LED景观灯原理及控制.ppt

1、LED景观灯调研,主要针对护栏管、点光源、洗墙灯的控制系统,前言,随着经济发展,城市景观照明和建筑照明逐渐受到重视,城市景观照明的总体水平也有了较大的提高,从单纯追求亮起来到追求美起来,从一般性光源到融入高科技手段,照明的手法也日趋多样化,光纤、发光二极管(L ED) ,数控电子调光等先进技术大量使用,使我国城市的夜空越来越璀璨美丽起来。 景观灯系统主要由控制器和灯体通过导线组成，灯体的设计现在有很多模板，一般卖控制器的卖家都会提供PCB的图及元件清单，现在这方面的技术可以说就是控制器的设计，还有景观灯的布局和整体花样效果设计。我就以护栏管、点光源控制器方面来做一个调研。,目录,一.控制方式

2、二.市面上流行的控制方案 三.护栏管控制器分析 四.控制器的厂商介绍 五.展望,一.控制方式介绍,1.内控 内控就是大家所了解的不需要控制器与分控器的那种，直接接外电源（低压）就行，也就是程序写在灯管内置IC内， 对每一条灯管进行编号，按照编号进行有顺序的安装，才能达到整体同步效果，不能随意更改变化的时间和效果。动画效果与外控效果有很大的区别， 如图下：,内控的护栏管,内控通常大家说的变化没有灰度，没有流星效果的，因为他是单片机制作的，所以在控制方面，制作流星效果很难实现，但从有公司的内控也可以做灰度效果的。还可以出视频，与文字的，但从安装角度与控制的角度给销售服务带来很大的麻烦，如速度调动，

3、还有程序改变，都有很大的麻烦的。 2.外控 外控呢，就不一样了，它的控制原理，就是通过上位机软件把花样编好，转换成二进制的文件存在CF卡或SD卡等存储设备上，对于要传送时时数据的一般是通过电脑直接控制的。 一般外控，从实现的效果，控制比内控方便的很多。,外控的护栏管,外控的连线图,外控的还可以分为以下几个子类： （1）联机控制系统 （2） SD卡控制器 （3）单片机控制器 （4）DMX512解码控制器 下面就对这几种控制器进行简单的介绍。,二.市面上流行的控制方案,1.联机控制系统 【概述】 1、电脑联机控制器主要应用于LED护栏管等各类灯板组成的矩形屏、异型屏的视频显示、广告招牌的显示。 2

4、、可实现16-256级灰度的视频效果，输出视频画面逼真、色彩鲜艳、流畅自然。 3、通过USB线连接电脑，并可提供TTL信号输出或RS485信号输出，并可提供多种不同接口的具体方案。 4、用户可在LED屏幕上同步播放电脑屏幕上的任何格式的视频节目，或预先录制的录像节目进行播放，可在视频节目或录像中随意增加文字显示。,USB主控盒+两线护栏管,效果图,2. SD卡控制器 【概述】 1、以SD卡为载体的LED全彩灯光机控制器。可装于护栏管外壳内,就近控制灯管。 2、主要应用于楼宇轮廓、河堤、路桥等的全彩LED灯光图案的简易控制方案，亦可控制小型的图文屏。 3、客户可自行随意设计及增加图案效果。 4、

5、TTL电平两线输出或四线控制信号输出为主要应用，可选 2路RS485两线输出。 5、灵活的接线方案，可应用于各类不同的场合。,SD卡控制器,效果图,3.单片机控制器 此型控制器是为了小型工程应用而开发的一款高性能全彩控制器,采用大容量EPROM存储花样,最多可以跑10000步,采用全静态显示,亮度高,颜色饱满,每台图象柔和无闪烁,动画自然流畅,刷新频率高,可满足各种动画效果要求,每台控制器之间采用双重同步技术(电源同步和同步器同步),保证各台控制器之间的绝对同步, 以支持任意大的工程应用,配有专用LED动画设计软件支持动画设计,满足用户可以随时设计/编辑/更新动画.,连线图,效果图,4. DM

