MCU色彩控制LED照明系统将使人们能够用不同的眼光看世界

在大趋势下，led指日可待用于通用照明。LED一般照明有很多优点，比如寿命长，效率高。LED技术也面临着一些挑战。挑战之一是如何产生高质量的白光。LED其组成包含蓝光LED一种荧光粉，可以将光输出转移到光谱的其他波段。许多白光LED不能产生高显色指数（Color Rendering Index，CRI），该参数用于衡量光源真实再现颜色的能力。

混合两种或两种以上的颜色LED光可以获得更高质量的白光系统。在这些多色系统中，每个色源的光输出会随着时间和温度而漂移。光传感器和小型单片机 （MCU）维持特定颜色和相关颜色（CorrELated Color Temperature，CCT）。本文将进一步了解传感器的需要MCU资源和软件。

目前，市场上有许多经济实惠的小型光传感器，它们可以转向MCU提供处理信息。典型地说，传感器有一些可选的颜色过滤器来测量红光、绿光、蓝光或白光 (无过滤器)。光传感器输出接口可以通过一系列方法和MCU连接（ADC）连接。光传感器提供变频输出，输出频率与光量成正比。这些传感器的脉冲输出可以是MCU累积定时器，以确定光照级别。光转数字传感器通常具有串行数字接口，例如I2C。每种类 传感器接口具有独特的优点，需要不同的MCU资源。1.系统框给出了各种各样的信息MCU外设，颜色可调LED照明设计非常有用。

在完整的闭环色彩控制系统中，MCU必须读取光传感器的颜色成分，校准光传感器的输出，并通过调整每个LED输出驱动器以获得所需的颜色。LED需要恒流驱动器来维持光传输 一致性。这可以通过包括线性和开关模式解决方案在内的各种驱动技术来实现。最终选择取决于效率要求、输入电压范围和使用LED数量等因素。

不同的方法可以控制驱动器输出。MCU可通过数模转换器使用（DAC）或者数字电位计产生模拟参考电压。参考电压可使驱动器输出在零到最大电流 之间变化。MCU还可以提供用于调制驱动输出PWM信号。PWM信号可用于使能/禁止驱动本身或控制LED断开驱动器输出的开关。 使用PWM控制，则选择的PWM频率要足够高，这样人眼才能察觉不到任何闪烁。

设计师必须确定颜色控制系统所需的控制分辨率，以便选择相应的外设MCU。光转电压传感器，MCU上ADC测量分辨率很重要。光转频率传感器需要通过外部时钟增加MCU时基。光转数字传感器需要外设串行通信接口。

带多个PWM外设的MCU可用于控制每一个LED驱动器。在高分辨率色彩控制系统中，控制分辨率16位或更高的首选PWM外设。串行通信外设(如UART、SPI、I2C、LIN和USB等)支持输入/输出控制和显示功能。

对于色彩控制系统，PIC24FJ16GA002(见2)等MCU设备是最好的选择。PIC24装置小尺寸封装28引脚，程序存储范围为 16 至64 KB，并在单个设备中提供串行通信接口，10位ADC和5个PWM通道。16位MCU与传感器校准和颜色控制相关的算术操作可以很容易地处理内核。

传感器数据输出必须根据参考电压进行校准，以提供一致的结果。不同颜色的校准过程使用色度计LED标准色度坐标系中的输出、光谱响应和光传感器灵敏度 进行数学关联。校准过程将生成一个系数矩阵，它必须存储在非易失性存储器中，并在控制系统的每个控制中确定相关性和所需输出之间的差异。

校准完成后，MCU传感器数据可以与理想相结合CIE(国际照明委员会)比较色度坐标，调整输出通道，直到理想为止CCT到目前为止。每个输出通道 的PID控制算法使用校准值调整传感器数据，以获得与目标设置点的差异，然后调整输出通道。为减少误差，PID直到输出CCT与设置点CCT 匹配为止。PID微调系数，以最大程度优化系统响应，但PID算法收敛到目标CCT的快慢也是MCU处理算术操作效率的函数。一些颜色控制系统 处理速度和响应速度快的处理速度和响应速度。例如，通用照明系统的要求比HDTV局部调光系统低。

光源可调或高 CRI该系统有一系列用户控制要求。LCD显示屏上的医疗设备可能是可调的LED背光(需要MCU通过SPI与LCD通信)和调整 CCT触摸屏界面的亮度。商用显示设备的一般照明可能需要由中央面板或计算机控制，以自动调整亮度，CCT和开/关。这些设置 硬连线串行总线协议可用于备用通信(例如DALI或DMX512）实现，其他设备可能需要使用USB或以太网实现的自定义接口。已完成的 在建筑物中，通过无线通信和协议可能无法安装硬连接基础设施(如ZigBee）控制。对于此类照明应用，外设灵活MCU是实现通信和用 户界面的理想选择。

最大限度地提高能效和平均寿命。MCU色彩控制LED照明系统将使人们能够同的眼光看世界。以及最大程度提高能效和平均寿命。MCU色彩控制LED照明系统将使人们能够用不同的眼光看世界。