LED调光灯亮度控制

1、XXXXXX大学课程设计说明书题目：LED调光灯亮度控制院（系）：电子工程与自动化学院专业：自动化学生姓名：学号：指导教师：2011年07月06日光度是工业中非常关键的一项物理量，在农业，现代科学研究和各种高新技术的开发和研究中也是一个非常普遍和常用的测量参数。光度测量的原理主要是：将随光度变化而变化的物理参数，通过光传感器或光敏器件转变成电的或其他信号，传给处理电路。最后转换成光度数值显示出来或者通过光的亮度表现出来。目前最具发展前景的是灯光调节加入自动控制原理，通过制动控制系统，按照给定参数对对象的反馈信息进行调节，从而满足工农业生产的需要本文介绍了以处理芯片LM358P为核心器件的光亮度

2、控制系统。lm358p是档次非常高的双运算放大电路，稳定性极高，价格便宜，此芯片由二个独立的高增益运算放大器构成，该电路可在3v到32v的电源电压范围内单电源工作，也可以在双电源条件下独立工作，并具有内部频率补偿，该电路在家用电器上和工业自动化及电机一体化等领域中非常广泛的应用。关键字：LM358P自动控制光敏元件AbstractTheluminosityisindustryisoneofthekeyphysicalquantities,inagriculture,modernscientificresearchandallkindsofhighandnewtechnologydevelopm

3、entandresearchisalsoaverycommonandcommonmeasuringparameters.Theprincipleofthemeasurementismainlyluminosity:willbeonphotometricchangingphysicalparameters,throughthelightsensorintoelectricityorothersignalprocessingcircuit,to.Finallyconvertedintonumericaldisplayorthroughtheluminosityofthebrightnessofli

4、ghtshow.Atpresentthemostpromisingislightregulationtojointheautomaticcontroltheory,throughthebrakingcontrolsystem,accordingtoagivenparametersontheobjectontheadjustment,informationfeedbackandmeettheneedsoftheindustryandagricultureproductionThispaperintroducestheLM358Pprocessingchipforthecoredeviceofth

5、ebrightnessofthecontrolsystem.Lm358pisveryhighclassofdoubleoperationamplifiercircuit,highstability,pricecheap,thechipbytwoindependenthighprofitincreaseoperationalamplifier,thecircuitcanformin3vto32vpowersupplyvoltageofsinglepowerwithinthescopeofwork,alsocanbeindoublepowersupplycondition,andhastheind

6、ependentworkinginternallyfrequencycompensation,thiscircuitinhouseholdappliancesandindustrialautomationandmotorintegrationiswidelyusedinthefield.Keyword:LM358Pautomaticcontrolphotosensitivecomponents1 课程设计概述41.1 课程设计题目41.2 主要仪器设备42硬件设计52.1 PI调节部分52.2 光敏电阻反馈部分52.3 电路仿真部分62.3.1 LED调光灯亮度调节仿真图62.3.2 给定电压

7、的仿真部分62.3.3 反馈电压波形72.3.4 PI调节波形。73结果分析与结论83.1 反馈电压部分83.2 PI调节部分84总结85参考文献8附录一作品实物图9附录二电路原理图、PCB图10引言调光灯光亮度调节作为一项光工参数，在工业现场和过程控制中具有至关重要的作用。因而，各种以光敏作为传感器的温度变送器和数字光度计普遍使用。本文介绍一种光敏电阻和LM358附成光度采集和控制系统。1 课程设计概述1.1 课程设计题目LED调光灯亮度控制。设计LED线性驱动电路和光敏管进行亮度测量电路,再设计PI控制器来调节LED驱动电压，实现亮度的自动控制。要求：1、实现亮度可调；2、控制精度士1%(

8、±50mV);3、实现亮度闭环反馈控制。图1-1调光灯亮度控制系统基本组成1.2 主要仪器设备示波器(YB4328D)直流稳压电源(DF1731SC3A)1台数字万用表1块PC机1台测光敏感元件2硬件设计整个系统要实现pi调节，具体用积分电路实现，即以积分运放电路为核心,光敏电阻为反馈调节器件2.1 PI调节部分本设计选择的运放芯片是LN358P,其原理图如图2-1所示。该芯片的反相输入端接光敏电阻反馈，同相端接给定电压(给定亮度)。IN-:接光敏电阻反馈电压输入端IN+:接给定电压输入端OUT:接三极管8050的基极图2.1积分运放电路原理图2.2 光敏电阻反馈部分反馈仿真图如图2

9、.2。灯D1的亮度作用于光敏电阻L,光敏电阻阻值改变,使得图上的滑动变阻RV1分得的电压Ui改变，若(Ui-U)不为零(U为给定电压)，则判定为出现偏差，从而引起积分环节作用：U0=-1/RCf图2.2反馈部分仿真图(Ui-U)dt+U0(t0)图2.3为光敏电阻反馈原理图图2.3反馈部分电路原理图2.3 电路仿真部分2.3.1LED调光灯亮度调节仿真图图2.4系统电路仿真图2.3.2 给定电压的仿真部分。图为给定电压调高调低时候的电压波形变化图图2.5给定电压调节波形图2.3.3 反馈电压波形下图为当灯光亮度强的时候，反馈电压Ui变大，偏差(U-Ui)变小。当灯光亮度变弱的时候，反馈电压变小

10、，偏差变大图2.6光敏电阻调节反馈电压的波形图2.3.4 PI调节波形。此图的设定的给定电压是2.5V,当亮度增大的时候，反馈电压Uled(Uled此时大于2.5V)变大，从而根据U0=-1/RCf(Ui-U)dt+U0(t0)可知道当Uled>U时，UO变小。然后灯的亮度变弱，又通过闭环反馈调节，U0变大，灯又变亮，最终达到和给定电压一样图2.7PI调节波形图3结果分析与结论整个系统完成测试后，性能稳定，基本达到了预期的目标3.1 反馈电压部分反馈部分基本能实现闭环负反馈，局限于光敏电阻不是线性元件，反馈信号未能达到线性，算是美中不足3.2 PI调节部分积分电路能实现闭环系统功能，通过反馈信号能自行调节到给定电压，达到系统稳定，实现预期的目的4总结本次设计使我对工业参数的测量和控制方法和步骤以及应该避免的光度有了更深的认识。对实际经验的不足在设计过程中出现了不少的问题，得到了老师的耐