6、X512解码控制器 【概述】 1、DMX-512协议是国际通用的灯光调节及控制协议，广泛用于舞台灯光控制及城市亮化控制中。 2、加装解码功能的控制器遵从DMX512协议，能被标准的DMX512控制台控制。 3、占用9个连续通道，设定范围可从1到504。 4、通道地址自动记忆,支持99种图案模式。 5、兼容联机脱机控制。,连线图,2010上海世博英国馆,三.护栏管控制器分析,1 . 基于74HC595、DM134等系列芯片的控制器 如右图所示的是珠海雷特电子科技有限公司生产的型号为 LT-200 的LED的数码控制器。 LT-200可通用控制基于常用LED驱动芯片（不带单片机）如:74HC595

7、、MB5026、DM134、DM135、SC16722、ZQ9712等的LED灯具。 广泛控制如LED数码灯管、LED点光源、SMD追光软灯条等等的各种LED灯饰产品的追光效果。,现在市场上用的护栏管设计中用的最多的就是这个方案。但用74HC595和DM134系列的芯片又有点不同。下面对这两类芯片的异同点介绍一下： 相同点： （1）在输出通道上都是16个通道，所以设计段数相同的护栏管用的芯片数目是相同的。 （2）在控制时序上，由于MD134系列也是属于移位来控制通道的0和1的，所以控制的方法相同。 （3）芯片本身没有PWM的功能，要产生单个象素点灰度的效果只能用大量的数据一直传送给74HC59

8、5或DM134。 （4）芯片的级联能力都不强，在护栏管的设计中一般是在头尾各加一个74HC245芯片来防止护栏管管间级联的信号衰减。 不同点： 从驱动能力来讲，DM134系列支持590mA（以一外挂电阻调整）的恒流输出；而74HC595没有恒流输出，因此在设计管灯时要外挂三极管驱动，降低了产品的可靠性。 从价格上来讲，74HC595在0.11元之间，而DM134的价格在23元之间。,控制器设计上要解决的问题：花样的数据量很大，人工做的编花样的数据不太现实，在实际应用中都是在上位机上编好花样的flash，然后通过专门的转换软件转换成单片机直接能读的二进制数，在通过下载线下载到SD卡等存储芯片中。

9、 很多公司的做法是专门编写一套上位机软件，和控制器一起绑定销售。 2 . 基于LPD6803、D709等系列芯片的控制器 基于LPD6803、D709芯片的控制方案主要用在点光源和护栏管的控制上，由于6803芯片在点光源应用上接线简单、级联距离远、性价比高的优点，得到客户们的普遍认可。 下图是江门思域科技有限公司推出SD-3系列LED控制器：,【概述】 1、以SD卡为载体的简易型LED全彩灯光及视频脱机控制器。 2、主分控一体化。内置分控，产生2路或4路的控制信号输出，直接控制4线/5线LED护栏管或LPD6803点光源灯具，每路输出可控制1440点。 3、主要应用于小型管屏、点光源点阵屏或各

10、类楼宇亮化效果的控制。 4、支持各种扫描方式，包括静态、1/2扫、1/4扫、1/8扫以及思域1/3扫。 5、可自动或手动选择效果，可调速度。 6、支持DMX512协议，通过外接接口可外接DMX总控台。 7、可选加密功能。 8、附送专用的效果制作软件，用户可方便地录制任意的显示效果。,LPD6803和D709系列的芯片自带有PWM功能，而且其通讯协议和时序也相同，它们是直接把灰度值送给芯片，由芯片产生对应的PWM波来控制RGB灯来产生不同颜色不同灰度的效果，所以其控制器可以通用。其时序如下,（1）前32 位“0”为起始帧，后移入的数据为数据帧，起始帧和数据帧都是高位先移入，在Cin 上升沿时打入

