LED频闪照明控制器讲解学习.docx
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LED频闪照明控制器讲解学习.docx
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LED频闪照明控制器讲解学习
送人□有实用价值□装饰□
(1)位置的优越性
(二)上海的人口环境对饰品消费的影响
体现市民生活质量状况的指标---恩格尔系数,上海也从1995年的53.4%下降到了2003年的37.2%,虽然与恩格尔系数多在20%以下的发达国家相比仍有差距,但按照联合国粮农组织的划分,表明上海消费已开始进入富裕状态(联合国粮农组织曾依据恩格尔系数,将恩格尔系数在40%-50%定为小康水平的消费,20%-40%定为富裕状态的消费)。
2.www。
cer。
net/artide/2003082213089728。
shtml。
虽然调查显示我们的创意计划有很大的发展空间,但是各种如“漂亮女生”和“碧芝”等连锁饰品店在不久的将来将对我们的创意小屋会产生很大的威胁。
4、宏观营销环境分析
“碧芝”的成功归于他的唯一,这独一无二的物品就吸引了各种女性的眼光。
一、消费者分析
我们认为:
创业是一个整合的过程,它需要合作、互助。
大学生创业“独木难支”。
在知识经济时代,事业的成功来自于合作,团队精神。
创业更能培养了我们的团队精神。
我们一个集体的智慧、力量一定能够展示我们当代大学生的耐心.勇气和坚强的毅力。
能够努力克服自身的弱点,取得创业的成功。
西安文理学院机械与材料工程学院
课程设计报告
专业班级
2012级自动化1班
课程
LED频闪照明控制器课程设计
题目
LED频闪照明控制器
学号
学生姓名
指导教师
2015年12月
LED频闪照明控制器的设计方案
一.设计要求
1.本设计的闪烁LED灯控制器,可使小灯间隔闪烁;
2.功率大约30W(可调);
3.周期大于0.5秒(可调);
4.频率小于2赫兹(可调);
5.频闪时间小于40毫秒;
6.可显示周期,频率;
7.电源9-12V
二.设计方案
1.在用户角度,设计控制器的功能界面
图
说明:
(1)出于用户的角度考虑,为了更方便的操作,故设计一个电源开关,使接入LED灯后,即可开始工作。
(2)为了用户方便调节LED灯的频闪时间和闪烁周期,设置两个调节旋钮,通过旋转频闪时间旋钮便可实现对灯闪烁频率的调节,旋转闪烁周期旋钮可实现灯闪烁周期的调节。
(3)为了用户方便的看到调节的参数,故设计两个LED小灯(作为指示灯)和一个显示屏,当周期灯亮时,屏幕显示LED小灯闪烁周期;当频率灯亮时,屏幕显示LED小灯闪烁频率,两个参数交替显示时间为3秒。
(4)按用户需求,LED灯的开关需要是可控的,故设计一个开关控制LED灯的亮灭。
2.根据上述设计的需求,从用户角度考虑,设计以下模块
(1)CPU模块:
为了满足实际应用对实用性的要求,实现现场数据采集和信号输出,作为该设计核心,可实现人机界面的交互操作和显示。
(2)电源模块:
为了实际设计集成电路和LED等的供电,电源模块必不可少。
(3)显示模块:
从用户角度考虑,方便用户对操作变化而引起的LED闪烁时长周期频率变化进行观察与记录,故设计此模块。
(4)驱动模块:
对LED灯的亮度要求决定了,需要一个驱动模块保证LED灯的亮度。
(5)周期频率输入模块:
根据上述设计,需要对LED灯的闪烁时间与周期时间可控故需要此模块。
3.根据以上的设计要求模块,故有具体电路原理框图
图1电路原理框图
针对各模块的详细解释:
CPU模块:
作为设计的核心元器件,单片机的选择有多个选择,但出于设计方案的复杂程度,需要2至3个定时/计数器,DA转换器PWM输出等一系列模拟电路功能,在简单易行的条件下,故选用ARduino开发板。
电源模块:
出于对安全经济,简单便捷的角度考虑,故选用ARduino开发板上的USB供电方式。
显示模块:
根据课程设计要求,输出要求PWM方式,需要显示两位数字百分比0~20%,故选择二个1位共阳极数码管。
驱动模块:
因为单片机的输出电流较低,对LED灯的亮度有较大影响,故选择MOS管驱动LED灯。
周期频率输入模块:
基于设计要求,有按键或旋转式电位器等多种输入方式,出于简单调节速度快考虑,就选择了旋转式电位器。
4.需用器材汇总:
开发板1个(ARduino开发板),1位共阳极数码管2个,旋转式电位计2个,LED灯3个,220V电阻3个,导线若干
三.电路实现
1.本设计对频率精度要求不高,故频率显示采用2个1位共阳极数码管,占用ARduino10个输入输出端口.原理图如下:
2.Arduino开发板有模拟值读取的功能,analogRead();语句就可以读出模拟口的值,ArduinoUNO控制器是10位的A/D采集,所以读取的模拟值范围是0-1023。
我们在voidsetup()里面设置波特率,显示数值属于Arduino与PC机通信,所以Arduino的波特率应与PC机软件设置的相同才能显示正确的数值,否则将会显示乱码或者不显示。
在Arduino软件的串口工具监视窗口右下角有一个可以设置波特率的按钮,选中与程序中设置的波特率语句相同的波特率,Serial.begin();括号中为波特率的值。
故使用电位计输入Arduino板用于调节LED亮度和闪烁周期。
电路图如下:
3.由于LED都是以恒定的电流导通,故本设计采用PWM恒流调光,并且可以实现周期频率可调的要求.
