一種智能光源控制器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能光源控制器，包括主控模塊以及與所述主控模塊電路連接的LED驅動模塊和通信模塊、電源模塊、調試模塊、時鐘模塊、復位電路模塊以及外部觸發模塊，所述電源模塊用于為LED驅動模塊和主控模塊進行供電，所述時鐘模塊輸出4路高分辨率的PWM信號到LED驅動模塊中，實現對LED光源的數字化調光；所述通信模塊用于主控模塊與外部PC主機通訊連接；所述LED驅動模塊用于根據預置脈沖寬度對LED光源進行多種照明模式控制；所述的外部觸發模塊用于提供外部觸發模式的外部觸發源。本實用新型具有多種工作模式，能線性調節光源的亮度，減少了控制裝置的體積，而且調節精度高，實時性好，LED光源亮度穩定。
【專利說明】
一種智能光源控制器
技術領域
[0001] 本實用新型涉及光源控制技術領域，特別是一種智能照明硬件平臺及軟件控制系統，即光源控制器以及配套的光源控制系統。
【背景技術】
[0002] 隨著科技和工業技術的發展，基于計算機視覺的智能檢測系統得到廣泛的關注和應用，計算機視覺智能檢測中的照明關鍵技術對于視覺檢測系統也尤為重要。
[0003] 光源控制器主要是針對具體應用場合提供不同的照明亮度和照明方式，提高照明光源的品質，獲得高質量的圖像。現有的光源控制器的光線調節方式多為手動調節，手動模塊調節難以控制亮度的強弱，并且在運行過程中不能達到隨時根據環境變化進行調節，使用不便，實用性較差。即使是采用自動控制方式的也多是采用LED電流來進行亮度調節，在調節過程中會產生色偏現象，無法達到高精度需求。同時，所配套的系統實時性不能滿足需求，操作系統移植性差，運行中容易出現不穩定。
[0004] 針對上述照明系統存在的問題，為適應機器視覺高精度的發展需求，有必要開發出一種帶智能光源控制系統的光源控制器。
【實用新型內容】
[0005] 本實用新型的目的，就是為了克服現有的光源控制器技術存在的不足，提供一種以STM32F107VCT6為核心，通過USB、RS232、CAN和以太網與計算機連接，通過P麗恒流調光， 自帶外部觸發輸入的高精度調節的光源控制器。
[0006] 為了達到上述的功能，本實用新型采用的技術方案以下:
[0007] —種智能光源控制器，包括主控模塊以及與所述主控模塊電路連接的LED驅動模塊和通信模塊、電源模塊、調試模塊、時鐘模塊、復位電路模塊以及外部觸發模塊，所述電源模塊用于為LED驅動模塊和主控模塊進行供電，所述時鐘模塊輸出4路高分辨率的PWM信號到LED驅動模塊中，實現對LED光源的數字化調光;所述通信模塊用于主控模塊與外部PC主機通訊連接;所述LED驅動模塊用于根據預置脈沖寬度對LED光源進行多種照明模式控制； 所述的外部觸發模塊用于外部觸發信號的輸入，提供外部觸發模式的外部觸發源，所述主控模塊作為整個光源控制器的控制核心部分，主要通過即插即用和傳輸速度高的通信模塊完成與外部PC主機的通信、事物管理以及命令響應。
[0008] 進一步地，還包括與所述主控模塊電路連接的手動模塊，用于手動控制LED光源的
亮度。
[0009] 進一步地，所述LED驅動模塊采用電感式驅動、P麗恒流調光，其輸出端口配置4個 LED光源控制通道，實現常亮照明、頻閃照明和外部觸發三種照明模式。
[0010] 進一步地，所述時鐘模塊采用在PWM模式下的16位定時器。
[0〇11] 進一步地，所述主控模塊采用基于Cortex-M3內核的STM32F107VCT6微處理器。
[0012]進一步地，所述外部觸發模塊通過信號中斷時間控制器與嵌套向量中斷控制器與主控模塊相連。
[0013]進一步地，所述LED驅動模塊通過電感式驅動電路與主控模塊連接。
[〇〇14]進一步地，所述電源模塊安裝在LED光源的下側，采用24V電源輸入。
[〇〇15] 進一步地，所述通信模塊通過USB接口、RS232接口、CAN接口和Ethernet接口中的任一接口連接主控模塊和外部PC主機，提供USB、CAN、RS232和以太網四種連接方式。
[0016] 進一步地，復位電路模塊(9)提供手動和系統兩種復位方式;調試模塊包括JTAG和 SW兩種調試方式。
[0017] 相比現有技術，本實用新型通過預置脈沖寬度對LED光源進行多種照明模式控制， 有效控制LED的內部溫升，能夠線性調節光源亮度，控制精度高，并且實時性較高，運行穩定，能夠靈活適應機器視覺檢測系統在不同場合下的需要。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本實用新型實施例的模塊示意圖。