11、； （2）距离输入最近的 LED 灯是第一个数据帧，其格式包含起始位“1”和RGB 三组5 位的灰度值； （3）在数据依次移入各点以后，再发对应点数的附加脉冲，新数据开始生效。,由图可知：一个点就16位数据，可想他的数据量有多大了，跟前面那类芯片类似，也需要专门的上位机软件编写花样载入到存储器，让单片机来读。 LPD6803支持三通道的恒流驱动和PWM灰度输出，而且其级联能力强，在距离不远的情况下可以直接相连。由于其是三通道的驱动，所以在点光源的应用上非常的广。 D70c系列的芯片和LPD6803的性能类似，只是他支持多通道，所以用在护栏管中比较多。 和前面遇到的问题一样，就是花样的数据编写问

12、题。,3 . 基于HL1712、HL1606系列芯片的控制器 以下是深圳市征极光兆科技有限公司无线幻彩控制器 规格/说明：无线射频幻彩控制器适合于HL1606输出直接驱动LED的应用场合；具有 128*128*128级灰度、长度设置功能和掉电记忆功能，内置多种模式可供选择。同时可通过射频遥控器进行各种动态灯光变化效果的调节。可应用于量化 工程、舞台布景、家居装饰等。,HL1606/ HL1712这个系列是专为护栏管研发的芯片，其电路是采用SPI总线控制的LED驱动集成电路。内置模式变化单元，配合速度控制位及锁存使能位，只须较少的数据就能实现LED的复杂模式变化。从而实现低成本单片机的增值应用。

13、应用范围包括，LED彩带、LED灯箱、LED广告屏、LED护栏管等LED装饰及照明工程。它通常只适用于外部编程控制器控制的护栏管等轮廓线类LED灯饰产品，而并不适合视频播放类的实时传送的方式和产品。 用这种芯片方案的特点： （1）实现花样的数据少，故可以没有上位机的转换软件配合，单片机编程人员就能直接编写； （2）不能对单个像素点随心所欲的控制，因为这个芯片已经内置了各种的变换模式，我们编花样就是把它内置的各种模式合理的整合起来。 各种模式如下：,芯片价格价格方面，HL1712是23元，它能控制4个像素点，级联能力也行。这种方案的研发成本低，但花样效果不能做的很绚烂，一般用在要求不高的场合。,

14、模式的效果图,四.控制器的厂商介绍,1.磊明科技 http:/www.lite- 案例：武汉光谷步行街球体 、上海外高桥大厦、重庆未来国际大厦 、河南曼哈顿、北京奥运会信息树、厦门圆博园月光环等。,2010上海世博中国馆,2.上海大峡谷光电科技有限公司 http:/www.strong- 案例：2010上海世博英国馆、 上海外滩亮化工程、上海和平饭店、2010上海世博中国馆,3. 银港数据系统有限公司 4.北京中庆微电子公司 5.江门市思域科技有限公司 6.深圳市景瑞德科技有限公司 7.深圳市征极光兆科技有限公司 8.上海欧切斯实业有限公司 9.珠海雷特电子科技有限公司 10.上海熙讯电子科技

15、公司 还有一些公司，这里就不一一例举了。,五.展望,LED已开始形成新兴产业，在发展过程中应特别注意艺术化、人性化和智能化的要求。 1. 因“景”制宜美化环境 2.提高产品一致性和可靠性 3.上下游配套产业需协同努力,中国科学院半导体所所长李晋闽：LED景观照明的目标是使景观照明与景观协调，因景制宜，因建筑特色制宜，达到美化环境的新水平。LED灯具设计的柔性化，要做到白天美化，夜幕下艺术亮化。 复旦大学教授方志烈：目前技术已渐趋成熟，景观照明中灯具的可 靠性仍是值得重视的问题，散热和防水是关键问题，应特别重视。 上海蓝宝光电材料公司总经理梁秉文： 将来市场的发展前景是提高景观亮化的设计水平，跳出简单的勾边、跑动的俗套，能够结合LED的优点，提供高质量、高品位的亮化工程和产品。 江苏稳润光电有限公司副总经理陈和生：LED应用在景观方面优势无可比拟