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手机蓝牙遥控大功率的调光调色的LED灯的规划

本文介绍了一种通过手机蓝牙遥控大功率的可调光调色照明LED的软、硬件设计。手机蓝牙作为客户端,与单片机控制板的蓝牙模块HC-06通信,产生四路可调占

1.导言

跟着,2012年10月30日飞利浦在AppleStore出售最新的高科技Hue系列LED灯,而且只会交由苹果出售。Hue系列将是彻底可有自界说的,而且经过一个灯泡内红蓝绿三原色的LED能够混合出1600万种色彩的灯火。整个进程彻底由iPhone上的App来进行操控。然后引发了智能灯控开展的新考虑,国内相关人士也纷繁进行研讨。考虑到Hue是选用WiFi无线操控,而国内WiFi并未遍及,本研讨选用更遍及的蓝牙技能,选用手机蓝牙与单片机通讯产生可调占空比PWM波信号操控LED驱动电路完成LED的调光和DIY调色。

2.脉冲宽制(PWM)调光技能

PWM调光是一种运用简略的数字脉冲,重复开关LED驱动器的调光技能。运用者的体系只需要供给宽、窄不同的数字式脉冲,即可简略地完成改动输出电流,然后调理LED的亮度。PWM调光的长处在于调光规模大,只需带宽满足,任何模仿值都能够运用PWM进行编码,PWM调光能够在准确操控LED的亮度的一起,也确保LED发光的色度。

2.1 脉冲宽制(PWM)调光原理

运用人眼睛视觉慵懒,按固定频率操作占空比完成LED亮度调理,只需调光比即PWM波频率大于200Hz人眼就不会感觉到LED的闪耀。详细调光完成,经过操控LED的亮灭时刻,然后操控LED亮度,从电力学来看便是操控必定周期内电流的有用值。这种办法在改动电流有用值巨细的一起不改动电压和电流的巨细,这样就确保了LED的发光色度,这是模仿调光和可控硅调光无法完成的。

2.2 占空比

占空比是指高电平在一个周期之内所占的时刻比率。方波的占空比为50%,占空比为0.5,阐明正电平所占时刻为0.5个周期。

Ts为脉冲周期

Tw为脉冲宽度

占空比τ=Tw/Ts×100.

占空比的解说能够概括为如下几种:

1)在一串抱负的脉冲序列中(如方波),正脉冲的持续时刻与脉冲总周期的比值。

2)在一段接连作业时刻内脉冲占用的时刻与总时刻的比值。

3)在周期型的现象中,现象产生的时刻与总时刻的比。

也便是电路开释能量的有用时刻与总开释时刻的比。

2.3 调光比

调光比则是按下面的办法核算:

Foper=作业频率

Fpwm=调光频率

调光比率=Foper/Fpwm

其实也便是调光的最低有用占空比,比方Foper=100khz;Fpwm=200Hz,则调光比为:

100k/200=500.

3.蓝牙模块组成

3.1 蓝牙技能根底

蓝牙的创始人是瑞典爱立信公司,蓝牙技能是一种无线数据与语音通讯的敞开性全球规范,它以低成本的近间隔无线衔接为根底,为固定与移动设备通讯环境树立一个特别衔接。手机之间经过蓝牙完成数据同享已成为常理,将手机变身为遥控器为人们的日子带来无限便利。[1]

蓝牙技能由三部分组成,包括蓝牙无线电技能、蓝牙协议栈和蓝牙互操作性。

3.1.1 蓝牙无线电技能

蓝牙无线电作业在全球通用的2 . 4 G H zISM(即工业、科学、医学)频段,支撑全双工传输,运用IEEE802.15协议。蓝牙设备即连即用,抗搅扰才能强、运用便利[2]

3.1.2 蓝牙协议栈

蓝牙协议栈包括一个软件栈和一个硬件栈。蓝牙硬件协议栈由蓝牙硬件供给,蓝牙软件协议栈由软件完成。蓝牙软件协议栈供给Java蓝牙API给程序敞开人员运用。

3.1.3 蓝牙互操作性

蓝牙互操作性包括三方面内容:①通用拜访Profile界说了设备管理功能性;②服务发现运用Profiles界说了服务发现方面的内容;③串口Profiles界说了互操作设备和模仿串口电缆的才能3.2 HC-O6蓝牙模块

BC04外置8M Flash,带EDR模块HC-06为民用级,兼容HC-04工业级。其间,HC-06模块的TX管脚跟STC15F204EA单片机的P3.0管脚相接,RX管脚跟P3.1接。HC-06模块接纳手机端发来的数据,然后在经过串口TR,TX管脚与单片机通讯。

蓝牙2.0带EDR,2Mbps-3Mbps调准则,内置2.4GHz天线,外置8Mbit FLASH,低电压3.3V作业(3.1V~4.2V)配对时30~40MA动摇,配对完毕通讯8MA,可选PIO操控规范HCI端口(UART or USB),数字2.4GHz无线收发射,CSR BC04蓝牙芯片技能,自适应跳频技能,蓝牙Class 2功率等级,作业温度为-25至+75,协波搅扰为2.4MHz,发射功率3dBm,有用操控间隔为10m.

4.手机APP规划

4.1 蓝牙衔接相关程序规划

首要,初始化本地蓝牙设备,树立LocalDevice类,包括取得本地设备实例、蓝牙称号、设置发现形式、取得发现署理。创立public int BTS_Init()类函数,完成蓝牙初始化判别,寻觅默许蓝牙设备,翻开蓝牙。

发动蓝牙设备查找,创立public voidBTS_StartScan()类函数,开端寻觅从机蓝牙设备,注册搜索函数,创立public int BTS_ConnectToDevice(String DeviceAddress)类函数,完成衔接到一个指定的蓝牙设备。

创立public int BTS_SendDates(Stringbuffer)类函数完成字符串发送到已衔接好的蓝牙设备上,创立public int BTS_Finish()类函数完毕蓝牙通讯,最终创立接纳ACTION_FOUND播送的BroadcastReceiver privatefinal BroadcastReceiver mReceiver=newBroadcastReceiver()。

4.2 操控信号相关程序规划

首要创立一个用于操控信号的类publicclass PwmcontrolActivity extends Activity{},里边包括创立界面的类函数public voidonCreate(BundlesavedIn stan ceState){},发送操控信号类函数public void onStop TrackingTouch(SeekBar seekBar){}.

创立类class InitThread extends Thread{},完成资源加载线程,里边创立用于四路信号之间转化的public InitThread(PwmcontrolActivity act){}类函数,完成与蓝牙程序接口的public void run()线程体,用于软件退出的类函数public booleanonKeyDown(int keyCo de,KeyEvent event)。

5.单片机操控信号规划

5.1 硬件电路规划

体系框图如图1所示,本硬件电路选用STC15F204EA单片机为主控器,CH-06蓝牙模块的TXD与单片机11管脚P3.0衔接,RXD与P3.1相连,完成蓝牙串口通讯衔接,从P1.0,P1.1,P1.2,P1.3四个口输出四路可调占空比的PWM信号,选用一个L298芯片将单片机操控信号和LED电源驱动阻隔,避免了单片机带负载才能弱的缺陷,以完成驱动大功率LED.

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