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基于AVR的LED照明灯独揽体系的行使策画

发布时间:2020-02-23文章来源:博天堂ag,博天堂AG手机版,博天堂ag旗舰 点击数:

  博天堂ag旗舰简介:本方案利用红外遥控较好地实现了家用LED照明调光控制,ATmega8与红外遥控远距离控制的优势还可以得到进一步的发挥:ATmega8的3个定时器可配置为3路PWM输出,即可以控制3串LED灯,可以为多色LED照明与装饰照明提供支持;ATmega8强大的处理能力也可以为个性化的照明方案提供强大的支持;红外收发系统除了能发送控制信号外,还能将灯光控制方案传输给ATmega8。

  系统原理图如图1所示。当红外接收器接收到红外遥控信号时,通过外部中断将AVR单片机从休眠模式中唤醒;AVR单片机开始解析红外信号,如果与系统地址匹配,则将根据解析到的命令改变LED恒流源驱动的输入,从而改变LED灯的状态。

  控制器采用AVR单片机ATmega8。ATmega8是Atmel公司在2002年推出的一款AVR单片机,采用小引脚封装。ATmega8内部集成 8 KB的可编程F1ash、512字节EEPROM和1KB内部SRAM;3个PWM通道,可实现任意小于16位、相位和频率可调的PWM脉宽调制输出;1 个可编程的串行USART接口,支持同步、异步以及多机通信自动地址识别;5种省电模式。本系统中,控制器ATmega8的主要作用为:解析红外信号,对 LED驱动器进行控制。

  红外接收模块主要器件采用IRM- 2368V,常用于家庭DVD、电视、空调等家电的遥控中。IRM-2368V具有以下特点:工作电压为2.4~6 V;灵敏度高,抗干扰能力强;能直接将遥控信号从载波中提取出来,输出匹配TTL、CMOS电平,可与单片机直接接口;遥控距离可达12m。图2为红外接收模块原理图。其中PD2复用为ATmega8的外部中断INTO,电源部分使用系统的5 V供电。

  LED驱动模块采用HV9910集成芯片。它具有如下特点:高能效超过90%;8~450 V的宽电压输入;输出电流从几mA到1A可调;能驱动多达百个LED灯;PWM调节电流。图3是LED恒流源驱动原理图,该驱动电路为典型buck- boost转化器设计。驱动器中输入电源电压Vin=12V,驱动3~6个3 50mA高亮度LED灯。

  每个LED灯工作时压降约为3 V,当有3只LED灯串联在输出端时,驱动器输出电压Vled=91 V。可得LED满电流工作时Q1管的控制信号占空比D为:

  Q1的导通时间Ton=D/fosc=8.6μs,输出电流Iled=350 mA,谐波电流抑制在30%以内,则可由下式得出电感L1的值:

  R1上的反馈电压与HV9910内部比较电压250 mV相比较,若反馈电压大于250 mV,则关断Q1。由谐波电流关系式可求出R1:

  系统软件流程如图4所示。系统上电后,首先读取系统的状态配置,设定LED 灯的工作状态;然后进入休眠模式,定时器依然工作在PWD状态中。IRM-2368V的输出口与ATmega8的PD2口相连,休眠状态下该端口配置为中断INT0;中断唤醒后,关闭中断并将该端口配置为输入端口。

  在带负载(LED灯)的情况下,设定的PWM占空比与负载电流的实验结果如表1所列。可以看出,输出电流大小基本与PWM信号占空比呈线性正比关系。

  本方案利用红外遥控较好地实现了家用LED照明调光控制,ATmega8与红外遥控远距离控制的优势还可以得到进一步的发挥:ATmega8的3个定时器可配置为3路PWM输出,即可以控制3串LED灯,可以为多色LED照明与装饰照明提供支持;ATmega8强大的处理能力也可以为个性化的照明方案提供强大的支持;红外收发系统除了能发送控制信号外,还能将灯光控制方案传输给ATmega8,系统将可以自由地更换个性化的照明方案。

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  需求分析本方案中使用的仪表具有如下特点和设计参数:●指针响应灵敏、走位准确,即收到驱动脉冲后不能丢步;●指针转动平稳,即指针从当前位置到目标位置之间的走位要平稳,正、反转都不能出现抖动;●两相、步距角10o、转动范围300o。根据技术参数可知,采用两相四拍和两相八拍时的步距角为10o和5o,在300o的范围内只能作30和60个刻度划分,在实际应用中,会发现指针步距角不能满足要求而且抖动不可避免。为了实现指针高精度的准确走位和平稳运转,要对步进电机步距进行高分辨率细分,这也是设计的难点所在。步进电机步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下,电机转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲。

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