Belysning Demo af Høj Lysstyrke LED-Kontrol

Link: http://microapl.com/lightingdemo/index.html

Freescale Semiconductor, Inc. (nu NXP) har produceret en reference hardware design for at påvise kontrol af Høj Lysstyrke Led hjælp DMX512/RDM og DALI-protokoller. Hardwaren består af to typer af bestyrelsen, en slave bord, som drev en individuel multi-farve-LED-pakken, og en controller board som styrer en eller flere slaver.

Arbejder på vegne af Freescale, MicroAPL har udviklet software til at køre brædderne, hvilket giver en reference implementering af DMX512/RDM og DALI protokoller sammen med kode til at udføre farve-balance og termisk regulering af en typisk høj lysstyrke LED.

For at demonstrere brugen af bestyrelser, MicroAPL har også udviklet en applikation kaldet LightingDemo, der findes i to formater. En version kører på en Windows PC ‘ en og opretter forbindelse til controlleren bord via et USB-kabel, den anden version, der bruger et LCD-touchscreen, der er knyttet til den controller board.

Skærmbillede af LightingDemo program, der kører på en PC:

Screenshot af LightingDemo, der kører på en PC

Skærmbillede af LightingDemo program, der kører på et 320 x 240 LCD-touchscreen:

Screenshot af LightingDemo, der kører på et 320 x 240 LCD-touchscreen

DMX512/RDM og DALI-protokoller

DMX512 er en industri-standard protokol, der bruges til at styre lys-udstyr og tilbehør, herunder lysdæmpere og relateret udstyr. RDM-protokollen er en udvidelse af DMX512, der giver remote device discovery og ledelse. For eksempel, RDM kan bruges til at kontrollere LED driftstemperatur. DMX512/RDM bruger en bit rate på 250K bits/sek.

DALI er en industri-standard protokol, der bruges til at kontrollere lys digitalt. Det er en enklere protokol end DMX512/RDM og bruger en meget lavere bit-rate af 1200 bit/sek.

Styring af Høj Lysstyrke Led hjælp DMX512/RDM og DALI

LightingDemo program lader dig drive controller og slave boards ved hjælp af en PC eller en QVGA LCD-touchscreen, så du kan styre farven og lysstyrken af høj lysstyrke Led. Anvendelse kræver følgende:

  • En Freescale MCF52259 Belysning Controller: or Freescale Tower DALI/DMX-512A/Wireless Lighting Interface (controller board)
  • En eller flere Freescale af Høj Lysstyrke LED-Driver, boards (slave-boards).
  • EN PC, der kører Windows XP eller Windows Vista 32-bit-udgaver, med .NET framework version 3.0 eller senere installeret

PC ‘ en kommunikerer med controlleren bord ved hjælp af en USB-forbindelse. Controllerkortet er så kontrollerer et eller flere slave boards ved hjælp af enten DMX512/RDM eller DALI.

Til demonstration, det er også muligt at forbinde controlleren og slave boards ved hjælp af både DMX512 og DALI kabler samtidigt. Den protokol, der anvendes, kan være dynamisk valgt ved at ændre skifte indstillinger på pladerne, selv når bestyrelser, der kører.

Slave bestyrelser

En typisk LED-pakken består af tre eller fire separat kontrollerbar farver, fx Rød, Grøn, Blå og Hvid.

LED pakke er sluttet til en Chauffør board (slave-board), der er baseret på en Freescale MC13213 mikroprocessor. Den slave bestyrelsen kommer i to versioner: en for at kontrollere megethigh power Lysdioder som Luminus PhlatLight, som kan tage op til 32 Ampere af strøm, og en anden for Lysdioder som Philips Lumileds serie

Et system kan indeholde mange slave bestyrelser, der alle er forbundet til en enkelt controller.

Software på slave bestyrelsen er ansvarlig for farve balance, og også overvåger temperaturen af LED, justere magt til at forhindre den LED bliver beskadiget

Hvert LED farve eller en kanal, der er kontrolleret af en separat sluttrin på slave-bord. “Fuldt-om nuværende og spænding, der anvendes af LED-kanal er bestemt af hardware om bord (herunder løbende at begrænse modstande for at forhindre LED skade). Farve kontrol er opnået ved hjælp af et PWM-signal til at styre den aktuelle kanal, varierende duty cycle for at variere lysstyrken på LED.

