本實用新型涉及LED調(diào)頻技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高精度的LED調(diào)頻系統(tǒng)及LED調(diào)頻燈。

背景技術(shù)：

LED燈是采用發(fā)光二極管(Light Emitting Diode)作為光源的一種燈具，因其發(fā)光效率高、節(jié)能省電、抗震性能好等優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于各種場景中。目前市場上的LED燈通?？煞譃榻涣骱椭绷鞴╇妰煞N方式，由于交流電具有一定的頻率，所以交流供電的LED燈在正常情況下以供電交流相同的頻率發(fā)光，但交流供電方式有兩個主要問題，一是交流電經(jīng)過調(diào)制電路變壓和整流后仍會有其固有頻率，這個固有頻率會對頻閃信號頻率產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致LED實際閃爍的頻率并不穩(wěn)定和準(zhǔn)確；二是沒有內(nèi)部電池，不能脫離外接電源使用。

而現(xiàn)有的可調(diào)頻率LED燈的調(diào)頻控制方式為開環(huán)控制結(jié)構(gòu)，也就是說調(diào)頻控制只負責(zé)輸出頻率，而不對輸出頻率進行測量和反饋，所以調(diào)頻精度不能保證。

此外，專利號為ZL201410445221提供的中國專利《一種LED自動同步頻閃裝置及其控制方法》中的頻閃信號是由外部旋鈕觸發(fā)的，這種方式有兩個主要問題，一是需要按鈕或旋鈕持續(xù)動作LED才能持續(xù)閃爍，影響裝置使用壽命，二是外部信號精度不易控制，不利于穩(wěn)定持續(xù)的頻閃輸出。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種高精度的LED調(diào)頻系統(tǒng)及LED調(diào)頻燈，解決了采用帶反饋的光敏傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器與單片機主控單元的閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)來精確調(diào)整閃光頻率的技術(shù)問題。

為解決以上技術(shù)問題，本實用新型提供一種高精度的LED調(diào)頻系統(tǒng)，設(shè)有LED發(fā)光單元，所述LED發(fā)光單元連接開關(guān)切換單元和充電控制單元，還設(shè)有單片機主控單元，所述單片機主控單元連接所述開關(guān)切換單元、充電控制單元、頻率調(diào)節(jié)單元、光敏傳感單元、顯示單元；

所述開關(guān)切換單元設(shè)置有開關(guān)組件，通過所述開關(guān)組件的開關(guān)狀態(tài)組合控制所述LED發(fā)光單元接通、斷開、重啟，并向所述單片機主控單元發(fā)出顯示開關(guān)控制信號；

所述頻率調(diào)節(jié)單元用于產(chǎn)生頻率調(diào)節(jié)信號，設(shè)置目標(biāo)發(fā)光頻率值；

所述光敏傳感單元用于測量所述LED發(fā)光單元的實際發(fā)光頻率值；

所述單片機主控單元用于根據(jù)所述實際發(fā)光頻率值與目標(biāo)發(fā)光頻率值的偏差，采用控制算法將LED發(fā)光單元的實際發(fā)光頻率值調(diào)整為達到目標(biāo)發(fā)光頻率值；

所述單片機主控單元還用于根據(jù)接收的所述顯示開關(guān)控制信號控制所述顯示單元顯示目標(biāo)發(fā)光頻率值和實際發(fā)光頻率值。

進一步地，所述LED發(fā)光單元設(shè)有LED光源；所述開關(guān)切換單元的開關(guān)組件包括至少一個開關(guān)按鈕。

進一步地，所述充電控制單元設(shè)有可充電電池及連接于所述可充電電池正負極兩端和所述單片機主控單元的電池充電器。

進一步地，所述頻率調(diào)節(jié)單元設(shè)有調(diào)節(jié)旋鈕及連接于所述調(diào)節(jié)旋鈕與所述單片機主控單元之間的旋轉(zhuǎn)編碼器；通過旋轉(zhuǎn)所述調(diào)節(jié)旋鈕改變所述旋轉(zhuǎn)編碼器的編碼值設(shè)置不同的所述目標(biāo)發(fā)光頻率值。

