Написав gm2 15 жовтня 2010 р

оптимізація

Очікування великі; Одного разу переконавши, а згодом законодавчо змусивши відмовитись від ламп розжарювання на користь більш ефективних продуктів, досвід користування компактними люмінесцентними лампами часто був незадовільним. Тепер повідомлення для цих споживачів полягає в тому, що світлодіоди забезпечують довший термін експлуатації, довговічність та ефективність, а також приємні спектральні характеристики.

Загальне освітлення - забезпечення навколишнього освітлення для будинків, офісів та громадських приміщень - насправді дещо відстає від темпів впровадження світлодіодів у широкому діапазоні застосувань. Деякі приклади - це освітлення в автомобілях стоп-сигналів, габаритних вогнів та, що скоро з’являться, фар; кольорове освітлення для архітектури; промислове, зовнішнє та вуличне освітлення; дорожні та залізничні знаки; та підсвічування для РК-екранів телевізорів та моніторів. У деяких із цих додатків ефективність є першорядною, безумовно, найбільш вагомою причиною прийняття світлодіодної технології. В інших додатках основна причина його прийняття полягає в гнучкості, яку він пропонує дизайнерам регулювати освітлення, коли їм не потрібно забезпечувати доступ для заміни ламп з обмеженим терміном служби. В інших випадках це може бути ступінь контролю над світлом з точки зору відтінку та інтенсивності, що приваблює світлотехніків.

Для управління виходом контролера можуть бути використані різні методи. Мікроконтролер може генерувати аналогову опорну напругу за допомогою цифрового/цифрового перетворювача або цифрового потенціометра, і ця напруга безпосередньо встановлюватиме струм драйвера світлодіода. Або в повністю цифровому ланцюжку управління мікроконтролер може подавати сигнали, модульовані шириною імпульсу (ШІМ), які використовуються для модуляції виходу контролера. ШІМ-сигнал може бути використаний для активації/деактивації самого контролера або для управління перемикачем, який відключає світлодіоди від виходу контролера. Якщо використовується ШІМ-регулятор, виберіть частоту ШІМ досить високу, щоб людське око не могло виявити коливань. Цей прийом може бути практичним, якщо застосування вимагає максимальної ефективності, багато світлодіодів забезпечують максимальну ефективність (світло, що генерується для даного струму) при максимальному значенні або близькому до нього. Забезпечення зниженого рівня освітленості за допомогою імпульсного управління при піковому рівні струму буде ефективнішим, ніж за умови зменшення постійного струму.

Дизайнеру також доведеться визначити частоту дискретизації, з якою працює контур управління, і вибрати мікроконтролер з відповідними обчислювальними ресурсами. Якщо система в основному призначена для підтримання постійного виходу білого, коли світлодіод старіє, то потрібна відносно рідка частота дискретизації. Різнокольорові світлодіоди, як правило, дотримуються різних кривих світлового випромінювання зі старінням, але вони також будуть робити це у відповідь на різні рівні управління. У програмах із різною яскравістю або затемненням петлю управління кольором потрібно оновити, щоб синхронізувати швидкість, з якою змінюється яскравість. Одне з найвимогливіших застосувань цього типу - селективне послаблення зворотного зв'язку з РК-дисплеєм. Щоб покращити контраст у темних областях телевізійного зображення, підсвічування в цих зонах затемнене, але потрібно підтримувати чисто білий колір, щоб РК-екран продовжував відображати правильний тон зображення. У цьому випадку для частоти кадрів телевізора потрібно відповідне оновлення контуру управління.

Такий пристрій, як PIC24FJ16GA002, Малюнок 2, є гарним кандидатом для мікроконтролера в системі управління кольором. Пристрій PIC24 доступний у невеликому 28-контактному пакеті з програмною пам’яттю від 16 до 64 КБ і забезпечує послідовний інтерфейс зв'язку, 10-бітний АЦП і 5 ШІМ-каналів - все в одному пристрої. 16-бітове ядро ​​мікроконтролера легко обробляє математику, пов'язану з калібруванням датчика та контролем кольору.

Вихідні дані датчика освітленості повинні бути відкалібровані за еталоном для отримання надійних результатів. У процесі калібрування використовується вимірювач кольоровості для математичної кореляції виходу різнокольорових світлодіодів та спектральної реакції та чутливості світлового датчика згідно зі стандартною системою кольорових координат, створеною в 1931 році CIE (Міжнародна комісія з освітлення). кольоровий простір CIE XYZ. Процес калібрування генерує матрицю коефіцієнтів, які необхідно зберігати в енергонезалежній пам'яті разом із системою світильників, і буде використовуватися для визначення різниці між корельованим та бажаним вихідним значенням на кожному кроці через систему управління.

Після калібрування мікроконтролер порівнює дані датчика з бажаними координатами на графіці кольоровості CIE та регулює значення управління на кожному вихідному каналі, поки не буде досягнутий правильний CCT. Оскільки контур управління працює в динамічному середовищі, доцільно використовувати техніки сервотипу; Кожен канал має алгоритм PID (пропорційно-інтегральний-похідний), який узгоджує дані датчика зі значеннями калібрування, оцінює різницю для встановлення заданої точки та відповідно регулює вихідні канали. Як і у будь-якій іншій архітектурі ПІД із замкнутим циклом, алгоритм працює безперервно, щоб зменшити похибки, поки вихідний CCT не досягне заданого CCT. Коефіцієнти ПІД можна регулювати, щоб максимізувати реакцію системи, але коефіцієнт збіжності до заданого значення залежить від ефективності мікроконтролера в математичному процесі. Як зазначалося вище, деякі системи управління кольором вимагатимуть швидшої обробки та часу відгуку, ніж інші.