High Power LED Driver Bestyrelsen for Luminus PhlatLight (LED ikke vist)

High Power LED Driver Board

Controller board

LightingDemo system kan bruge en af to typer af Controller board:

  • En Freescale MCF52259 Belysning Controller
    Dette er en ældre stand-alone board er baseret på ColdFire MCF52259 processor. Bestyrelsen støtter ikke en touch-skærm, så du bliver nødt til at køre LightingDemo program på PC ‘ en til at styre systemet.
  • En Freescale Tower DALI/DMX-512A/Wireless Lighting Interface
    Dette er en nyere bord, som erstatter den MCF52259 Belysning Controller. Bestyrelsen skal være en del af en Freescale Tower system, der omfatter følgende:

    • TWR-K60N512 – Kinetis K60 processor board
    • TWR-SER – Seriel bestyrelsen for USB-kommunikation
    • TWR-LCD – Grafisk LCD-modul med 3.2″ QVGA touch-skærm

    Et system, der anvender denne controller kan enten være styret via LightingDemo program, der kører på en PC, eller via LCD-touch skærm.

Controlleren er forbundet til en eller flere slave boards ved hjælp af enten en DMX512 eller en DALI-forbindelse. Ud over det sluttes til en PC via et USB-interface, der giver mulighed LightingDemoprogram på PC ‘ en til at styre Lysdioder

Den software på tavlen håndterer alle DMX512/RDM og DALI-relaterede opgaver, herunder at opdage, hvilken slave bestyrelser er tilsluttet, og at instruere dem til at ændre farve/lysstyrke.

Bemærk at controller er ikke blot at formidle DMX512 eller DALI-kommandoer, der sendes af en PC. I stedet for PC ‘ en sender kommandoer ved hjælp af et simpelt høj-niveau proprietær protokol, og disse er derefter omregnet til den relevante DMX512/RDM eller DALI-kommandoer controller board. Det er hensigten, at det skal være så let som muligt at opbygge et nyt system, som ikke kræver en PC.

Controller Board, der er installeret i Kinetis K60 Tower system

Tower Controller Board

Device Discovery

Når en PC-version af LightingDemo programmet er startet, vil det første forsøg på at kontakte Controller board via USB-forbindelsen. Under forudsætning af, at alt er godt, vil programmet instruere Controller board til at begynde en søgning efter enheder, der er tilsluttet ved hjælp af enten DMX512 eller DALI ‘Discovery’ proces. Opdagelsen skal udfylde hurtigt til DMX512 men kan tage et par sekunder for DALI. Efter opdagelsen er færdig, vil du se en liste med tilsluttede enheder:

Skærmbillede efter DMX512/RDM Opdagelse

DMX512/RDM Opdagelse

sRGB-farverummet Kontrol

En mulighed for at kontrollere Lysdioderne er at angive farver, der arbejder i sRGB-farverummet

sRGB er nok den mest velkendte for brugerne, fordi det er en standard for farverum, der bruges med computere. En farve, der er defineret i sRGB-rum har tre komponenter: Rød, Grøn og Blå. Hver af disse er typisk repræsenteret ved en 8-bit værdi i intervallet 0-255, der fører til en 24-bit-per-pixel repræsentation af farver. For eksempel en ‘ren’ rød er angivet som (255, 0, 0)

Typen sRGB-farverum, der kunne opfattes som en tre-dimensionel terning, med Rød, Grøn og Blå, som den akser. I farvevælgeren vise nedenfor, er det firkantede område repræsenterer et udsnit gennem terning viser alle mulige Grønne og Blå værdier, når Rød = 255.

Skærmbillede, som viser LED kontrol i sRGB-farverummet

sRGB-farverummet kontrol

Bemærk, at de primære farver (Rød, Grøn og Blå) af typen sRGB-farverum, der er ikke den samme som den Røde/Grønne/Blå primærvalg, der anvendes af en typisk høj lysstyrke LED. For at opnå en given sRGB-farver ved hjælp af LED-primærvalg, software har til at udføre en farve transformation.

CIE1931 Farve Space Control

Selv om sRGB er meget brugt til computere, er det ikke ideelt til angivelse af farver. Der er mange farver, der er synlige for det menneskelige øje, men som ikke kan gengives nøjagtigt på skærmen. Til at angive disse farver, det er nødvendigt at anvende en anden Farve, Rum, såsom CIE 1931.

Skærmbillede, som viser LED kontrol i CIE 1931 farve pladsCIE 1931 farve space control

Overveje to farver som Hvid (sRGB = 255, 255, 255) og Grå (128, 128, 128). I virkeligheden, disse er normalt anses for at have samme ‘nuance’, men forskellige ‘klarhed’. At bruge mere formelt sprog, Hvid og Grå har den samme chromaticity, men forskellige luminans.

