無線通信芯片上海樂鑫官網代理商ESP32-C3照朋硬件設計,本文介紹智能照明產品的主要組成及各種應用場景,并以LED智能燈為例說明智能照產品的主要硬件模塊框架;然后介紹如何基于無線通信芯片上海樂鑫官網代理商ESP32-C3 芯片及模組設計一個智能照明產品實現調光、調色的控制以及無線通信功能,相關的設計方案也可以擴展應用于燈帶、吸頂燈射燈等多種 LED智能照明產品中。
智能照明產品一般采用 LED 作為發光源,LED 是一種固態電光源,是一種半導體照明器件具有功耗低、壽命長,便于調節控制及無污染等特征,相比傳統的照明產品,具有更高的光能轉換效率。同時智能照明產品都具有無線連接功能,無線通信芯片上海樂鑫官網代理商支持通過 Wi-Fi Bluetooth LE 或 ZigBe連接到無線路由器或智能網關,然后連接互聯網和云端服務器。用戶不僅可以使用智能手機平板電腦、具有語音控制功能的智能音箱、智能控制面板等來調節 LED 智能燈的發光亮度和顏色;也可以設置多個定時開燈和關燈的時間;還可以把多個 LED 智能燈編組,同時控制-組 LED 智能燈的亮度和顏色。在 LED 智能燈中,可以預先設置多個燈光場景模式,用戶自由切換多個燈光場景模式,滿足家庭日常生活的需求,如打開影院模式,可以使整個環培燈光調暗;打開閱讀模式,可以自動將燈光調節到不會傷害眼睛的柔和亮度;打開音樂模式不僅可以改變燈光的顏色,還可以實現燈光跟隨音樂節奏的閃爍功能;在晚餐時,暖色燈光可以營造出溫馨的用餐氛圍;在入睡時,只需要打開睡眠模式即可關閉除夜燈外的所有燈光非常方便。
從以上說明中,我們了解到智能照明產品的主要特點是可以通過多種無線連接方式進行開關調光、調色等操作。下面以彩色 LED 智能燈為例,介紹智能照明產品的主要組成部分,以及控制功能的實現。
彩色 LED 智能燈的結構,主要包括連接燈座的 E27 標準燈頭、塑膠包裹鋁燈體電源及LED 驅動板、無線通信芯片上海樂鑫官網代理商Wi-Fi 模塊、LED 燈珠及鋁基板,以及高透光燈罩。與傳統的 LED 球泡燈相比,彩色LED智能燈增加了一個 Wi-Fi/Bluetooth LE 模塊,這個模塊是如何實現彩色LED智能燈的無線控制的呢?下面將從功能實現方面進一步展開介紹。
彩色LED智能燈的功能單元框圖,主要包括220VAC-DC 電源模塊、LED驅動恒流源、3.3V輸出輔助電源、PWM 控制及無線通信,以及多種顏色的 LED燈珠等。
LEDPWM的河光、誠色展,能明產品 (如彩色 LED 智能燈》發光亮度和顏色的化是通過對LED力湖皇原牌,“調色來實現的,其中調光方法主要分為橫擬調光和數光,模擬調光是通過改進行圖)打珠回路中電流大小來實現的:數字調光又稱為PWM調是通過不同然寬的PWN信開啟和關閉LED燈珠來改變正向電流的導通時間,從現調光的。這里先簡單介紹使用 PWM 信號進行 PWM調光的方法。
使用可控制恒流源分別驅動LED燈珠時,可通過2路 PWM 信號的不同占空比來互補調節暖自(ww)和冷自CW)LED燈珠的動電流比例,實現色溫的調節;可以通過3路PW信號的不同占空比控制對應不同顏色的亮度,彩色 LED 智能燈可以發出不同顏色 LED燈。
(1)220VAC-DC 電源模塊。彩色 LED 智能燈的輸入電源通常是高壓交流電源,我國家用混合后的顏色,實現顏色的調節。準交流電源的電壓為220V。220 VAC-DC 電源模塊首先通過整流橋將交流電轉換為直流并將電壓降低到 18~40V,然后供給LED 驅動恒流源。因為PWM 控制及無線通信的工作壓通常是 3.3 V,所以還有另一路直流降壓的輔助電源,會把電壓降低到 3.3 V。
(2)LED 驅動恒流源。為了確保多個 LED 燈珠發光的一致性,通常要把多個 LED 燈珠串在一起,并使用可控制恒流源來驅動。LED 燈珠的亮度可通過 PWM 信號控制恒流源來進行調節,LED 驅動恒流源1用于驅動冷白 (CW) 和暖白(WW)的 LED 燈珠,電源輸出會比較大一些:LED驅動恒流源2用于驅動紅色 (R)/綠色(G)(B)的LED燈珠主要用來調節顏色,電源輸出功率相對小一些。
(3)LED 燈珠。在彩色 LED 智能燈中,通常都會包含暖白、冷白、紅色、綠色、藍色五種顏色的 LED 燈珠,其中暖白和冷白的 LED 燈珠數量會多一些,用于照明;紅色、綠色和藍的 LED 燈珠數量少一些,用于實現不同顏色的混色。
(4)PWM 控制及無線通信。在智能照明產品中,無線通信芯片上海樂鑫官網代理商為了實現PWM控制和無線通信功能,通常會選用具有無線通信功能的高集成度的系統級芯片(SoC)。系統級芯片支持多路 PWM信號輸出,支持 Wi-Fi、Bluetooth LE 或 ZigBee 等一種或多種主流的無線通信功能,能夠運行嵌入式RTOS,支持軟件應用開發。如果使用支持 Wi-Fi功能的芯片,就可以通過 Wi-Fi 路由器接到互聯網和云端服務器;如果使用支持 Buetooth LE 或 ZigBee 功能的芯片,則通常還需羅配置一個支持 Bluetooth LE或 ZigBee 的網關設備,通過網關設備轉接到以太網或 Wi-Fi路器后,才能連接到互聯網和云端服務器。
以上簡要介紹了彩色 LED 智能燈的主要組成單元,以及調光、調色功能的實現,從中可以出,PWM控制及無線通信的使用是智能照明產品與普通照明產品的大區別。本文后續內將重點介紹如何基于無線通信芯片上海樂鑫官網代理商ESP32-C3芯片進行小便件系統設計,實現 PWM 調光、調色,以及線通信功能。這部分的功能實現也適用于射燈、吸項燈、燈具、燈帶等多種智能照明產品。