[〇〇19 ]圖2為LED驅動模塊內部功率驅動電路示意圖。
[0020] 圖中所示為:1-主控模塊;2-調試模塊;3-手動模塊;4-電源模塊;5-LED驅動模塊； 6-LED光源；7-外部觸發模塊;8-時鐘模塊;9-復位電路模塊；10-通信模塊；11-外部PC主機。
【具體實施方式】
[0021] 下面結合附圖對本實用新型作進一步闡述:
[0022] 如圖1所示的一種智能光源控制器，包含主控模塊1，調試模塊2,手動模塊3,電源模塊4，LED驅動模塊5，LED光源6，外部觸發模塊7，時鐘模塊8，復位電路模塊9以及連接外部 PC主機11的通信模塊10。
[〇〇23] 所述主控模塊1采用基于Cortex-M3內核的STM32F107VCT6微處理器，兩端分別與 LED驅動模塊5、通信模塊10連接，兩側與電源模塊4、調試模塊2、時鐘模塊8、復位電路模塊9 以及外部觸發模塊7和手動模塊3連接，主控模塊1作為整個光源控制器的控制核心部分，主要通過即插即用和傳輸速度高的USB接口完成與PC機的通信，事物管理以及命令響應。 [〇〇24] LED驅動模塊5采用電感式驅動、P麗恒流調光。輸出端口配置4個LED光源6控制通道。該模塊能夠實現常亮照明、頻閃照明和外部觸發等三種照明模式，前兩種照明模式由軟件和主控模塊1控制，第三種照明模式則由手動模塊3和外部觸發模塊7產生，經主控模塊1 處理后進行輸出。LED驅動模塊5分別與LED光源6、主控模塊1以及電源模塊4連接。所述手動模塊3能夠調節通道號和相應通道的亮度值，使其可應用于操作簡單或電磁干擾太強的場合。
[〇〇25]電源模塊4安裝在LED光源6的下側，采用24V電源輸入，為LED驅動模塊5和主控模塊1進行供電。
[0026]時鐘模塊8是工作在PWM模式下的16位定時器，輸出4路高分辨率的PWM信號到LED 驅動模塊5中，實現對LED光源6的數字化調光。時鐘模塊8與主控模塊1連接。
[〇〇27]所述復位電路模塊9和調試模塊2，復位電路模塊9與主控模塊1連接，調試模塊2與主控模塊1連接，復位電路模塊9提供手動和系統兩種復位方式;調試模塊包括JTAG和SW兩種調試方式。
[0028]所述外部觸發模塊7通過信號中斷時間控制器與嵌套向量中斷控制器與主控模塊 1相連。
[〇〇29]通信模塊10由主控模塊1發出指令控制，所述通信模塊10包括USB接口、RS232接口、CAN接口和Ethernet接口，通信方式包括USB、CAN、RS232和以太網四種方式，數據通訊過程包括嚴格的數據打包和解析，制訂了完善數據格式及數據校驗;外部PC主機11可通過其中任何一種方式與主控模塊1連接，支持多個節點控制，同時各節點之間可實現數據的通訊或控制，保證數據傳輸的準確性和高效性。
[0030] 本實施例提供的智能控制器工作原理如下:
[0031] 本實施例在使用時，給光源控制器上電后，主控模塊1進行初始化，初始化包括系統時鐘、中斷、外設、GP10、全局變量等硬件的初始化。然后通過通信模塊10與外部PC主機11 進行連接，在PC主機上可通過本實施例對應的控制軟件實現對光源控制器的控制。用戶可通過外部PC主機11上的控制軟件輸入相應控制指令，如數據通信方式、通道的亮度值、頻閃模式、觸發模式和PWM周期設置等的相關參數輸入。進一步地，外部觸發模式還可以選擇相應的出發邊沿。
[0032] 主控模塊1通過通信模塊10接收用戶輸入的PWM指令后，主控模塊1對數據指令進行數據驗證，并進行解碼出相應的數據，然后將解析后的數據寫入寄存器，利用相應的定時器輸出相應占空比的PWM波到LED驅動電路。從而實現根據PWM信號調節LED光源的亮度。 [〇〇33]進一步地，本實施例通過控制輸出P麗波的占空比來調節LED光源的亮度，占空比越大，LED光源的亮度就越大，反之則越小。在LED光源驅動電路中，高亮度LED驅動器 QX5241的輝度控制輸入引腳DIM的輸入信號是HVM信號，輸出引腳DRV控制M0SFET 管的開與關，QX5241通過PWM的占空比控制M0SFET管開通階段的占空比，從而控制LED 光源的亮度值。
[〇〇34]進一步地，可通過手動模塊控制常亮模式下的4路LED輸出通斷和亮度，通過GP10 口檢測數碼電位器的位置變化，根據電平變化判斷正旋或反旋，從而控制常亮模式下的通