CIE 1931 farverum, der er et forsøg på at adskille specifikation af farver ind i en chromaticity komponent og en luminans komponent. Farver er specificeret i form xyY, hvor (x,y) er den farvekoordinater, og Y er den luminans.

Du kan også se farver, der er specificeret i form XYZ, som er tæt knyttet til xyY. XYZ-værdier er kendt som tristimulus værdier.

Diagrammet nedenfor viser de mulige chromaticity værdier for x og y fra 0 til 1. Den farvede heste-sko-formet område repræsenterer alle de farver, som det menneskelige øje kan se. Den ydre kurve er kendt som spectral locus og viser, enkelt bølgelængde farver i intervallet 380 – 700 nanometer.

CIE1931 hestesko

Bemærk, at ikke alle nuancer i farvet område kan være præcist, der vises på skærmen, eller den udskrevne side. Den hvide trekant viser den ‘vifte’ af typen sRGB-farverummet: de tre hjørner af trekanten, der svarer til de Røde, Grønne og Blå primærvalg, der anvendes af sRGB, farver og uden for trekanten, der ikke kan vises præcist på skærmen.

Ligeledes er den sorte trekant viser den farveskala af en typisk tre-farve-LED ‘ en (i dette tilfælde en Philips Lumileds Luxeon Rebel). Nogle farver, som ligger inden for den vifte af LED er uden for gamut for sRGB og vice-versa.

Givet to hjørner af en trekantet farveskala, en farve på den linje, der forbinder hjørnerne kan være fremstillet af en kombination af de to tilsvarende primærvalg. Alle farver inden for den trekant, kan være fremstillet af en kombination af alle tre primærfarver.

LightingDemo program giver dig mulighed for at angive en farve ved at vælge sin (x,y) farvekoordinater, og en luminans Y-værdi.

Andre LightingDemo har

LightingDemo program omfatter følgende funktioner:

  • Direkte specifikation af LED farver ved hjælp DMX512 slot værdierDirekte kontrol af LED-kanaler
  • Overvågning af LED junction temperatur og strøm via sensorer på slave-board (DMX512)Termisk regulering af Lysdioder
  • En diagnostisk vindue, der viser de DMX512/RDM eller DALI trafik, der udveksles mellem controller og slave bestyrelserDiagnose Vindue
  • En gratis-kører Lys Vise, hvilke cykler der er knyttet Lysdioder gennem en sekvens af farve og luminans værdierlysshow
  • En simulator, der giver dig mulighed for at evaluere LightingDemo program, selv når ingen Freescale belysning boards er tilgængelige

Brug af LCD-touchscreen

Selv om de skærmbilleder på denne webside er primært taget fra PC-versionen af LightingDemo, brug af den indbyggede GUI version er meget ens. Fordi LCD-touchscreen er kun 320 x 240 pixel (QVGA-format), skærmen nødvendigvis må være forenklet. Men den grundlæggende applikations layout er meget lignende til PC-versionen. For eksempel sRGB-kontrol er meget lignende til PC-versionen, der er beskrevet ovenfor, som vist ved følgende tilsvarende skærmbillede.

Skærmbillede, som viser LED kontrol i sRGB-farverummet ved hjælp af LCD-touchscreen

sRGB-farverummet kontrol ved hjælp af LCD-touchscreen

For at ændre RGB-værdier ved hjælp af LCD-panelet, kan du enten trykke farvevælgeren/skyderen eller ved at angive en værdi præcis. For at gøre dette, tryk på den enkelte farve er en værdi, f.eks 179 i skærmbilledet ovenfor, og indtast en ny værdi med de numeriske skærmen til indtastning:

Skærmbillede, som viser antal indlæg ved hjælp af LCD-touchscreen

Angivelse af tal ved hjælp af LCD-touchscreen

LCD touchscreen version gør brug af en eGUI, en gratis integreret grafik bibliotek, der er tilgængelig fra Freescale.

Source-Kode

Kildekoden til software, der kører på Controlleren, og Slave bestyrelser er skrevet i ANSI C og er designet til enkelhed og en lille hukommelse fodaftryk.

Hvis du overvejer et nyt produkt baseret på Freescale ‘ s reference hardware, kildekoden er tilgængelig fra Freescale. Kontakt MicroAPL eller Freescale for yderligere oplysninger:

Freescale: Freescale web-site

MicroAPL: LightingDemo @ microapl.co.uk