基于LED光源隧道照明调光系统的研究与设计

针对隧道照明调光的要求,设计了一种基于PWM驱动大功率LED的调光系统.该系统采用恒流可控电路,主电路采用BUCK拓扑结构,控制电路采用自带PWM功能的单片机.通过对负载电流的采样,控制输出PWM脉冲的频率和占空比,以达到负载电流恒定的目的.该方法解决了LED在不同环境及时间内的亮度调节问题,且可在不改变其他电路参数的情况下增加或减少一定数量的LED,节约了成本,同时也给施工带来了极大的便利.试验表明,系统的各项性能指标均达到要求,抗干扰能力强.     

七彩LED光源控制方案设计

本文介绍了一种采用单片机实现七彩LED光源控制的设计方案。单片机采用带PWM输出端口的AD型单片机,通过控制PWM（脉冲宽度调制）的占空比实现对R（红）、G（绿）、B（蓝）三色LED光源的光强度数字化调控,通过控制LED的R、G、B三色驱动和显示实现多彩的组合光调制,从而实现七彩效果的LED光源控制技术。     

基于STM32的开关电源模块并联供电系统

本设计以STM32单片机为主控元件产生PWM脉冲,双向DC/DC电路为核心电路,利用以IR2103芯片为主的驱动电路控制双向DC/DC电路中场效应管的开关。电路采用闭环反馈控制,高精度的INA282作为采样电路核心芯片输出反馈信号,单片机根据反馈信号对PWM做出调整,对并联供电系统的输出电流电压进行稳定的步进调整,从而实现稳压输出及电流的不同比例分配。该系统的输出误差和负载调整率低,具有过流保护功能,经测试系统能输出稳定直流电压8V,电流误差绝对值小于2%,供电效率达到70%以上。     

基于自适应控制的160WLED16位数字调光系统PWM恒流控制器

以PIC单片机为控制核心,提出了一种基于自适应PID控制器的160WLED16位数字调光系统的PWM恒流控制器的设计方案。用串联在160WLED电路中的电阻对LED电流进行检测得到电压信号,经过放大后,送PIC16F873A单片机的A/D转换器转换为量化值,通过与给定的亮度等级的PWM信号的第一次电流采样为基准电流信号进行比较,改变PWM输出的占空比控制LED的亮度等级。经测试,本系统能够实现160W白光LED在16位各级不同亮度时的恒流控制。     

绿色智能照明控制系统设计

针对照明系统中能源浪费的问题,本文设计了一套智能照明控制系统。本系统以单片机AT89C52为控制核心,主要包括红外人体信号采集电路、光照强度采集电路以及控制电路。将热释电红外传感器和光敏电阻采集的数据,送单片机处理,再结合PWM调光技术,产生PWM信号,实现对LED光源的智能控制以及照明亮度的调节。通过实验验证,本系统可以达到智能和节能的目的。     

一种单星模拟器光源控制系统设计

采用大功率LED做点光源,用专用的LED控制芯片代替单片机电路,设计了一种光源可调的微型闭环控制系统.该系统通过光电接收放大电路将光电流采样成电压放大后反馈给控制驱动电路,控制驱动电路根据此电压信号调整输出给LED两端的电压,从而控制光源的稳定性.     

LED照明闭环控制系统的设计与实现

为了节能和智能控制灯光,构建了一个以STC12C5410AD单片机为核心的LED照明闭环控制系统,实现了对白光LED照明的闭环控制功能。该系统利用光敏电阻实时采集环境光线强度,自动调节白光LED亮度;采用A/D转换将光线强度的模拟量转化为数字量;采用I/O口实现对LED的PWM功率控制;采用电流驱动,电流步距可调的方式来调节白光LED。通过测试表明,该系统提高了照明环境的品质,具有电路简单、可靠性强的优点。     

视觉测量中多光学靶点亮度自适应控制

提出了一种面向大视场高精度视觉测量的多红外目标靶点（红外LED）亮度自适应控制方法。以微控制器PIC16F873A和LED驱动芯片MAX6964作为核心器件,设计了可满足大空间范围内靶点亮度控制需求的多目标靶点控制驱动器。为了使LED在近距测量时的调节精度和远近距离测量时的发光亮度都能满足要求,根据MAX6964输出特点设计了PWM信号输出电路,并采用推挽电路驱动LED。实验证明,目标靶点在CCD相机上成像光斑稳定一致。     