道和亮度。
[〇〇35]進一步地，本實施例將主控模塊1輸出的PWM波通過8路同相三態雙向總線收發器連通到LED驅動模塊的芯片QX5241的脈沖輸入端，其內部功率驅動電路如圖2所示。D頂引腳輸入特定頻率范圍的？111波，在？111開通階段肩03?￡1'管開通，+24￥、1?15、13、1^0燈、 M0SFET管和地形成充電回路，電流上升，電感L3充電，R15兩端電壓增加，CSN和IN通過高邊電壓檢測，當電壓上升到門限電壓的上限時，通過與門電路控制DRV輸出低電平，M0SFET管關閉；電感L3放電，L3、LED燈、續流二極管D1和電阻R15形成回路，回路電流下降，CSN和IN引腳通過低邊電壓檢測，當電流值下降到門限電壓的下限時，DRV輸出高電平，M0SFET管處于開狀態，重新形成充電回路，如此保持LED電流在一個相對恒定范圍。在PWM關閉階段，DRV處于低電平狀態，M0SFET管關閉，LED光源無電流通過，處于熄滅狀態。這樣，即可通過設置PWM 波的頻率來實現常亮模式和頻閃模式照明。
[0036] 進一步地，外部觸發模式是通過指定觸發時間，主控模塊1根據觸發時間來設定相應定時器產生一對應的PWM信號輸出到LED驅動模塊5中。
[0037] 以上所述實施例，只是本實用新型的較佳實例，并非來限制本實用新型的實施范圍，故凡依本實用新型申請專利范圍所述的構造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均應包括于本實用新型專利申請范圍內。
【主權項】
1.一種智能光源控制器，其特征在于:包括主控模塊(1)以及與所述主控模塊(1)電路 連接的LED驅動模塊(5)、通信模塊(10)、電源模塊(4)、調試模塊(2)、時鐘模塊(8)、復位電 路模塊(9)以及外部觸發模塊(7)，所述電源模塊(4)用于為LED驅動模塊(5)和主控模塊(1) 進行供電，所述時鐘模塊(8)輸出4路高分辨率的PWM信號到LED驅動模塊(5)中，實現對LED 光源(6)的數字化調光;所述通信模塊(10)用于主控模塊(1)與外部PC主機(11)通訊連接； 所述LED驅動模塊(5)用于根據預置脈沖寬度對LED光源(6)進行多種照明模式控制;所述的 外部觸發模塊(7)用于外部觸發信號的輸入，提供外部觸發模式的外部觸發源，所述主控 模塊(1)作為整個光源控制器的控制核心部分，主要通過即插即用和傳輸速度高的通信模 塊(10)完成與外部PC主機(11)的通信、事物管理以及命令響應。2.根據權利要求1所述的智能光源控制器，其特征在于:還包括與所述主控模塊(1)電 路連接的手動模塊3，用于手動控制LED光源(6)的亮度。3.根據權利要求1或2所述的智能光源控制器，其特征在于:所述LED驅動模塊(5)采用 電感式驅動、P麗恒流調光，其輸出端口配置4個LED光源(6)控制通道，實現常亮照明、頻閃 照明和外部觸發三種照明模式。4.根據權利要求1或2所述的智能光源控制器，其特征在于:所述時鐘模塊(8)采用在 PWM模式下的16位定時器。5.根據權利要求1所述的智能光源控制器，其特征在于:所述主控模塊(1)采用基于 Cortex-M3 內核的STM32F107VCT6 微處理器。6.根據權利要求1或2所述的智能光源控制器，其特征在于:所述外部觸發模塊(7)通過 信號中斷時間控制器與嵌套向量中斷控制器與主控模塊(1)相連。7.根據權利要求1或2所述的智能光源控制器，其特征在于:所述LED驅動模塊(5)通過 電感式驅動電路與主控模塊(1)連接。8.根據權利要求1或2所述的智能光源控制器，其特征在于:所述電源模塊(4)安裝在 LED光源(6)的下側，采用24V電源輸入。9.根據權利要求1或2所述的智能光源控制器，其特征在于:所述通信模塊(10)通過USB 接口、RS232接口、CAN接口和Ethernet接口中的任一接口連接主控模塊(1)和外部PC主機 (11)〇10.根據權利要求1或2所述的智能光源控制器，其特征在于:復位電路模塊(9)提供手 動和系統兩種復位方式;所述調試模塊(2)包括JTAG和SW兩種調試方式。
【文檔編號】H05B33/08GK205622920SQ201620244510
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月25日
【發明人】張舞杰, 李迪, 何廣棟, 賴乙宗, 王世勇, 張春華, 李松, 賀敏, 謝鵬程
【申請人】華南理工大學