一种基于数字化控制的LED灯亮度管理电路.pdf

本发明公开了一种基于数字化控制的LED灯亮度管理电路，包括数字电位器、运算放大器、8通道锁存器、三极管、电阻和LED灯，所述数字电位器的第九管脚连接到运算放大器的第二管脚上，所述数字电位器的第八管脚连接到运算放大器的第一管脚上，所述数字电位器的第六管脚连接到运算放大器的第六管脚上，所述数字电位器的第七管脚连接到运算放大器的第七管脚上；所述运算放大器的第一管脚与第七管脚分别与LED灯的阳极连接，所述LED灯的阳极连接到三极管的集电极上，且三极管的基极连接到8通道锁存器的管脚上。本发明采用数字电位器可精确的对发光值进行步进调整，避免了光度值变化带来的检测结果不准的问题，而且电路设计简单，使用效果好。

权利要求书1.  一种基于数字化控制的LED灯亮度管理电路，包括数字电位器、运算放大器、8通道锁存器、三极管、电阻和LED灯，其特征在于：所述数字电位器的第九管脚连接到运算放大器的第二管脚上，所述数字电位器的第八管脚连接到运算放大器的第一管脚上，所述数字电位器的第六管脚连接到运算放大器的第六管脚上，所述数字电位器的第七管脚连接到运算放大器的第七管脚上；所述运算放大器的第一管脚与第七管脚分别与LED灯的阳极连接，所述LED灯的阳极连接到三极管的集电极上，且三极管的基极连接到8通道锁存器的管脚上。2.  根据权利要求1所述的一种基于数字化控制的LED灯亮度管理电路，其特征在于：所述数字电位器的第八管脚与运算放大器的第一管脚之间还设有一个电阻R05，所述运算放大器的第一管脚还并联有一个电阻R04，且电阻R04另一端接地；所述数字电位器的第七管脚与运算放大器的第七管脚之间还设有一个电阻R08，所述运算放大器的第七管脚还并联有一个电阻R07，且电阻R07另一端接地。3.  根据权利要求1所述的一种基于数字化控制的LED灯亮度管理电路，其特征在于：所述数字电位器的第五管脚和第十管脚分别连接一个电阻R01和R03，所述电阻R01和R03阻值相同且分别为2KΩ，且另一端分别接地。4.  根据权利要求1所述的一种基于数字化控制的LED灯亮度管理电路，其特征在于：所述运算放大器的第三管脚和第五管脚上分别连接有一个电阻R02和电阻R06，所述电阻R02和电阻R06阻值相同 且分别为10KΩ，且电阻R02和电阻R06另一端分别接1.8V的直流电压。5.  根据权利要求1所述的一种基于数字化控制的LED灯亮度管理电路，其特征在于：所述运算放大器的第一管脚与第七管脚还分别并联有三组LED灯，所述单组LED灯也分别并联到三极管Q1和三极管Q4的集电极上，且三极管Q1和三极管Q4的基极分别连接到8通道锁存器的管脚18和管脚19上。6.  根据权利要求5所述的一种基于数字化控制的LED灯亮度管理电路，其特征在于：所述一组LED灯分别由一个8通道锁存器控制，所述的8通道锁存器采用的是74ALS573型号的芯片控制。7.  根据权利要求1所述的一种基于数字化控制的LED灯亮度管理电路，其特征在于：所述数字电位器采用的是MCP42100芯片。

