯(lián)。電路中的開關電壓調(diào)節(jié)電路(U1-2)將上位機送來的36V電壓轉(zhuǎn)化成12V電壓，兩個反饋調(diào)節(jié)電阻比例不同時，開關電壓調(diào)節(jié)電路(U1-2)輸出的電壓就會不同。反饋電路由放大電路(U3-1)、第四電阻(R7)、第二二極管(D7)串聯(lián)組成，并與開關電壓調(diào)節(jié)電路(U1-2)的反饋端口(Feedback)相連，負反饋電阻(R8)分別與放大電路(U3-1)的反向輸入端和輸出端相連，放大電路(U3-1)的供電端分別與開關電壓調(diào)節(jié)電路(U1-2)的電壓輸出端(Vout)和接地端(GND)相連，放大電路(U3-1)的輸入端與MOS管(U1-4)的源級相連，放大電路(U3-1)的反向輸入端通過第五電阻(R9)接地，LED (Pl-1)燈點亮后開始發(fā)熱，如果散熱不好的情況下，越熱LED (Pl-1)燈的電阻越小，電壓不變的情況下，電流也就越大，整個回路的電流也越大，將會導致惡性循環(huán)，LED (Pl-1)燈就會很容易被燒掉，為防止這種情況的發(fā)生，本實用新型采用反饋電路將變化的電流輸送給開關電壓調(diào)節(jié)電路(U1-2)進行調(diào)節(jié)，最終輸出穩(wěn)定的電流，從而給LED (Pl-1)燈提供穩(wěn)定電源。
【權(quán)利要求】
1.一種遠程無級調(diào)節(jié)LED燈亮度控制系統(tǒng)，包括上位機控制模塊、下位機控制模塊，其特征在于:上位機控制模塊包括第一單片機、以及與第一單片機相連的旋轉(zhuǎn)可調(diào)電位器和第一 485通信模塊，下位機控制模塊包括第二單片機、以及與第二單片機相連的LED燈恒流恒源電路和第二 485通信模塊，所述的第一 485通信模塊與第二 485通信模塊相連，實現(xiàn)上位機與下位機的數(shù)據(jù)通信，所述的LED燈恒流恒源電路包括MOS管、LED燈、開關電壓調(diào)節(jié)電路、反饋電路，用于給LED燈提供穩(wěn)定電源。
2.如權(quán)利要求1所述的遠程無級調(diào)節(jié)LED燈亮度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述MOS管的柵極與第二單片機的脈沖寬度調(diào)制信號輸出端口相連，漏極與LED燈相連，源級通過第三電阻接地。
3.如權(quán)利要求2所述的遠程無級調(diào)節(jié)LED燈亮度控制系統(tǒng)，其特征在于:脈沖寬度調(diào)制信號的輸出頻率大于200KHz，占空比調(diào)節(jié)范圍從0%-100%。
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的遠程無級調(diào)節(jié)LED燈亮度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的旋轉(zhuǎn)可調(diào)電位器采用可變電阻，可變電阻有兩個固定端，一端接地，另一端接5V電源，可變電阻的滑動滑片接第一單片機的AD采集端口。
5.如權(quán)利要求4所述的遠程無級調(diào)節(jié)LED燈亮度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述開關電壓調(diào)節(jié)電路的輸入端口接設定電壓36V，并通過第一電解電容接地，開關電壓調(diào)節(jié)電路的On/Off端口、接地端口都接地，開關電壓調(diào)節(jié)器的電壓輸出端接兩條支路，第一支路通過第一二極管接地，第二支路通過濾波電路接地，濾波電路由電感和第二電解電容組成，開關電壓調(diào)節(jié)電路的反饋端口接兩條支路，第一支路通過第一調(diào)節(jié)電阻接地，第二支路通過第二調(diào)節(jié)電阻與LED燈相連、并經(jīng)第二電解電容接地，第三電容和第二調(diào)節(jié)電阻并聯(lián)。
6.如權(quán)利要求4所述的遠程無級調(diào)節(jié)LED燈亮度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述反饋電路由放大電路、第四電阻、第二二極管串聯(lián)組成，并與開關電壓調(diào)節(jié)電路的反饋端口相連，負反饋電阻分別與放大電路的反向輸入端和輸出端相連，放大電路的供電端分別與開關電壓調(diào)節(jié)電路的電壓輸出端和接地端相連，放大電路的輸入端與MOS管的源級相連，放大電路的反向輸入端通過第五電阻接地。
【文檔編號】H05B37/02GK203675404SQ201420050713
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】馬秀芬, 范平 申請人:青島羅博飛海洋技術有限公司