摘要：为习惯LED照明个性化需求的不断改变，规划了依据手机蓝牙的无线LED调光器。体系选用低本钱的8位PIC单片机作为主操控器，以蓝牙模块作为无线收发模块，经过串口通讯衔接手机蓝牙模块和单片机。调光器中的蓝牙模块与手机蓝牙配对后，运用手机终端的APP调光软件来实时调理LED灯具的亮度、色彩或色温。
导言
LED光源作为一种新式的固体照明光源，具有发光功率高、能耗低、坚固耐用、寿命长、安全性好、环保性绿色光源等长处，是当时照明职业的一个研讨热门。而对LED进行调光操控能进一步有用地节能，大幅削减动力糟蹋。依据有线的LED调光操控体系，具有布线费事、增减设备需求从头布线、体系可扩展性差、体系装置和保护本钱高，以及移动功用差等缺陷。因而，选用无线通讯技能，是完成LED智能调光的抱负挑选。
近年来，近间隔无线通讯技能获得了迅猛的开展，干流技能包括红外技能、蓝牙(Bluetooth)、Wi—Fi和ZigBee技能等。其间，Wi-Fi的功耗大且设备要求高，而ZigBee开发难度大且本钱高。因而，关于一般的LED照明操控来讲，低功耗蓝牙技能一方面突破了功耗的瓶颈，另一方面广泛在iPhone、三星、HTC等智能手机中推行，愈加具有技能和本钱两方面的优势。本文将侧重评论依据手机蓝牙的LED无线调光技能。
1 体系简介及作业原理
整个调光体系的原理框图如图1所示。一部智能手机可一起与一组或多组LED灯具进行配对，由智能手机经过APP发送调光操控信号，嵌入在灯具里的蓝牙模块接纳操控信号，经单片机译码后就可操控LED光源的开关、明暗度和色彩等。在感触家居灯控便利快捷的一起，更能享用蓝牙技能在LED灯控运用上的智能与趣味。
2 硬件电路规划
2.1 MCU操控器
MCU选用STC89C52RC芯片，作业电压为5 V，具有8 KB Flash、512字节RAM、32位I/O口线、看门狗定时器、2个数据指针、3个16位定时器/计数器、一个7向量4级中止结构、全双工串行口、片内晶振及时钟电路、单片机与蓝牙模块经过串口进行衔接，选用Keil软件进行开发，出产HEX文件，然后经过STC软件将程序烧录到芯片傍边。
2.2 蓝牙模块
蓝牙模块挑选HC-06，能够完成蓝牙转串口功用，HC—06选用CSR干流蓝牙芯片，彻底兼容蓝牙V2.0协议规范，支撑SPP协议最高还可支撑3M调制形式。模块供电电压为3.3 V作业(3.1～4.2 V)，配对时在30～40 mA动摇，配对结束后通讯电流为8 mA，具有PIO0～PIO11、AIO0、AIO1、USB、PCM、UART及SPI接口，模块的波特率能够由用户运用“AT+指令集”进行设置，作业电流为40 mA，休眠电流1 mA，内置2.4 GHz天线，用户无需调试天线。
外置8 Mb Flash，谐波搅扰为2.4 MHz，发射功率为3 dBm，能够与蓝牙笔记本电脑、电脑加蓝牙适配器、PDA等设备进行无缝衔接，模块的有用传输间隔为10 m。蓝牙芯片上供给UART接口，经过4个引脚与单片机STC89C52RC相连。其间，1个引脚接3.3 V的作业电压，1个引脚接地，蓝牙模块上的TXD接到单片机上的P3.0口，RXD接到P3.1口，完成蓝牙模块与单片机之间的串行通讯。作业电压为3.3 V。
蓝牙模块也能够经过串口与PC机通讯，PC机能够经过AT指令对蓝牙模块的一些初始特点进行设置，如波特率、模块称号、配对暗码等。
2.3 LED驱动电路规划
驱动电路选用ONsemi公司出产的NCL30160作为主芯片，NCL30160集成了N沟道功率MOS场效应管的脉冲宽度调制的浮动式降压转换器，能够为LED光源供给精准的恒定电流输出，以驱动高功率发光二极管。该芯片支撑PWM调光，经过DC—DC电路将脉冲宽度调制信号转换为不同占空比的电流信号，完成LED的调光。依据NCL30160的典型LED驱动电路原理图如图2所示。
依据NCL30160的数据手册及输出要求，核算外围器材参数。体系选用5个1 W的LED串联，恒定电流为350 mA。
其间，ILED为LED灯串电流，由式(1)得到R1值，C5选用官方数据手册引荐的取值，电感L1及ROT由式(2)～(4)得到。式中，toff、ton、△I、RDS(on)，的取值参阅数据手册，VIN在此处取为24 V，DCRL为电感内阻，此处取为0。