進一步地，所述單片機主控單元設(shè)有微控制器和內(nèi)部時鐘，所述內(nèi)部時鐘控制所述目標(biāo)發(fā)光頻率值、實際發(fā)光頻率值的頻率觸發(fā)。

進一步地，所述光敏傳感單元設(shè)有光敏傳感器，所述光敏傳感器采集所述 LED光源的光照強度，根據(jù)所述光照強度的照射時間間隔或熄滅時間間隔，得到所述實際發(fā)光頻率值。

進一步地，所述顯示單元設(shè)有LCD顯示屏，還用于顯示所述單片機主控單元發(fā)出的電池實時電量信息及電池實時溫度信息。

本實用新型還提供一種高精度的LED調(diào)頻燈，設(shè)有LED套架、底座以及連接所述底座與LED套架的支架；所述底座、支架及LED套架內(nèi)部裝配有PCB 板；所述PCB板上設(shè)有LED發(fā)光單元、單片機主控單元、光敏傳感單元、頻率調(diào)節(jié)單元、充電控制單元、顯示單元和開關(guān)切換單元。

更進一步地，所述支架為可變形支架；所述LED套架表面上設(shè)有嵌合所述 LED發(fā)光單元的LED光源的LED開孔；所述底座表面上設(shè)有嵌合所述充電控制單元的交流充電器的電線開孔、嵌合所述光敏傳感單元的光敏傳感器的傳感器開孔、嵌合所述開關(guān)切換單元的開關(guān)按鈕的按鈕開孔、嵌合所述頻率調(diào)節(jié)單元的調(diào)節(jié)旋鈕的旋鈕開孔、嵌合所述顯示單元的LCD顯示屏的LCD開孔。

本實用新型提供的一種高精度的LED調(diào)頻系統(tǒng)及LED調(diào)頻燈，通過帶反饋的光敏傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器與單片機主控單元的閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)，通過單片機主控單元的控制算法使得實際產(chǎn)生的閃光頻率精確而穩(wěn)定；采用交流充電、直流供電的供電方式，提供給閃光頻率穩(wěn)定電源的前提下，使得裝置更環(huán)保便捷，能夠脫離外接電源而單獨運行，實用性更廣；通過按鈕和旋鈕來進行裝置的開關(guān)控制和頻率調(diào)節(jié)，并通過顯示單元顯示系統(tǒng)及裝置的運行狀態(tài)，既符合人性化的設(shè)計又保證了信息的公開性與有效性，具有廣大的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的一種高精度的LED調(diào)頻系統(tǒng)的系統(tǒng)模塊圖；

圖2是本實用新型實施例提供的一種高精度的LED調(diào)頻系統(tǒng)的電路原理簡圖；

圖3是本實用新型實施例提供的一種高精度的LED調(diào)頻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。以下元器件僅為較佳實施例，不構(gòu)成對本實用新型保護范圍的限制。

參見圖1，是本實用新型實施例提供的一種高精度的LED調(diào)頻系統(tǒng)的系統(tǒng)模塊圖。在本實施例中，所述的一種高精度的LED調(diào)頻系統(tǒng)，設(shè)有LED發(fā)光單元10，所述LED發(fā)光單元10連接開關(guān)切換單元20和充電控制單元30，還設(shè)有單片機主控單元40，所述單片機主控單元40連接所述開關(guān)切換單元20、充電控制單元30、頻率調(diào)節(jié)單元50、光敏傳感單元60、顯示單元70；

所述開關(guān)切換單元20設(shè)置有開關(guān)組件，所述開關(guān)組件包括至少一個開關(guān)按鈕；通過所述開關(guān)按鈕的開關(guān)狀態(tài)組合控制所述LED發(fā)光單元10電源的接通、斷開、重啟，并向所述單片機主控單元40發(fā)出顯示開關(guān)控制信號；