基于STC12C2052AD单片机的音乐喷泉控制

本文介绍了基于STC12C2052AD单片机的音乐喷泉系统,通过单片机自带的AD电路把声音模拟量转换成数字量,通过数字量去控制输出的PWM波形的占空比,从而通过控制输出电压来改变电机的转速与LED灯的亮度。     

无线遥控LED调光调色灯的设计与实现

针对传统照明光源不能调色或调光深度不足的现象,选用功率为1 W的三基色发光二极管(RGB LED)为灯体,基于无线遥控和智能控制技术,通过PWM技术实现了LED灯白光的亮度调节、魔幻变色的自由切换及单色光输出的功能。系统由电源电路、一体化红外遥控接收头、CPU和三路LED驱动组成。采用低成本的STC15W201-SOP8单片机作为主控器件,用定时器作为三路的PWM发生器,驱动低开启电压的NMOS管以实现调光与调色。通过程序的巧妙设计实现了在0~360。过渡时无明显颜色跳变的现象。该可调光调色LED灯经长时间使用,调光调色效果理想且稳定可靠,可供该产品设计以参考。     

LED远场光强分布测试平台设计

提出并设计了以LED作为光源进行远场光强测试的平台,包括光路与电路两大部分,详细描述了远场测量的实现方法、光电转换与信号处理过程、电路设计原理.运用MATLAB进行数据处理,拟合出远场光强分布曲线,分析了距离、辐射角度与光源强度的关系.经测试,在远场空间某一定点的光强值只与光源强度相关,在辐射角内可以直接体现光源稳定性.     

钢板表面缺陷检测光学系统的设计

为满足钢板表面缺陷在线检测系统宽幅面、高速、高分辨率的检测要求,优化设计了钢板表面缺陷视觉检测系统的光学部分.采用了一种新型LED线光源获得高强度均匀照明,多线阵CCD拼接成像完成幅面分割.明、暗域相结合的成像模式确保了大部分缺陷的有效检出.综合考虑光源、镜头与线阵CCD的影响,计算并优化选取了光学镜头的焦距、f数和视场角等参数以满足检测需要,整个光学系统设计满足在线检测需要并在样机中得以应用.     

Light-Source Modeling Using Pyramidal Light Maps

The diversity of lighting arrangements and fixtures in everyday life allows us great creative and functional control over the appearance of our environments. In computer graphics, the lack of realistic models of light sources does not permit the same level of control. To model a light source, one must (at least) be able to specify its geometry and its spatial intensity distribution. We describe a system that permits the interactive specification of point, linear, and area light sources having arbitrary and variable spatial intensity distributions across their domains. A continuous distribution of an extended light source is created by interpolating a set of sample distributions that are interactively placed on the light source. Rendering is accomplished by resampling the light source at a variable resolution. To speed up rendering, a pyramidal representation of the light source is created, allowing the dynamic selection of the resampling rate. We describe the theory, design, and implementation of our light-source modeling system. Pyramidal light-source models can be used in rendering environments such as conventional scanline or ray-tracing renderers, or renderers with programmable shaders.     

利用Arduino控制板的光引导运动小车设计

为降低生产成本、提高运输的灵活性,提出了一种以Arduino控制板为核心的光引导小车设计方案,并给出了该方案的软硬件设计方法.该方案基于光线沿直线传播的原理,通过光敏元件设计传感器并检测小车不同方向上的光强,计算出小车和光源之间的相对位置;然后,利用PWM直流电机调速技术控制小车的启动、加减速和转弯等操作;最后,利用红外线反射式脉冲编码器对小车的转速和位移进行反馈.试验证明,光引导小车在实验室中运行稳定,设计方案切实可行.     

