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采用LED模拟调光的机器视觉辨认系统电路设计指南_星空体育网站

因为发光二级管手艺的不竭成长,正慢慢地利用在旌旗灯号、显示、照明和机械视觉识别等各类范畴。而经常使用的LED亮度节制体例首要是摹拟调光和数字调光(PWM)。  比起现有的摹拟调光,数字调光能获得一个更高的调光比和电流精度,利用更加普遍。在通俗照明中,PWM调光的开关频次一般在几百到几千赫兹之间,能够有用的避免人眼可见的闪灼。但在机械视觉识别和工业查验等范畴,因为利用的高速摄像机和传感器响应速度速度比人眼快良多,是以在这些范畴利用PWM调光必需增添开关频次到几十千乃至更高,实现较为复杂,而摹拟调光却没有这方面的问题。  本文经由过程可变降压和线性调光的两级电路实现了高效、正确、高动态规模的摹拟调光输出,并利用TI的C2430 芯片来实现输出亮度调理和无线节制的功能,特殊合适用在上述的机械视觉识别等高响应速度的利用场所。  高动态规模摹拟调光电路  常见的LED恒流电路有以下两种: 线性恒流电路和开关恒流电路。线性恒流电路经由过程监控采样电阻上的电压,动态地调理三极管的导通水平,节制电流,并将输入电压高在LED串电压的部门承当。而开关恒流电路则在其分歧拓扑布局下,调理开关导通的占空比来调理输出,一样获得恒流的结果。比拟而言,假如输入电压和灯串电压不同较年夜时,在年夜电流下线性电路三极管的压降会形成较年夜的功率消耗,致使较低的效力。  具体电路设想  现有的开关电源节制芯片也有供给摹拟调光功能,可是调光比都很小,一般在几十摆布,是作为PWM调光的一个弥补,这个调光比和前述机械视觉识别的要求差距较年夜。针对上述环境,本文从头对线性恒流电路进行了改良,在这部门电路前增添了可变降压电路,用在婚配输入电压和LED灯串电压,提高效力;同时利用高精度的D/A来节制电流输出,获得一个较高的摹拟调光比。全部电路系统布局如图3,在AC/DC电源的输出总线上能够挂载多在一路的可调恒流电路,经由过程ZigBee模块进行输出电流节制,包管每路输出的电流正确,可调。  电路阐发:可变降压电路的输入利用AC/DC电源供给的48V总线,这部门电路按照后接的LED颗数几多和输出电流巨细,动态调理输出,使其输出电压和LED灯串电压的差额连结较小的程度,从而减小年夜电流下三极管的消耗。这里利用LM5010降压芯片来搭建可变降压电路,LM5010是一个恒定导通时候的Buck节制芯片。R1和R2构成电压反馈电路,将输出电压进行分压后输入至FB脚上。每当FB脚上电压低在2.5V时,芯片内部的开关会固定的导通一段时候,导通时候与输入电压和Ron相关,以后开关会关断265ns或直至FB脚上电压降落到2.5V以下。  电路经由过程(R1+R2)/R2·VFB来设定最年夜输出电压。另外一方面,为了下降在三极管的功率消耗,我们同时监测收集三极管和采样电阻的压降和,并利用LM358进行正向放年夜后经由过程D2输入到FB脚上。是以在三极管和采样电阻上的压降总和就不会年夜在Vdrop=(VFB+VD2)×R3/(R3+R4)。是以当LED灯串上的电压小在LM5010的最年夜输出电压时,过剩的电压就会由三极管和采样电阻承当,当这个电压颠末放年夜后年夜在FB脚的阈值时,LM5010 耽误开关关断时候,使输出电压降落,是以终究的Vout=Vled+Vdrop。从而在LED颗数比设想值少或在对LED进行调光时,前端输出的电压可以或许更公道的婚配灯串电压。  图4中三极管的基极旁边的方块即是电流节制电路。电流首要是经由过程AnalogDevice的AD5611来节制,这是一款10位的数模转换芯片,利用基准电源的输出间接供电,上位机CC2430可使用SPI接口进行输出电压的编程。  芯片的输出和采样电阻上的电压别离接到LM358的5和6脚,运放作为开环放年夜器来利用。放年夜器将两个输入的误差进行放年夜来节制三极管导通水平,进而节制LED串的电流,并终究使开环输入的两个电压相等,此时知足下式:Rsen×ILED=VA/D·R6/(R5+R6)。电路中的R5和R6首要是将A/D转换器的输出电压进行分压,以便能利用更小的采样电阻,提高效力。斟酌到D/A芯片的位数和全体的精度,本文中的线性电流节制电路能做到500∶1的输出电流比。  针对LED利用在机械视觉识别等非凡场所,提出了一种基在ZibBee节制的高动态规模LED摹拟调光装配,一种异在高频PWM的调光方式。设想经由过程对原有线性电源的改良,增添了可变降压电路,提高了其工作效力。电路中同时利用了CC2430芯片实现电流节制和无线遥控的功能,共同着ZigBee无线网关即可实现长途调光节制。


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