所述頻率調(diào)節(jié)單元50用于產(chǎn)生頻率調(diào)節(jié)信號，設(shè)置目標(biāo)發(fā)光頻率值K；

所述光敏傳感單元60用于測量所述LED發(fā)光單元10的實際發(fā)光頻率值 K’；

所述單片機主控單元40用于根據(jù)所述實際發(fā)光頻率值K’與目標(biāo)發(fā)光頻率值K的偏差，采用控制算法將LED發(fā)光單元10的實際發(fā)光頻率值K’調(diào)整為達到目標(biāo)發(fā)光頻率值K；

所述單片機主控單元40還用于根據(jù)接收的所述顯示開關(guān)控制信號控制所述顯示單元70顯示目標(biāo)發(fā)光頻率值K和實際發(fā)光頻率值K’。

參見圖2，是本實用新型實施例提供的一種高精度的LED調(diào)頻系統(tǒng)的電路原理簡圖。在本實施例中，所述LED發(fā)光單元10主要設(shè)有LED光源11，可根據(jù)用戶需求設(shè)有不同數(shù)量及不同顏色的用于不同用途的LED；所述開關(guān)切換單元20的開關(guān)組件包括至少一個開關(guān)按鈕21，比如，在只設(shè)置一個開關(guān)按鈕21 的情況下，短按所述開關(guān)按鈕21進行LED發(fā)光單元10的聯(lián)通與斷開，長按開關(guān)按鈕21可強制單片機主控單元40重新啟動，雙擊開關(guān)按鈕21可切換顯示單元70顯示不同的內(nèi)容。上述功能也可以通過設(shè)置多個開關(guān)按鈕21來實現(xiàn)。

所述充電控制單元30設(shè)有可充電電池31及連接于所述可充電電池31正負極兩端和所述單片機主控單元40的電池充電器32；如此，采用交流充電、直流供電的供電方式，提供給閃光頻率穩(wěn)定電源的前提下，使得運用該系統(tǒng)的裝置更環(huán)保便捷，能夠脫離外接電源而單獨運行，實用性更廣?？沙潆婋姵?1可由所述單片機主控單元40控制交流充電器26進行智能充電，在電池電量低于某個程度時(比如低于20％)開始充電，當(dāng)負載電壓低于浮充電壓時，所述51單片機控制所述電池充電器32輸出為恒流充電，當(dāng)負載電壓達到浮充電壓時自動切換到恒壓充電，電量充滿后停止充電，并可在充電過程中實時監(jiān)控電池電量和溫度；所述可充電電池31除了為所述LED光源11供電外還為單片機主控單元40供電，當(dāng)沒有外接交流電時也可保證LED燈正常運行足夠長時間。

根據(jù)不同的客戶群體或?qū)嵱脠鼍?，可設(shè)置所述可充電電池31為不同的容量大小的充電電池，在某些極端環(huán)境下，也可以設(shè)置該可充電電池31為太陽能電池，通過增加太陽能集電板撤掉原先的電池充電器32以及更改適當(dāng)電路便能夠?qū)崿F(xiàn)。

在本實施例中，所述頻率調(diào)節(jié)單元50設(shè)有調(diào)節(jié)旋鈕51及連接于所述調(diào)節(jié)旋鈕51與所述單片機主控單元40之間的旋轉(zhuǎn)編碼器52；通過旋轉(zhuǎn)所述調(diào)節(jié)旋鈕51改變所述旋轉(zhuǎn)編碼器52的編碼值設(shè)置不同的所述目標(biāo)發(fā)光頻率值K；所述單片機主控單元40設(shè)有微控制器41，優(yōu)選地可采用51單片機，還設(shè)有內(nèi)部時鐘411，所述內(nèi)部時鐘411控制所述目標(biāo)發(fā)光頻率值K、實際發(fā)光頻率值K’的頻率觸發(fā)；所述光敏傳感單元60設(shè)有光敏傳感器61，所述光敏傳感器61采集所述LED光源11的光照強度，根據(jù)所述光照強度的照射時間間隔或熄滅時間間隔，得到所述實際發(fā)光頻率值K’。