锡膏激光扫描三维测量系统光强自适应调节技术

根据锡膏激光扫描三维测量系统在测量PCB电路板时底板和锡膏对激光光强的散射效果不同,设计并研制了一套光强自适应调节光源。该光源以程控电源为基础,分析光条中心提取效果与激光光强的关系,应用小波分解与频带能量比相结合的光强自适应调节算法实现测量系统光强自适应调节功能。进行了相关实验,实验结果表明该光源能够很好地实现锡膏激光扫描三维测量系统的激光光强自适应调节,并能选出最适合测量的激光光强,具有很好的适用性。     

手指静脉识别传感器的光源设计

针对手指静脉图像采集系统中近红外LED光源的光强均匀性相对较差的问题,设计了一种等边三角形结构的光源阵列.通过应用近红外LED光源的数学模型和斯派罗法则优化两个相邻光源的距离,确定了两颗光源之间的最优距离为6.26 mm,对该光源阵列进行仿真形成面积为10 mm ×20 mm的均匀光照区域.对此光源阵列进行硬件实验,证明等边三角形结构的光源阵列比单排的光源阵列在均匀性和图像质量上更加突出.     

实时荧光定量PCR仪中荧光检测装置的设计

设计了基于LED光源的积分球式聚合酶链式反应(PCR)荧光检测装置。系统采用单色LED作为光源,经过积分球的均匀辐射后,减少光源对样品的影响,再通过光电倍增管与后续电路,得到PCR循环中的实时荧光光强,这有效地减小了荧光检测装置的体积,提高了仪器的性价比。实验通过装置和iCycler-iQ5实时荧光PCR仪的检测数据进行比对,仪器偏差分别为9.44%和25.98%,发现装置具有更高的精确度,更好的稳定性和重复性。     

海洋测量浮标太阳能LED锚灯系统的设计

一直以来浮标上用的锚灯都以白炽灯为光源,但是白炽灯功耗大、寿命短。为进一步提高航标灯的质量,减轻工人维护劳动强度和工作量,设计了一种低功耗且性价比高的可用于海洋测量浮标的太阳能LED锚灯。该锚灯通过中央控制器实现太阳能电池电源控制、蓄电池充电控制、感光电路控制以及LED锚灯控制等主要功能,并利用太阳能电池板进行充电,电路简洁、实用。LED锚灯灯管质量好、发光射程远、闪烁效果良好、性能稳定,可以更好地为浮标提供可靠的安全保证。     

Illumination and scattered light detection using a light source consisting of sub-micrometer defect arrays formed on a extremely flat light waveguide core

We have previously argued that an optical sensor combined total analysis system (TAS) is one of the indispensable functional components needed to realize a “ubiquitous human healthcare” system. To achieve this goal, we have proposed a fundamental structure for illuminating a minute cell or particle running along a microfluidic channel using a flat waveguide construction. It is desirable that the TAS light source should be arranged as close to the specimen flow as possible in order to acquire the necessary optical properties; hence, artificial defects formed on the surface of a flat light waveguide are considered to be a promising candidate for realizing the arbitrary-shaped light source for a highly functional optical TAS structure. Based on this idea, we fabricated a structure, constructing a flat and square light source consisting of rectangular solids, sub-micrometer in size, with a 1-μm thick and a 12-μm wide light waveguide core. We successfully trial-manufactured an optical TAS chip with a fluidic channel containing a 14 × 10-μm cross section, and an extremely flat light waveguide core. We repeatedly confirmed that the defect array could function as an approximately square light source when a 650-nm wavelength laser power was carefully introduced. Furthermore, we developed a hybrid numerical calculation method base on the finite-difference, time-domain method together with the beam propagation method. Utilizing this hybrid method, we evaluated the optical response when a particle runs across the light source while changing the aperture length of a shading mask to obtain signals with both higher intensity and shorter full width at half maximum. The numerical results were compared with experimental results obtained using an image acquisition system, and demonstrated good qualitative accord.     

视觉检测的LED光源自适应亮度控制系统

照明光源的亮度控制视觉检测中的一个难题,为了使视觉检测系统获取优质图像,本文采用嵌入式ARM做控制器,利用亮度传感器采集环境亮度,通过实验研究图像采集图像灰度值与光照强度的关系,获取高质图像需要的合理亮度阈值,作为图像采集时LED光源亮度调节的参照,通过软件调节驱动LED的PWM信号,实现自适应调整LED光源亮度。