说明书一种基于数字化控制的LED灯亮度管理电路
技术领域
本发明涉及多功能食品安全检测仪检测过程中LED发光控制精确控制应用技术领域，特别涉及一种基于数字化控制的LED灯亮度管理电路。
背景技术
目前，国内多功能食品安全检测仪基本上采用手动调整LED亮度使其亮度在可检测范围，手动调整的电位器在产品设计完成后，将光度值调整到合理的范围再进行销售，问题在于产品进入销售环节会存在大量的运输，流通过程，而这个过程中产品本身的移动，会导致电位器内部抽头发生变化，光电位器内部抽头发生变化，LED所分电流会随着发生变化，这样一来LED的亮度发生较大的波动，如果LED亮度不在标准值范围内，通过这台仪器检测的结果偏差会非常大，食品安全检测的根本目的会因此而大打折扣。多数情况下同一台设备不同的检测通道检测同一个样品的检测差异也会非常大，检测结果也不同，人民的食品安全存在重大风险。
本发明重在解决LED亮度稳定性的问题，采用数字电位器通过编程的方式来实现LED亮度的可调整性，数字电位器不像普通电位器受外界环境变化非常大，数字电位器本身非常稳定，通过数字电位器来调整LED亮度这一想法可行而且可靠，难度在于数字电位器本身能够 流通的电流非常有限，最大不能超过1mA，这样对于LED亮度经常需要几十mA的电流是无法驱动的。所以通过复杂的放大电器按照一定的放大系数进行放大，将电流放大到LED预设的点亮要求，则问题可以从根本上解决。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于数字化控制的LED灯亮度管理电路。
为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：
一种基于数字化控制的LED灯亮度管理电路，包括数字电位器、运算放大器、8通道锁存器、三极管、电阻和LED灯，所述数字电位器的第九管脚连接到运算放大器的第二管脚上，所述数字电位器的第八管脚连接到运算放大器的第一管脚上，所述数字电位器的第六管脚连接到运算放大器的第六管脚上，所述数字电位器的第七管脚连接到运算放大器的第七管脚上；所述运算放大器的第一管脚与第七管脚分别与LED灯的阳极连接，所述LED灯的阳极连接到三极管的集电极上，且三极管的基极连接到8通道锁存器的管脚上。
优选的，所述数字电位器的第八管脚与运算放大器的第一管脚之间还设有一个电阻R05，所述运算放大器的第一管脚还并联有一个电阻R04，且电阻R04另一端接地；所述数字电位器的第七管脚与运算放大器的第七管脚之间还设有一个电阻R08，所述运算放大器的第七管脚还并联有一个电阻R07，且电阻R07另一端接地。
进一步说，所述数字电位器的第五管脚和第十管脚分别连接一个 电阻R01和R03，所述电阻R01和R03阻值相同且分别为2KΩ，且另一端分别接地。
更进一步说，所述运算放大器的第三管脚和第五管脚上分别连接有一个电阻R02和电阻R06，所述电阻R02和电阻R06阻值相同且分别为10KΩ，且电阻R02和电阻R06另一端分别接1.8V的直流电压。
更进一步说，所述运算放大器的第一管脚与第七管脚还分别并联有三组LED灯，所述单组LED灯也分别并联到三极管Q1和三极管Q4的集电极上，且三极管Q1和三极管Q4的基极分别连接到8通道锁存器的管脚18和管脚19上。
更进一步说，所述一组LED灯分别由一个8通道锁存器控制，所述的8通道锁存器采用的是74ALS573型号的芯片控制。
更进一步说，所述数字电位器采用的是MCP42100芯片。
采用上述技术方案后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：
本发明采用数字电位器可精确的对发光值进行步进调整。还特别设计的光度值校正电路以及精密算法带来稳定的光源及发光；避免了光度值变化带来的检测结果不准的问题，同时通过调整发光二极管不同的发光值，增加发光二极管在生产过程中的老化时间处理，让设备在出厂时更加稳定，避免运输过程中电位器偏差的问题，而且电路设计简单，使用效果好。
附图说明
图1为本发明的基于数字化控制的LED灯亮度管理电路的连接示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施例做进一步详细描述：
如图1所示的一种基于数字化控制的LED灯亮度管理电路，包括数字电位器U1、运算放大器、8通道锁存器、三极管、电阻和LED灯，所述的数字电位器U0采用的是MCP42100芯片。所述的数字电位器U0的第九管脚连接到运算放大器的第二管脚上，所述的数字电位器U0的第八管脚连接到运算放大器的第一管脚上，所述的所述数字电位器U0的第六管脚连接到运算放大器的第六管脚上，所述的数字电位器的第七管脚连接到运算放大器的第七管脚上；所述的运算放大器的第一管脚与第七管脚分别与LED灯的阳极连接，所述的LED灯的阳极连接到三极管的集电极上，且三极管的基极连接到8通道锁存器的管脚上。
所述的数字电位器U0的第八管脚与运算放大器的第一管脚之间还设有一个电阻R05，所述的运算放大器的第一管脚还并联有一个电阻R04，且电阻R04另一端接地；所述的数字电位器U0的第七管脚与运算放大器的第七管脚之间还设有一个电阻R08，所述的运算放大器U0的第七管脚还并联有一个电阻R07，且电阻R07另一端接地。
所述的数字电位器U0的第五管脚和第十管脚分别连接一个电阻R01和R03，所述电阻R01和R03阻值相同且分别为2KΩ，且另一端分别接地。
所述的运算放大器U0的第三管脚和第五管脚上分别连接有一个电阻R02和电阻R06，同时，电阻R02和电阻R06阻值相同且分别为10KΩ，且电阻R02和电阻R06另一端分别接1.8V的直流电压。
所述的运算放大器U0的第一管脚与第七管脚还分别并联有三组LED灯，所述的单组LED灯也分别并联到三极管Q1和三极管Q4的集电极上，且三极管Q1和三极管Q4的基极分别连接到8通道锁存器的管脚18和管脚19上。
所述的一组LED灯分别由一个8通道锁存器控制，同时，8通道锁存器采用的是74ALS573型号的芯片控制。
下面结合附图1对本电路的工作原理作进一步详细说明：
原理图芯片功能说明：

电路开机实现VCC各电压接入，各芯片拥有工作条件。同时系统确定需要检测的检测项目，根据检测项目系统选择不同波长的LED。(例：需要点亮第一通道紫色LED(D7C)。)
数字电位器MCP42010片选线输入信号(CS)，使能MCP42010，MCP42010处于工作状态，MCP42010通过I2C总线进行数据控制。
由于需要点亮第一通道，则需要让A0端口工作。首先需要给SI矩形波，让SI给MCP42010时钟信号。
同时，为了使同一组电压可以驱动不同电压的LED。又由于LED控制需要进行通断控制，则LED串连了三级管。
当三极管Q3如果基极如果是高电平，则紫色LED(D7C)点亮，这样需要让U7芯片工作，则需要让OE3处于低电平，让U7锁存芯片开始工作，同时将2D端输出高电平，这样74LS573输出端2Q输出高电平，三极管Q3基极处于导通状态。
由于Q3导通，电流可以通过D7C流过Q3流到接地端，第一通道紫色LED(D7C)处于点亮状态。
如果此时LED(D7C)亮度与检测要求的亮度要求不一致，偏高或者偏低，则通过SCK向MCP42010输入PW0抽头位置数据，改变PB0到PW0和PA0到PW0的电阻比，这样运算放大器的电压放大比例会发生变化，再乘以基础电压值，最终加载到A0端的电压会发生变化，从而LED的亮度发生变化。当然严格的控制需要在LED前端增加分压电阻。
如果现在需要改变第二通道绿色LED的点亮和亮度，则只需要改变MCP42010芯片PW1的值，同时将U6进行片选、将U7锁存。就可以点亮和控制LED(D8B)的亮度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案范围内。