4.由于Arduino开发板输出的电流很小,要驱动30W的LED灯,需要增加一个MOS管驱动电路来驱动。
原理图如下:
5.Ardino(微控制器)是本电路的核心,承担脉冲输出、频率显示与调节的工作.使用单片机进行脉冲发生和频率控制,可使频率的控制精度大大提高,且易于频率数值的准确显示和步进调节.
6.LED元件要与设计的功率驱动器相匹配,该电路选用的白光LED的参量如下:
电压为3.4~3.6V,输入电流为350mA.选用6只上述参量的发光二极管,其电功率为30W.相比以气体放电灯为光源的传统频闪灯而言,使用该大功率LED可有效缩小电路体积、延长寿命,且LED发光元件的光效较高(上述LED光效约为40lm/W),可有效降低能耗.
7.Arduino控制器上有6个PWM接口:
分别是数字接口3、5、6、9、10、11。
analogWrite():
作用是给端口写入一个模拟值(PWM波),可以用来控制LED灯的亮度变化,或者以不同的速度驱动马达。
当执行analogWrite()命令后,端口会输出一个稳定的占空比的方波。
除非有下一个命令来改变它。
PWM信号的频率大约为490Hz。
ArduinoPWM的频率是500Hz,那么两绿线之间的周期就是2毫秒。
analogWrite()命令中可以操控的范围为0-255,analogWrite(255)表示100%占空比(常开),analogWrite(127)占空比大约为50%(一半的时间)。
四.软件部分
4.1简单流程图:
N
Y
YN
根据电路原理框图,设计一个简单流程图,将大致思路理清,方便实现下一步。
五.总结
这次课程设计刚开始我拿到题目的时候是毫无头绪的,不知道该用什么器材,用什么单片机。
然后,老师给我们分析,我们作为一个设计师首先要从用户的角度去考虑,这样是否合理;然后才是从学术的角度考虑,如何设计出这么一个作品,要考虑的约束条件有哪些,需要什么器材,等等。
设计一个作品,首先要站在用户的角度考虑设计出界面(外壳);然后再考虑大概需要哪些模块,各个模块都可以选取那些器材,而这些器材哪个实用性性价比更适合我们用;接着才是考虑我们对各个模块电路的实现,以及总体的流程图;最后才是编程,调试,检查是否有问题。
在老师的指导下,经过一个月的漫长实践,顺利的完成了此次课程设计任务。
韩老师教导我们不要把问题想得太复杂,有不懂的问题可以动手查资料,如果有实在解决不了的问题,可以去问他。
韩老师在这段时间里给予了我非常大的帮助,使我的自学能力得到很大的提高,这对于我以后的工作以及学习都是一种巨大的帮助,感谢老师对我的帮助。
我在本次课程设计中,从一开始选器材的毫无头绪到之后完成本次课程设计,让我懂得了不懂并不可怕,可怕的是不懂也不去探究,不去提问。
大学四年,其实最大的收获也就是老师们培养了我们自我学习的能力,在此对老师们表示感谢。
总之,这次LED频闪照明控制器的课程设计得到了韩老师的鼎力相助,没有他的帮忙,最终我们还不一定能完成这次课程设计,在这里对给予我帮助和鼓励的老师和同组同学们表示感谢。
附录:
程序
intpotpin1=0;//定义模拟接口0
intpotpin2=1;//定义模拟接口1
intval=0;//将定义变量val,并赋初值0.
intual=0;//将定义变量ual,并赋初值0.
inta=0;
intb=0;
inti=0;
#include"SevSeg.h"
SevSegsevseg;
voidsetup()
{
pinMode(1,OUTPUT);//设置数字1引脚为输出模式
pinMode(2,OUTPUT);
pinMode(3,OUTPUT);
sevseg.Begin(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13);
}
voidloop()
{
sevseg.PrintOutput();
val=analogRead(potpin1);//读取模拟接口0的值,并将其赋给val
val=map(val,0,1023,0,40);
a=val;
ual=analogRead(potpin2);//读取模拟接口1的值,并将其赋给ual
ual=map(ual,0,1023,500,2000);
b=ual;
for(i=0;i<2000;i++)
{
digitalWrite(1,HIGH);
digitalWrite(2,LOW);
digitalWrite(3,LOW);
sevseg.PrintOutput();
sevseg.NewNum(val,2);}
delay(500);
for(i=0;i<2000;i++)
{
digitalWrite(2,HIGH);
digitalWrite(1,LOW);
digitalWrite(3,LOW);
sevseg.PrintOutput();
sevseg.NewNum(ual*0.01,1);}
digitalWrite(1,LOW);
digitalWrite(2,LOW);
digitalWrite(3,LOW);
hh:
digitalWrite(3,HIGH);//开灯
delay(a);
digitalWrite(3,LOW);
delay(b-a);//频闪时间t毫秒
val=analogRead(potpin1);//读取模拟接口0的值,并将其赋给val
val=map(val,0,1023,0,40);
ual=analogRead(potpin2);//读取模拟接口1的值,并将其赋给ual
ual=map(ual,0,1023,500,2000);
if(val<=a-2||a+2<=val||ual<=b-10||b+10<=ual)
{
if(val<=a-2||a+2<=val)
{
for(i=0;i<3000;i++)
{
digitalWrite(1,HIGH);
digitalWrite(2,LOW);
digitalWrite(3,LOW);
sevseg.PrintOutput();
sevseg.NewNum(val,2);
}
}
else
{
for(i=0;i<3000;i++)
{
digitalWrite(2,HIGH);
digitalWrite(1,LOW);
digitalWrite(3,LOW);
sevseg.PrintOutput();
sevseg.NewNum(ual*0.01,1);
}
}
}
else
{gotohh;}
}
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