一种带有反馈功能的参数可设led调光调色系统的制作方法
【专利摘要】本发明属于LED照明技术领域，具体为一种带有反馈功能的参数可设LED调光调色系统。该系统由智能手机、控制系统和照明系统组成；照明系统内部分为多个通道，每个通道均有自己的LED模组、LED驱动器；各通道由同一的控制系统控制，控制系统由单片机、D/A转换器、放大器、供电模块、通信模块和光色参数检测模块组成；LED模组包括LED芯片、散热系统。本发明结构简单，基于WIFI通信，可通过手机APP与照明系统连接，使用方便。该系统可以根据参与混光的LED的光谱数据和目标光色参数快速计算参与混光的各LED的亮度值，其可控制的光色参数包括，色温（或色坐标）、亮度和显色指数，可用于各种场合照明，方便模拟不同光环境，开展光生物效应的实验等。
【专利说明】
一种带有反馈功能的参数可设LED调光调色系统
技术领域
[0001] 本发明属于LED照明技术领域，具体涉及一种对LED光色参数进行控制的带有反馈 功能的调光调色系统。
【背景技术】
[0002] 随着照明技术的发展，照明系统在功能上也有了很大的进展，除了日常的照明功 能，照明系统还满足调节气氛，调节生理，科学研究等功能。
[0003] LED的调光调色系统，国内外都展开了大量研究，但这些研究普遍存在以下问题： 1.在控制方式上，传统的调光调色系统都是定性控制，无法直接输入参数。
[0004] 2.在调节某一变量(如色温)时，其它值(如亮度)也会发生相应的改变，因而无法 有效地控制变量。
[0005] 3.精度较低，存在比较大的误差。
[0000] 4.开环控制，无反馈，参数容易变化 针对上述缺陷，本发明的目的在于提供一种带有反馈的参数可设LED调光调色系统。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种可以控制LED照明系统的亮度、色温和显色指数的带有 反馈功能的参数可设LED调光调色系统。
[0008] 本发明提出的带有反馈功能的参数可设LED调光调色系统，包括智能手机1、控制 系统(2)和照明系统3;照明系统3可分为多个通道4，每个通道4包含各自的LED模组5、LED驱 动器6;控制系统2包括单片机7、D/A转换器8、放大器9、供电模块KKWiFi通信模块11和光色 参数检测模块12; LED模组5包括LED芯片13和散热器14; 其中，所述的单片机7分别与D/A转换器8、供电模块HKWi-Fi通信模块11、光色参数检 测模块12连接;所述的D/A转换器8与放大器9连接;所述的放大器9分别与供电模块10、LED 驱动器6连接;所述的LED驱动器6与LED芯片13连接。
[0009] 本发明中，智能手机1是整个系统的控制中心，用户在人机界面上操作，选择参与 混光的通道并输入目标光色参数，智能手机1进行快速计算产生控制信号，改变LED照明系 统的光色参数;将计算结果利用Wi-Fi通信模块11传递给单片机7,单片机7将计算结果传递 给D/A转换器8，D/A转换器8将转换后的信号传递给各控制电路对应的放大器9进行信号放 大，放大后的信号加在LED驱动器6的控制端，改变LED驱动器6输出的电流，控制LED模组5的 亮度;通过不同通道进行组合可实现目标的光色参数;在LED亮起后，光色参数检测模块12 将对实际的光色参数进行检测，并与目标光色参数进行比较，根据两者的差异进行修正。
[0010] 本发明中，所述的智能手机1具有以下功能：用户可以根据需要选择参与混光的通 道的数量;用户可以根据需要选择是否采用高精度模式，高精度下计算结果更加准确，色域 会有所减小；系统可以根据参加混光的LED的光谱特性，计算对应的色坐标并通知用户；系 统可以根据参与混光的LED的光谱特性和目标光色参数，计算各通道输出的亮度值，其可控 制的目标光色参数包括色温或色坐标、亮度和显色指数；用户可以根据实际的调光效果对 各个通道输出的亮度进行微调；用户可以通过摄像头读取画面中某一颜色并提取色坐标作 为目标的色坐标;用户可以检测某一平面上的垂直照度。
