MCU色彩控製LED照明係統將使人們能夠用不同的眼光看世界

在大趨勢下，led指日可待用於通用照明。LED一般照明有很多優點，比如壽命長，效率高。LED技術也麵臨著一些挑戰。挑戰之一是如何產生高質量的白光。LED其組成包含藍光LED一種熒光粉，可以將光輸出轉移到光譜的其他波段。許多白光LED不能產生高顯色指數（Color Rendering Index，CRI），該參數用於衡量光源真實再現顏色的能力。

混合兩種或兩種以上的顏色LED光可以獲得更高質量的白光係統。在這些多色係統中，每個色源的光輸出會隨著時間和溫度而漂移。光傳感器和小型單片機 （MCU）維持特定顏色和相關顏色（CorrELated Color Temperature，CCT）。本文將進一步了解傳感器的需要MCU資源和軟件。

目前，市場上有許多經濟實惠的小型光傳感器，它們可以轉向MCU提供處理信息。典型地說，傳感器有一些可選的顏色過濾器來測量紅光、綠光、藍光或白光 (無過濾器)。光傳感器輸出接口可以通過一係列方法和MCU連接（ADC）連接。光傳感器提供變頻輸出，輸出頻率與光量成正比。這些傳感器的脈衝輸出可以是MCU累積定時器，以確定光照級別。光轉數字傳感器通常具有串行數字接口，例如I2C。每種類 傳感器接口具有獨特的優點，需要不同的MCU資源。1.係統框給出了各種各樣的信息MCU外設，顏色可調LED照明設計非常有用。

在完整的閉環色彩控製係統中，MCU必須讀取光傳感器的顏色成分，校準光傳感器的輸出，並通過調整每個LED輸出驅動器以獲得所需的顏色。LED需要恒流驅動器來維持光傳輸 一致性。這可以通過包括線性和開關模式解決方案在內的各種驅動技術來實現。最終選擇取決於效率要求、輸入電壓範圍和使用LED數量等因素。

不同的方法可以控製驅動器輸出。MCU可通過數模轉換器使用（DAC）或者數字電位計產生模擬參考電壓。參考電壓可使驅動器輸出在零到最大電流 之間變化。MCU還可以提供用於調製驅動輸出PWM信號。PWM信號可用於使能/禁止驅動本身或控製LED斷開驅動器輸出的開關。 使用PWM控製，則選擇的PWM頻率要足夠高，這樣人眼才能察覺不到任何閃爍。

設計師必須確定顏色控製係統所需的控製分辨率，以便選擇相應的外設MCU。光轉電壓傳感器，MCU上ADC測量分辨率很重要。光轉頻率傳感器需要通過外部時鍾增加MCU時基。光轉數字傳感器需要外設串行通信接口。

帶多個PWM外設的MCU可用於控製每一個LED驅動器。在高分辨率色彩控製係統中，控製分辨率16位或更高的首選PWM外設。串行通信外設(如UART、SPI、I2C、LIN和USB等)支持輸入/輸出控製和顯示功能。

對於色彩控製係統，PIC24FJ16GA002(見2)等MCU設備是最好的選擇。PIC24裝置小尺寸封裝28引腳，程序存儲範圍為 16 至64 KB，並在單個設備中提供串行通信接口，10位ADC和5個PWM通道。16位MCU與傳感器校準和顏色控製相關的算術操作可以很容易地處理內核。

傳感器數據輸出必須根據參考電壓進行校準，以提供一致的結果。不同顏色的校準過程使用色度計LED標準色度坐標係中的輸出、光譜響應和光傳感器靈敏度 進行數學關聯。校準過程將生成一個係數矩陣，它必須存儲在非易失性存儲器中，並在控製係統的每個控製中確定相關性和所需輸出之間的差異。

校準完成後，MCU傳感器數據可以與理想相結合CIE(國際照明委員會)比較色度坐標，調整輸出通道，直到理想為止CCT到目前為止。每個輸出通道 的PID控製算法使用校準值調整傳感器數據，以獲得與目標設置點的差異，然後調整輸出通道。為減少誤差，PID直到輸出CCT與設置點CCT 匹配為止。PID微調係數，以最大程度優化係統響應，但PID算法收斂到目標CCT的快慢也是MCU處理算術操作效率的函數。一些顏色控製係統 處理速度和響應速度快的處理速度和響應速度。例如，通用照明係統的要求比HDTV局部調光係統低。

光源可調或高 CRI該係統有一係列用戶控製要求。LCD顯示屏上的醫療設備可能是可調的LED背光(需要MCU通過SPI與LCD通信)和調整 CCT觸摸屏界麵的亮度。商用顯示設備的一般照明可能需要由中央麵板或計算機控製，以自動調整亮度，CCT和開/關。這些設置 硬連線串行總線協議可用於備用通信(例如DALI或DMX512）實現，其他設備可能需要使用USB或以太網實現的自定義接口。已完成的 在建築物中，通過無線通信和協議可能無法安裝硬連接基礎設施(如ZigBee）控製。對於此類照明應用，外設靈活MCU是實現通信和用 戶界麵的理想選擇。

最大限度地提高能效和平均壽命。MCU色彩控製LED照明係統將使人們能夠同的眼光看世界。以及最大程度提高能效和平均壽命。MCU色彩控製LED照明係統將使人們能夠用不同的眼光看世界。