主办单位: 共青团中央   中国科协   教育部   中国社会科学院   全国学联  

承办单位: 四川大学     

基本信息

项目名称:
基于PWM的红外遥控可调色光源
小类:
信息技术
简介:
根据色彩合成的三基色原理,任何颜色的光都可以由红、绿、蓝三基色组成,由此原理,用LED控制技术,实现LED灯的亮度、色彩和发光范围的可连续调节。本作品主要利用单片机控制三基色光中各基色的强度变化,实现光源的颜色控制;利用脉宽调制技术,实现LED灯的亮度控制;通过控制输出电流大小,可调节1~500组LED灯同时发光,实现发光范围的控制。
详细介绍:
1、电路以STC12C5608AD单片机为主,利用耗尽型NMOS管对GS两端的电压实现放大作用,从而调节三原色的占空比。还采用LM7805CT实现将12V电压转为5V电压对电路进行供电,使各元件稳定工作,电路中电压转换稳定,并有相应的器件保护电路,使得电路中的电解电容等不会因电源正负反接而被损坏。电路安全可靠。 2、PWM(Pulse Width Modulation)控制——脉冲宽度调制技术,通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。占空比就是输出的PWM中,高电平保持的时间 与 该PWM的时钟周期的时间之比。调色板就是三基色赋不同占空比就能实现需求的色彩。 例如:品红的产生就是100%红+100%蓝+0%绿;黄就是100%红+100%绿+0%蓝;青就是100%蓝+100%绿+0%红,白就是100%红+100%绿+100%蓝。 光亮暗渐变就是占空比在程序里赋5个值,有4个档位:0%,30%,60%,70%,100%。以此按不同命令实现色度亮暗的调节。 3、红外通信利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体,发送端采用脉时调制方式,将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列,并驱动红外发光管以光脉冲的形式发送,接受端将收到将收到的光脉冲转换成电信号。再经过放大、滤波处理后送给解调电路,还原为二进制数字信号后输出。通过红外接收装置得到数据,校验地址和数据位后排除超时意外后转为命令,按要求控制PWM或MOOD的变化。从而实现红外对光源的间接调节。 4、颜色都可用3个参数来确定,即色调、明度和饱和度。色调是彩色彼此相互区别的特征,决定于光源的色谱组成和物体表面所发射的各波长对人眼产生的感觉。加法混合是指色光的混合,两种以上的光混合在一起,光亮度会提高,混合色的光的总亮度等于相混各色光亮度之和。所以实验中从物理学角度运用了三基色原理,相加混色原理实现了调色功能。

作品图片

  • 基于PWM的红外遥控可调色光源

作品专业信息

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

当代霓虹灯应用越来越普遍,而霓虹灯功耗大;寿命短;内部含有汞等有害元素,不环保。 本作品中的各色灯均采用LED发光二极管,它具有亮度高、颜色正、功耗低、使用寿命长等优点,是新一代绿色环保光源。 作品采用红外控制系统,该通信系统具有控制简单、实施方便、传输可靠性高等特点。 设计中采用PWM控制电路,它具有模块化、集成化等特点。

科学性、先进性

1、可调颜色丰富,可达255^3种; 2、光源可调亮度范围大; 3、电路功耗小,节省能源,绿色环保; 4、采用红外控制,方便灵活,可控范围广; 5、电路适用性强,驱动能力强,可用范围广。

获奖情况及鉴定结果

本作品曾在2010年在南通大学举行的江苏省高校第七届大学生物理及实验科技作品创新大赛中获得特等奖

作品所处阶段

实验室阶段

技术转让方式

联系本人

作品可展示的形式

实物、现场演示

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

作品优势: 本作品具有体积小、亮度高、响应速度快、使用寿命长、节能环保等优点,是新一代绿色环保光源。 适应范围: 1、三基色合成的演示实验。本作品中三基色的亮度可任意调节,它能合成多达上万种颜色。 2、代替霓虹灯实现户外广告宣传。LED灯优越的可控制性能,丰富的色彩,低功耗,高发光效率,高发光质量,能完全替代户外霓虹灯广告。 3、LED灯可以实现屏幕显示、投影显示,实现大屏幕图像动态显示。 4、用LED灯实现城市夜间装饰照明,具有色彩丰富,发光效率高,工作电压低,安全性好等优点。 5、其他各种场合的照明,因其工作电压低,工作电流小,可实现光强度的自动控制,根据外界光亮度调节其发光强度实现降低能耗。

同类课题研究水平概述

虽LED、红外技术、pwm原理广泛应用,但未实现三者组合使用
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