即是上述調(diào)節(jié)旋鈕51的頻率調(diào)節(jié)范圍可設(shè)置為0.01～1000Hz，所述微控制器41接收所述旋轉(zhuǎn)編碼器52的編碼轉(zhuǎn)換成目標(biāo)發(fā)光頻率值K，然后按照T＝1/2K 的方式計算所述LED光源11點亮和熄滅的持續(xù)時間，通過所述內(nèi)部時鐘411 的定時功能控制所述LED光源11供電電路上的開關(guān)按鈕21部分的通斷，在一個T+t時間的連通狀態(tài)后，跟隨一個T+t時間的斷開狀態(tài)，其中t為微調(diào)時間，微調(diào)時間t的計算首先根據(jù)光敏傳感器61測量的實際發(fā)光頻率值K’和目標(biāo)發(fā)光頻率值K的偏差計算得到的時間偏差e，然后根據(jù)控制算法(比如PID增量型控制算法)計算微調(diào)時間t:

t(k)＝q0e(k)+q1e(k-1)+q2e(k-2)

其中t(k)為第k次測量時的微調(diào)時間，e(k)、e(k-1)、e(k-2)分別為第k次、第k-1次、第k-2次測量時的時間偏差，q0、q1、q2為比例微分積分算法系數(shù)。

通過上述帶反饋的光敏傳感器61、旋轉(zhuǎn)編碼器52與單片機主控單元40的閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)能夠精確調(diào)整LED光源11的發(fā)光頻率，使得LED光源11以準(zhǔn)確穩(wěn)定地以目標(biāo)發(fā)光頻率值KK進行閃爍發(fā)光。

在本實施例中，所述顯示單元70設(shè)有LCD顯示屏71，除了顯示上述的目標(biāo)發(fā)光頻率值K及實際發(fā)光頻率值K’外，還用于顯示所述單片機主控單元40 發(fā)出的電池實時電量信息及電池實時溫度信息，便于用戶及時獲取相關(guān)信息，既符合人性化的設(shè)計又保證了信息的公開性與有效性，具有廣大的應(yīng)用前景。所述LCD顯示屏71可選用LCD1602點陣式液晶顯示屏，可以顯示兩行，每行 16個字符，屏幕大小及顯示范圍基本可以滿足顯示需求。

參見圖3，是本實用新型實施例提供的一種高精度的LED調(diào)頻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中，本實用新型提供一種高精度的LED調(diào)頻燈，設(shè)有LED 套架1、底座2以及連接所述底座2與LED套架1的支架3；所述底座2、支架 3及LED套架1內(nèi)部裝配有PCB板4；所述PCB板4上設(shè)有與上述的一種高精度的LED調(diào)頻系統(tǒng)對應(yīng)的所述LED發(fā)光單元10、單片機主控單元40、光敏傳感單元60、頻率調(diào)節(jié)單元50、充電控制單元30、顯示單元70和開關(guān)切換單元 20。

其中，所述支架3為可變形支架，所述LED套架1表面上設(shè)有嵌合所述LED 發(fā)光單元10的LED光源11的LED開孔5；所述底座2表面上設(shè)有嵌合所述充電控制單元30的電池充電器32的電線開孔6、嵌合所述光敏傳感單元60的光敏傳感器61的傳感器開孔7、嵌合所述開關(guān)切換單元20的開關(guān)按鈕21的按鈕開孔8、嵌合所述頻率調(diào)節(jié)單元50的調(diào)節(jié)旋鈕51的旋鈕開孔9、嵌合所述顯示單元70的LCD顯示屏71的LCD開孔100。

如此，用戶通過只需操作電池充電器32、所述按鈕及調(diào)節(jié)旋鈕51便可實現(xiàn)用戶自設(shè)定的目標(biāo)發(fā)光頻率值K的高精度自動調(diào)節(jié)。

以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。