3 软件规划
软件规划包括主程序规划、串口通讯程序规划、PWM调光程序规划和手机APP程序规划。
3.1 主程序规划
图3为主程序流程图，经过蓝牙模块与单片机互连，单片机经过串口接纳来自手机蓝牙模块的无线数据，经过单片机内部译码后产生对应占空比的PWM波形。主程序的效果便是依据手机终端的调光操控信号，实时产生适宜的PWM调光信号去调理LED光源的亮度。
3.2 PWM调光算法规划
定时器0选用中止的方法产生PWM波形，界说频率、占空比，而且将P1.0口设为输出端口。依据串口接纳到的数据对占空比以及频率进行调理。因为在手机软件中规划了4个操控按键，分别为“频率+”、“频率-”、“调光+”、“调光-”，当按下其间一个按键时，就会依据收到的相应数据对PWM波进行调理。
当按下“调光+”或许“调光-”时，PWM波的占空比就会产生改变，高电平占的份额越多，则LED照明灯越亮，反之则越暗。
当按下“频率+”或许“频率-”时，PWM波一个周期的PWM波长就会产生改变，在主函数main.c中界说了初始频率FREQ=4 000，反映在示波器上的周期是频率的倒数，因而频率越大，一个周期的PWM波长就越短。定时器0选用中止的方法产生PWM波形，为了便于调查，在程序中设定了频率为200～4000的规模，每次的调频起伏为20，这样就会十分明显地调查到PWM波在一个周期内的改变。PWM调光算法程序流程图如图4所示。
3.3 手机APP界面规划
本程序是依据Android2.1体系，所用开发工具为Eclipse集成开发环境。Eclipse是跨渠道的自在集成开发环境，开端首要用于Java言语开发，可是现在也有经过插件使其作为其他核算机言语(比方C++、Python和Android)的开发工具，在此开发环境下，开发软件十分便利。这款软件是依据RFCOMM蓝牙串口服务的传输软件，经过该软件完成蓝牙串口模块的通讯功用。
RFCOOM协议是依据欧洲电信规范协会ETSI07.10规程的串行线性仿真协议。此协议供给了RS-232操控和状况信号，作为一个简略的传输协议，其在两个不同设备上的运用程序之间确保一条完好的通讯途径，并在它们之间坚持一通讯段。
为了验证手机终端的APP程序功用，没有对软件界面做特别美化的规划，仅包括所用到的几个按钮，以完成预期的功用为最大方针。手机规划界面如图5所示。
首要翻开手机中的该软件，顺次挑选“翻开蓝牙”和“衔接设备”，找到对应的蓝牙模块称号，衔接正确后，蓝牙模块就会由闪耀状况变为停止状况，此刻手机表明与对应的蓝牙模块衔接成功。接下来，经过操作手机软件界面的按键，P1.0口的输出PWM波形会随按键的改变而产生相应的改变，然后完成对LED照明灯的无线操控。
当按下“调光+”或“调光-”时，示波器上的波形占空比就会产生相应的改变。所谓占空比，是指高电平在一个信号周期内所占的比重，比重越大，则占空比就越大，LED灯就越亮。
当按下“频率+”或“频率-”时，PWM波的占空比一直不产生改变，而PWM波频率会在一个信号周期内相应地变大或变小。
4 试验成果
试验电路如图6所示，由单片机操控电路、蓝牙模块、LED驱动电路和LED光源组成。LED光源选用5个1 W的LED串联，额定电流为350 mA。
测验开端前，先将手机终端与蓝牙模块完成配对，配对成功后，蓝牙模块上的灯就会由闪耀状况变为停止状况，图7为配对成功后手机APP的界面图。
接着，就能够接触手机上的调光按钮进行无线调光，如不断按“调光-”按钮时，经过示波器调查单片机输出的PWM波形，发现占空比也会跟着接触逐步变小，实践的LED灯的亮度逐步变暗。用万用表顺次测量了3组数据，输出电流的平均值顺次为240 mA、160 mA、50 mA，试验波形如图8所示。
结语
因为传统的照明体系具有布线费事、可扩展性差、节能功率低一级缺陷，本文选用手机Bluetooth技能，完成了对LED灯的无线调光操控。经过一段时间的测验，体系不只能够经过手机蓝牙操控LED灯具的开关，还能够调理LED灯的亮度和色彩，现已达到了预期的成果。该体系结构简略、本钱低，处理了传统机械开关运用不便利和传统灯具亮度不可调的问题，具有必定的实用价值。
