彩色LED灯珠控制系统原理

　随着灯具行业的发展，市场上的白光LED珠已经不能满足人们的需求，LED全彩灯已经成为当今市场的主流，让蓝金光电小介绍彩色LED珠控制系统的原理。

背景

LED作为一种新型光源，具有供电电压低、功耗低、使用寿命长、无辐射等特点，在许多场合得到应用。随着近年来亮度的不断提高，特别是超亮LED的出现，发光二极管得到了广泛的应用，从传统的室内仪表信号指示逐渐发展到交通信号灯、汽车信号灯、背光源、室内外大屏幕显示，以及目前正照明领域的深化。目前，LED在照明领域的应用主要集中在照明上。LED本身的发光特性使其易于控制和快速闪烁。因此，可以利用嵌入式微处理器独立控制R(红)，PWM(占空比)。G(绿)，BLED照明控制技术(蓝色)发光灰度，从而达到全彩效果。由于采用超亮LED装饰照明灯，其亮度已满足要求，在使用寿命、功耗、控制模式等方面具有非常明显的优势，已开始逐步推广，预计未来几年将有相对较大的发展。

控制单元

控制单元是指可以独立改变全彩色的灯具单元，也可以称为像素。它至少应该包含一个红色LED、绿色LED、蓝色LED，每种颜色的LED数量按配色要求按一定比例组成。这些控制单元可以制成单个灯具，也可以根据一定的形状或图案进行排列，形成线性或表面光源。需要注意的是，由三种颜色的LED组成的单元通常必须混合光处理，否则就看不到理想的全彩效果。LED应紧密排列在同一发光单元中，使每个LED的光斑在观众眼中重叠；相邻发光单元的中心距离应相同，中心距离应满足：D≥2*L*tan(θ/2)型中D是相邻发光单元的最小中心距，L是正常使用时观看点与光源部位之间的垂直距离，θ是人眼最小的分辨角。通过控制电路，灯具可以显示出丰富的色彩。通过控制系统独立控制每个发光单元中三个发光二极管的灰度水平，即控制每个发光单元中红、绿、蓝三种颜色的亮度，可以使每个发光单元分配各种不同的颜色，如果同时控制不同的发光单元显示不同的颜色，可以使灯具的整个发光部分呈现出丰富多彩的效果。目前，功能强大的控制系统可以通过软件设置每个控制单元的颜色值。根据系统参数，设置每种颜色的灰度等级，一般为256级（8级）。目前，具有代表性的DM413全彩LED驱动芯片具有台湾点晶技术，配有灰度发生器，默认为256级灰度，最高可设置为8192级灰度，效果极为细腻。单个DM413芯片只控制一个显示单元，使每个控制单元的电路相同，而且非常简单，一次开发，重复使用。

控制系统结构

整个控制系统分为两部分：控制器部分和LED驱动部分（见图1）。控制器部分是系统的核心部分，其最基本的功能是将每个控制单元的颜色数据发送给相应的控制单元，使所有单元相互合作，产生用户预期的效果；LED驱动部分的功能是接收颜色数据，并根据数据所示的亮度值驱动LED显示。每个基于DM413的LED驱动模块单独控制一个LED灯单元，每个模块结构相同，与控制器的连接方式相同。系统通过串行级联连接，每个模块都有一个输入和输出接口。前模块的输出接口通过数据线与后模块的输入接口连接，直到最后一个模块。LED驱动模块(见图2)是以DM413为核心的电路，DM413具有多个信号输入输出引脚和多个功能设置引脚。DM413对应的输入引脚通过输入接口进行信号。三个输出引脚用于连接LED，可分配给R，G，B三种颜色，同一输出引脚连接相同颜色的LED，根据配色需要，每个输出引脚可连接一个或多个LED。通过输出引脚发送输入串行信号，并通过输出接口传输到下一级芯片。

控制原理

LED控制器内置高性能单片微控制芯片。控制器通过内部控制程序将控制信号和数据发送到LED驱动芯片。根据控制信号和数据的要求，LED驱动芯片产生相应的动作，实现对每个红、绿、蓝LED的单独控制。如果微控制器连续向一串LED驱动芯片发送控制信号和数据，则每个LED可以连续协调控制。预期的变化效果可以转化为LED控制器可处理的数据格式和适当的控制指令，然后连续发送到每个LED驱动芯片，使整体照明显示出预期的效果。在这里，有必要与控制器紧密合作，操作简单，功能强大的软件系统。以下是控制系统的原理。