玩轉手機藍牙控製的能夠調光調色的LED燈!
發布時間:2014-10-25 責任編輯:echolady
【導讀】科技的飛速發展引發智能燈控的推陳出新。iPhone的APP也能通過燈泡內紅綠藍三原色的LED混合出1600萬種顏色的燈光。這一技術成為業界人士研究的熱點。本研究采用藍牙技術,結合手機藍牙與單片機通信產生可調占空比PWM波信號來控製LED驅動電路,從而實現LED調光和DIY調色,研究結果讓人大開眼界。
脈衝寬製(PWM)調光技術
PWM調光是一種利用簡單的數字脈衝,反複開關LED驅動器的調光技術。應用者的係統隻需要提供寬、窄不同的數字式脈衝,即可簡單地實現改變輸出電流,從而調節LED的亮度。PWM調光的優點在於調光範圍大,隻要帶寬足夠,任何模擬值都可以使用PWM進行編碼,PWM調光可以在精確控製LED的亮度的同時,也保證LED發光的色度。
1、調光原理
利用人眼睛視覺惰性,按固定頻率操作占空比實現LED亮度調節,隻要調光比即PWM波頻率大於200Hz人眼就不會感覺到LED的閃爍。具體調光實現,通過控製LED的亮滅時間,從而控製LED亮liang度du,從cong電dian力li學xue來lai看kan就jiu是shi控kong製zhi一yi定ding周zhou期qi內nei電dian流liu的de有you效xiao值zhi。這zhe種zhong方fang法fa在zai改gai變bian電dian流liu有you效xiao值zhi大da小xiao的de同tong時shi不bu改gai變bian電dian壓ya和he電dian流liu的de大da小xiao,這zhe樣yang就jiu保bao證zheng了leLED的發光色度,這是模擬調光和可控矽調光無法實現的。
2、調光比
調光比則是按下麵的方法計算:
Foper=工作頻率,Fpwm=調光頻率,調光比率=Foper/Fpwm。
其實也就是調光的最低有效占空比,比如Foper=100khz;Fpwm=200Hz,則調光比為:100k/200=500.
3、占空比
占空比是指高電平在一個周期之內所占的時間比率。方波的占空比為50%,占空比為0.5,說明正電平所占時間為0.5個周期。Ts為脈衝周期,Tw為脈衝寬度,占空比τ=Tw/Ts×100.
占空比的解釋可以歸納為如下幾種:(1)在一串理想的脈衝序列中(如方波),正脈衝的持續時間與脈衝總周期的比值。(2)在一段連續工作時間內脈衝占用的時間與總時間的比值。(3)在周期型的現象中,現象發生的時間與總時間的比。也就是電路釋放能量的有效時間與總釋放時間的比。
藍牙模塊組成
1、藍牙技術基礎
藍lan牙ya技ji術shu是shi一yi種zhong無wu線xian數shu據ju與yu語yu音yin通tong信xin的de開kai放fang性xing全quan球qiu規gui範fan,它ta以yi低di成cheng本ben的de近jin距ju離li無wu線xian連lian接jie為wei基ji礎chu,為wei固gu定ding與yu移yi動dong設she備bei通tong信xin環huan境jing建jian立li一yi個ge特te別bie連lian接jie。手shou機ji之zhi間jian通tong過guo藍lan牙ya實shi現xian數shu據ju共gong享xiang已yi成cheng為wei常chang理li,將jiang手shou機ji變bian身shen為wei遙yao控kong器qi為wei人ren們men的de生sheng活huo帶dai來lai無wu限xian方fang便bian。藍lan牙ya技ji術shu由you三san部bu分fen組zu成cheng,包bao括kuo藍lan牙ya無wu線xian電dian技ji術shu、藍牙協議棧和藍牙互操作性。
2、藍牙無線電技術
藍牙無線電工作在全球通用的2.4 G H zISM(即工業、科學、醫學)頻段,支持全雙工傳輸,使用IEEE802.15協議。藍牙設備即連即用,抗幹擾能力強、使用方便
3、藍牙協議棧
藍牙協議棧包含一個軟件棧和一個硬件棧。藍牙硬件協議棧由藍牙硬件提供,藍牙軟件協議棧由軟件實現。藍牙軟件協議棧提供Java藍牙API給程序開放人員使用。
4、藍牙互操作性
藍牙互操作性包括三方麵內容:①通用訪問Profile定義了設備管理功能性;②服務發現應用Profiles定義了服務發現方麵的內容;③串口Profiles定義了互操作設備和模擬串口電纜的能力3.2 HC-O6藍牙模塊
BC04外置8M Flash,帶EDR模塊HC-06為民用級,兼容HC-04工業級。其中,HC-06模塊的TX管腳跟STC15F204EA單片機的P3.0管腳相接,RX管腳跟P3.1接。HC-06模塊接收手機端發來的數據,然後在通過串口TR,TX管腳與單片機通信。
藍牙2.0帶EDR,2Mbps-3Mbps調製度,內置2.4GHz天線,外置8Mbit FLASH,低電壓3.3V工作(3.1V~4.2V)配對時30~40MA波動,配對完畢通信8MA,可選PIO控製標準HCI端口(UART or USB),數字2.4GHz無線收發射,CSR BC04藍牙芯片技術,自適應跳頻技術,藍牙Class 2功率級別,工作溫度為-25至+75,協波幹擾為2.4MHz,發射功率3dBm,有效控製距離為10m.
手機APP設計
藍牙連接相關程序設計
首先,初始化本地藍牙設備,建立LocalDevice類,包括取得本地設備實例、藍牙名稱、設置發現模式、獲得發現代理。創建public int BTS_Init()類函數,實現藍牙初始化判斷,尋找默認藍牙設備,打開藍牙。
啟動藍牙設備搜索,創建public voidBTS_StartScan()類函數,開始尋找從機藍牙設備,注冊搜尋函數,創建public int BTS_ConnectToDevice(String DeviceAddress)類函數,實現連接到一個指定的藍牙設備。
創建public int BTS_SendDates(Stringbuffer)類函數實現字符串發送到已連接好的藍牙設備上,創建public int BTS_Finish()類函數結束藍牙通信,最後創建接收ACTION_FOUND廣播的BroadcastReceiver privatefinal BroadcastReceiver mReceiver=newBroadcastReceiver()。
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