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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于PWM的紅外遙控可調(diào)色光源
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 根據(jù)色彩合成的三基色原理，任何顏色的光都可以由紅、綠、藍(lán)三基色組成，由此原理，用LED控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)LED燈的亮度、色彩和發(fā)光范圍的可連續(xù)調(diào)節(jié)。本作品主要利用單片機(jī)控制三基色光中各基色的強(qiáng)度變化，實(shí)現(xiàn)光源的顏色控制；利用脈寬調(diào)制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)LED燈的亮度控制；通過(guò)控制輸出電流大小，可調(diào)節(jié)1～500組LED燈同時(shí)發(fā)光，實(shí)現(xiàn)發(fā)光范圍的控制。
- 詳細(xì)介紹：
- 1、電路以STC12C5608AD單片機(jī)為主，利用耗盡型NMOS管對(duì)GS兩端的電壓實(shí)現(xiàn)放大作用，從而調(diào)節(jié)三原色的占空比。還采用LM7805CT實(shí)現(xiàn)將12V電壓轉(zhuǎn)為5V電壓對(duì)電路進(jìn)行供電，使各元件穩(wěn)定工作，電路中電壓轉(zhuǎn)換穩(wěn)定，并有相應(yīng)的器件保護(hù)電路，使得電路中的電解電容等不會(huì)因電源正負(fù)反接而被損壞。電路安全可靠。 2、PWM（Pulse Width Modulation）控制——脈沖寬度調(diào)制技術(shù)，通過(guò)對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來(lái)等效地獲得所需要波形（含形狀和幅值）。占空比就是輸出的PWM中，高電平保持的時(shí)間 與 該P(yáng)WM的時(shí)鐘周期的時(shí)間之比。調(diào)色板就是三基色賦不同占空比就能實(shí)現(xiàn)需求的色彩。 例如：品紅的產(chǎn)生就是100%紅+100%藍(lán)+0%綠；黃就是100%紅+100%綠+0%藍(lán)；青就是100%藍(lán)+100%綠+0%紅，白就是100%紅+100%綠+100%藍(lán)。 光亮暗漸變就是占空比在程序里賦5個(gè)值，有4個(gè)檔位：0%，30%，60%，70%，100%。以此按不同命令實(shí)現(xiàn)色度亮暗的調(diào)節(jié)。 3、紅外通信利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體，發(fā)送端采用脈時(shí)調(diào)制方式，將二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)調(diào)制成某一頻率的脈沖序列，并驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光管以光脈沖的形式發(fā)送，接受端將收到將收到的光脈沖轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。再經(jīng)過(guò)放大、濾波處理后送給解調(diào)電路，還原為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)后輸出。通過(guò)紅外接收裝置得到數(shù)據(jù)，校驗(yàn)地址和數(shù)據(jù)位后排除超時(shí)意外后轉(zhuǎn)為命令，按要求控制PWM或MOOD的變化。從而實(shí)現(xiàn)紅外對(duì)光源的間接調(diào)節(jié)。 4、顏色都可用3個(gè)參數(shù)來(lái)確定，即色調(diào)、明度和飽和度。色調(diào)是彩色彼此相互區(qū)別的特征，決定于光源的色譜組成和物體表面所發(fā)射的各波長(zhǎng)對(duì)人眼產(chǎn)生的感覺(jué)。加法混合是指色光的混合，兩種以上的光混合在一起，光亮度會(huì)提高，混合色的光的總亮度等于相混各色光亮度之和。所以實(shí)驗(yàn)中從物理學(xué)角度運(yùn)用了三基色原理，相加混色原理實(shí)現(xiàn)了調(diào)色功能。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 當(dāng)代霓虹燈應(yīng)用越來(lái)越普遍，而霓虹燈功耗大；壽命短；內(nèi)部含有汞等有害元素，不環(huán)保。 本作品中的各色燈均采用LED發(fā)光二極管，它具有亮度高、顏色正、功耗低、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，是新一代綠色環(huán)保光源。 作品采用紅外控制系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)具有控制簡(jiǎn)單、實(shí)施方便、傳輸可靠性高等特點(diǎn)。 設(shè)計(jì)中采用PWM控制電路，它具有模塊化、集成化等特點(diǎn)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1、可調(diào)顏色豐富，可達(dá)255^3種； 2、光源可調(diào)亮度范圍大； 3、電路功耗小，節(jié)省能源，綠色環(huán)保； 4、采用紅外控制，方便靈活，可控范圍廣； 5、電路適用性強(qiáng)，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，可用范圍廣。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 本作品曾在2010年在南通大學(xué)舉行的江蘇省高校第七屆大學(xué)生物理及實(shí)驗(yàn)科技作品創(chuàng)新大賽中獲得特等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 聯(lián)系本人
作品可展示的形式
- 實(shí)物、現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 作品優(yōu)勢(shì)： 本作品具有體積小、亮度高、響應(yīng)速度快、使用壽命長(zhǎng)、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，是新一代綠色環(huán)保光源。 適應(yīng)范圍： 1、三基色合成的演示實(shí)驗(yàn)。本作品中三基色的亮度可任意調(diào)節(jié)，它能合成多達(dá)上萬(wàn)種顏色。 2、代替霓虹燈實(shí)現(xiàn)戶外廣告宣傳。LED燈優(yōu)越的可控制性能，豐富的色彩，低功耗，高發(fā)光效率，高發(fā)光質(zhì)量，能完全替代戶外霓虹燈廣告。 3、LED燈可以實(shí)現(xiàn)屏幕顯示、投影顯示，實(shí)現(xiàn)大屏幕圖像動(dòng)態(tài)顯示。 4、用LED燈實(shí)現(xiàn)城市夜間裝飾照明，具有色彩豐富，發(fā)光效率高，工作電壓低，安全性好等優(yōu)點(diǎn)。 5、其他各種場(chǎng)合的照明，因其工作電壓低，工作電流小，可實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)度的自動(dòng)控制，根據(jù)外界光亮度調(diào)節(jié)其發(fā)光強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)降低能耗。
同類課題研究水平概述
- 雖LED、紅外技術(shù)、pwm原理廣泛應(yīng)用，但未實(shí)現(xiàn)三者組合使用