[0011] 本发明中，所述的LED的通道数量大于等于3个。当通道数量为3时（如为R(红）、G (绿）、B(蓝）），系统可以计算最终输出光的显色指数；当通道数量大于3时（如为R、G、B、W)， 系统可以控制最终输出光的显色指数，而用户可以选择不控制显色指数，此时，系统将自动 从所有计算结果中选择显色指数最高的计算结果作为输出。
[0012] 本发明中，所述的单片机7可以通过Wi-Fi通信模块11接收从智能手机1传递过来 的数据并传递给D/A转换器8,可以接收光色参数检测模块12反馈的数据并进行修正计算。
[0013] 本发明中，所述的光色参数检测模块12可以实时检测光源的RGB分量并转换为色 坐标传递给单片机7进行反馈。
[0014] 本发明中，目标光色参数的输入方式包括:手动输入，在色品图上点击选择，通过 摄像头读取和语音识别。
[0015] 本发明中，所述的单片机7型号为STM32;D/A转换器8型号为DAC5574;放大器9型号 为LM358;Wi-Fi通信模块11为ESP8266;光色参数检测模块12为TCS3200。
[0016]本发明中，WiFi通信模块11内部含有WiFi-串口转换芯片，可以直接与单片机端的 UART端口相连，把计算结果传递给单片机7。
[0017] 本发明中，基于基本的WiFi通信方式，可以控制LED照明系统的亮度、色温和显色 指数，可用于照明视觉的科学实验或日常照明。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明具体实施例的结构图示。
[0019] 图2为本发明具体实施例控制系统结构图示。
[0020] 图3为本发明具体实施例照明系统结构图示。
[0021] 图中标号：1为智能手机(P C )，2为控制系统，3为照明系统，4为照明系统内的各个 通道，5为通道内的LED模组，6为通道内的LED驱动器，7为单片机，8为D/A转换器，9为放大 器，10为供电模块，11为WiFi通信模块，12为光色参数检测模块，13为LED芯片，14为散热器。
【具体实施方式】
[0022] 下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。
[0023] 实施例1: 一种带有反馈的参数可设LED调光调色系统的设计方法，系统包括智能 手机1、控制系统2和照明系统3组成；照明系统分为多个光色通道4,每个光色通道4包含各 自的LED模组5、LED驱动器6;控制系统包括单片机7、D/A转换器8、放大器9、供电模块10、 WiFi通信模块11和光色参数检测模块12; LED模组5包括LED芯片13和散热器14; 本实施例中，所采用的单片机为STM32F103VET6,采用的D/A转换器为DAC5574,采用的 运算放大器为LM358,采用的WiFi通信芯片为ESP8266,采用的光色参数检测模块为 TCS3200。
[0024] 用户在智能手机1端选择参与混光的LED模组5,本实施例中，选择的LED通道4为R、 G、B、W，在选择之后，智能手机将根据其光谱计算色左边，本实施例中色左边分别为： (0.689,0.308)，（Ο .259,0.711)，（Ο .151,0.028)，（Ο .378,0.379)，之后输入目标的光色参 数，本实施例中目标光色参数为色温4000k，亮度300fcd/m2，显色指数90,智能手机1将进 行快速的计算并将计算结果通过WiFi通信模块11传递给单片机7,单片机7将计算结果传递 给D/A转换器8产生模拟信号，各个通道的模拟信号经放大器9放大之后加在LED驱动器6的 控制端，控制输出电流，改变LED模组5的亮度，本实施例中，根据计算，各LED芯片13的亮度 分别为:R: 32/m2，G: 74/m2，B: 2,???/m2，W: 191 /m2，各通道进行组合得到混 光目标光色参数，此时光色参数检测模块12不断读取混合后的光的色坐标并传递给单片机 7，单片机根据实际值与目标值的差异进行修正。
