無線通訊模組ESP32開發樂鑫信息科技官網LED驅動/調光/PWM,LED 驅動器LED具有高光效、長壽命、環保等優點,由其替代傳統光源已成為一個大趨勢。作為綠色、環保、節能的新型光源,LED一般是低電壓、大電流的半導體器件,其發光強度取決于LED光源的正向電流,正向電流越大,對應 LED 的亮度也越高。無線通訊模組ESP32開發樂鑫信息科技官網選用 LED 驅動器時需要考慮工作環境,如果 LED 驅動器對周圍環境的溫度敏感,則應選擇發熱較少的器件,或者進行散熱處理。LED 驅動器是智能照明產品核心的部件之一,會直接影響整個智能照明產品的壽命和使用體驗。目前,LED 驅動器主要有以下兩種:
(1)恒壓源驅動。也就是 LED 的端電壓不變,電流隨著負載的變化而變化。使用恒壓源驅動時,每個 LED 都需要加上合適的電阻才能使每個 LED 的亮度一樣。
(2)恒流源驅動。顧名思義,就是流過 LED 的電流恒定不變,LED 兩端的電壓隨負載而變化;使用恒流源驅動時,可以通過控制流過 LED 的電流來實現 LED 調光。
LED 調光
調光是 LED 智能照明產品的基本功能之一,如調節顏色、亮度、開關等。用戶可以通過智能手機 App、遙控器等來調節 LED 智能照明產品。LED 調光方式主要有以下三種:
(1)可控硅調光。使用可控硅調光時,輸入電壓的波形會因可控硅的導通角變化而變化而化,從而改變輸入電壓的有效值,通過電壓有效值的變化實現調光??煽毓枵{光適用于白織燈、熒光燈等傳統燈具。
(2)PWM 調光。無線通訊模組ESP32開發樂鑫信息科技官網PWM 調光的基本原理是利用 PWM 信號快速控制LED 的開關操作,通過調節PWM 信號的頻率和占空比來實現 LED 調光。
(3)I2C 協議調光。具備 I2C 協議接口的調光 LED 線性流控制芯片,適用于驅動小功率的LED 燈具,這種芯片具有多個獨立的輸出接口,通過12C 協議輸入接口接收控制信號,可以調整每個輸出接口的電流,從而實現 LED 調光。
在上述的三種 LED 調光方式中,PWM 調光的綜合表現佳,具有光色不變,且低亮度時穩定性好等優勢,從而得到了廣泛的應用。PWM 調光的框圖,主要包括開關信號采樣電路、主控電路和 PWM 控制器。開關信號采樣電路通過檢測電路中開關信號,可產生一個時鐘信號。主控電路用于接收時鐘信號并產生3 路脈沖信號,分別輸出到3個PWM控制器。PWM 控制器可根據主控電路輸出的脈沖信號輸出不同的電流信號,以調節 LED 燈珠的亮度。主控電路中通常包括單片機,單片機的輸入端與開關信號采樣電路連接,無線通訊模組ESP32開發樂鑫信息科技官網單片機的三個輸出端分別連接到3 個PWM 控制器PWM 控制器的輸出端連接到了 LED 燈珠,LED燈珠分為紅色 LED燈珠、綠色 LED燈珠和藍色 LED 燈珠,PWM 控制器分別控制三種顏色的 LED 燈珠的亮度值,使之經混色后得到不同的顏色。LED 燈珠全部封裝在一個燈罩內。
PWM介紹
脈沖寬度調制 (Pulse Width Modulation,PWM)簡脈寬調制,是一種將模信號變為脈沖信號的技術(用數字來控制模擬輸出的一種手段)。PWM 可以控制 LED 亮度、直流電動機的轉速等。PWM的主要參數如下:
1)PWM 頻率。PWM 頻率是 PWM 信號在1s內從高電平到低電平再回到高電平的次數也就是說1s 內有多少個PWM 周期,單位為Hz。
(2)PWM周期。PWM周期是PWM頻率的倒數,即Tl/fT是PWM周期,是PWM頻率如果PWM頻率為50Hz,也就是說PWM周期是20ms,即1s有 50個PWM周期。
(3)PWM占空比。PWM 占空比是指在一個PWM 周期內,高電平的時間與整個周期時間的比例,取值范圍為0%~100%。
無線通訊模組ESP32開發樂鑫信息科技官網PWM 周期是一個 PWM 信號的時間:脈寬時間是指高電平時間:脈寬時間占PWM周期的比例就是占空比。例如,如果PWM 周期是 10 s、脈寬時間是 8 ms,那PWM占比就是 8/10-80%,此時的PWM 信號就是占空比為 80%的 PWM 信號。PWM 名為脈沖費調制,顧名思義,可通過調節PWM 占空比來調節PWM 脈寬時間。
在使用 PWM 控制 LED 時,亮 1s 后滅 1s,往復循環,就可以看到 LED 在閃爍。如果把這個周期縮小到 200 ms,亮100ms 后滅 100 ms,往復循環,就可以看到 LED 燈在高頻閃爍。這個周期持續縮小,總有一個臨界值使人眼分辨不出 LED 在閃爍,此時 LED 的亮度處在滅與亮之間亮度的中間值,達到了 1/2 亮度。