【主权项】
1. 一种带有反馈功能的参数可设LED调光调色系统，其特征在于，包括智能手机(1)、控 制系统(2)和照明系统(3);照明系统（3)分为多个通道(4)，每个通道(4)包含各自的LED模 组(5)、LED驱动器(6);控制系统（2)包括单片机(7)、D/A转换器(8)、放大器(9)、供电模块 (10)^?丨通信模块（11)和光色参数检测模块（12);1^0模组(5)包括1^0芯片（13)和散热器 (14)； 其中，所述的单片机(7)分别与D/A转换器(8)、供电模块（10)、Wi-Fi通信模块（11)、光 色参数检测模块（12)连接;所述的D/A转换器(8)与放大器(9)连接;所述的放大器(9)分别 与供电模块(10)、LED驱动器(6)连接;所述的LED驱动器(6)与LED芯片（13)连接； 智能手机（1)是整个系统的控制中心，用户在人机界面上操作，选择参与混光的通道并 输入目标光色参数，智能手机（1)进行快速计算产生控制信号，改变LED照明系统的光色参 数;将计算结果利用Wi-Fi通信模块(11)传递给单片机(7)，单片机(7)将计算结果传递给D/ A转换器(8)，D/A转换器(8)将转换后的信号传递给各控制电路对应的放大器(9)进行信号 放大，放大后的信号加在LED驱动器(6 )的控制端，改变LED驱动器(6 )输出的电流，控制LED 模组(5)的亮度;通过不同通道进行组合可实现目标的光色参数;在LED亮起后，光色参数检 测模块（12)将对实际的光色参数进行检测，并与目标光色参数进行比较，根据两者的差异 进行修正。2. 根据权利要求1所述的带有反馈功能的参数可设LED调光调色系统，其特征在于，所 述的智能手机(1)包含以下功能：用户可以根据需要选择参与混光的通道的数量;用户可以 根据需要选择是否采用高精度模式;系统根据参加混光的LED的光谱特性，计算对应的色坐 标并通知用户；系统根据参与混光的LED的光谱特性和目标光色参数，计算各通道输出的亮 度值，其控制的目标光色参数包括色温或色坐标、亮度和显色指数；用户可以根据实际的调 光效果对各个通道输出的亮度进行微调；用户可以通过摄像头读取画面中某一颜色并提取 色坐标作为目标的色坐标;用户可以检测某一平面上的垂直照度。3. 根据权利要求1或2所述的带有反馈功能的参数可设LED调光调色系统，其特征在于， 所述的LED的通道数量大于等于3个；当通道数量为3时，系统计算最终输出光的显色指数； 当通道数量大于3时，系统控制最终输出光的显色指数，而用户可以选择不控制显色指数， 此时，系统自动从所有计算结果中选择显色指数最高的计算结果作为输出。4. 根据权利要求3所述的带有反馈功能的参数可设LED调光调色系统，其特征在于，所 述的单片机(7)通过Wi-Fi通信模块（11)接收从智能手机（1)传递过来的数据并传递给D/A 转换器(8)，接收光色参数检测模块(12)反馈的数据并进行修正计算。5. 根据权利要求1、2或4所述的带有反馈功能的参数可设LED调光调色系统，其特征在 于，所述的光色参数检测模块（12)实时检测光源的RGB分量并转换为色坐标传递给单片机 (7)进行反馈。6. 根据权利要求5所述的带有反馈功能的参数可设LED调光调色系统，其特征在于，目 标光色参数的输入方式包括:手动输入，在色品图上点击选择，通过摄像头读取和语音识 别。
【文档编号】H05B33/08GK106068050SQ201610667151
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年8月15日
【发明人】林燕丹, 李浩然
【申请人】复旦大学