一、引言
近幾年來，隨著新材料、新工藝的不斷發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度有了很大的提高，發(fā)光效率也超過了白熾燈，隨著LED亮度的不斷提高，特別是超高亮度的LED的出現(xiàn)，使得其應(yīng)用領(lǐng)域得到進(jìn)一步的拓寬，從傳統(tǒng)的用作儀表信號指示，發(fā)展到廣泛應(yīng)用于交通信號燈、汽車燈、室內(nèi)外裝飾照明、手機(jī)背光源、顯示屏等領(lǐng)域 ，并正向通用照明領(lǐng)域深入。作為半導(dǎo)體照明領(lǐng)域的一部分，城市景觀照明及室內(nèi)外裝飾照明的霓虹燈具必將逐步被具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、可靠性高及可實(shí)現(xiàn)全彩變化的LED燈具所取代。目前，在裝飾照明領(lǐng)域中用LED制作的各類燈具由正被逐步推廣，預(yù)計(jì)在不久的將來會單獨(dú)形成一種產(chǎn)業(yè)。
二、全彩LED裝飾照明系統(tǒng)構(gòu)架
一個(gè)大型的廣場、舞臺、標(biāo)志性建筑物或大型室內(nèi)全彩LED裝飾照明系統(tǒng)一般是由一臺微型計(jì)算機(jī)集中控制，通過微型計(jì)算機(jī)將控制信號傳遞給多個(gè)全彩LED裝飾照明標(biāo)準(zhǔn)子系統(tǒng)（一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)子系統(tǒng)由單片機(jī)控制/驅(qū)動模塊及多只全彩LED燈具組成），通過子系統(tǒng)單片機(jī)的控制/驅(qū)動模塊驅(qū)動各組LED燈具。通過在微型計(jì)算機(jī)上用軟件進(jìn)行不同的設(shè)定，就可以使整個(gè)裝飾照明系統(tǒng)達(dá)到所預(yù)期的燈光效果或顯示不同的文字或圖案。大型全彩LED裝飾照明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下圖1所示。
1、標(biāo)準(zhǔn)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的全彩LED裝飾照明子系統(tǒng)的構(gòu)架如圖1中虛線框所示。它是由標(biāo)準(zhǔn)的控制/驅(qū)動模塊與其所驅(qū)動的多只可實(shí)現(xiàn)全彩變化的LED燈具組成，其既可單獨(dú)作為一個(gè)小型的裝飾照明系統(tǒng)，用于小型的裝飾照明場所，也可用多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)子系統(tǒng)組合并通過中央控制器的控制，組成適用于不同場所、顯示預(yù)期圖形或文字并可實(shí)現(xiàn)全彩變化的大型裝飾照明光源系統(tǒng)。全彩LED裝飾照明標(biāo)準(zhǔn)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如下圖2所示。
由此可見，它主要由以下幾部分組成：
（1）CPU控制模塊
主要由CPU微處理器、與上位機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)通信接口、與顯示驅(qū)動模塊的標(biāo)準(zhǔn)通信接口及環(huán)境光強(qiáng)檢測模塊組成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的控制模塊硬件結(jié)構(gòu)，通過編制不同的軟件，即可用于不同的場所。
CPU微處理器：可采用51系列單片機(jī)作微控制器，微控制器既可通過標(biāo)準(zhǔn)通信接口與上位機(jī)相連，接收并處理上位機(jī)所發(fā)送的控制信號與數(shù)據(jù)，也可利用本微控制器內(nèi)所貯存的控制程序與數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)輸出線向LED燈具驅(qū)動模塊發(fā)送控制信號及數(shù)據(jù)。
環(huán)境光強(qiáng)檢測模塊：該模塊主要將檢測到的環(huán)境光強(qiáng)的數(shù)據(jù)傳輸給微控制器，微控制根據(jù)環(huán)境光強(qiáng)的不同，自動調(diào)節(jié)燈具的發(fā)光強(qiáng)度。
與上位機(jī)（微型計(jì)算機(jī)）及與顯示驅(qū)動模塊的接口：可采用標(biāo)準(zhǔn)的RS232、RS422AK或RS485通信接口。
（2）顯示驅(qū)動模塊
顯示驅(qū)動模塊組是由多只結(jié)構(gòu)相同的標(biāo)準(zhǔn)LED全彩燈具驅(qū)動模塊組成，每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動模塊驅(qū)動一只全彩LED燈具。根據(jù)子系統(tǒng)不同的使用場合所需LED燈具的數(shù)量來確定所需的驅(qū)動模塊的數(shù)量。每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動模塊通過標(biāo)準(zhǔn)接口接收微控制器所發(fā)送的控制信號及R/G/B色彩變化信號，經(jīng)處理后通過標(biāo)準(zhǔn)接口（可做成標(biāo)準(zhǔn)的四芯接口，包括三根G/G/B驅(qū)動線及一根公共電源線）驅(qū)動全彩LED燈具顯示設(shè)定的狀態(tài)和顏色。
（3）AC/DC電源轉(zhuǎn)換模塊
主要為整個(gè)控制子系統(tǒng)提供工作電源及為驅(qū)動多只全彩LED燈具提供工作電源。該模塊可以像開關(guān)電源一樣做成不同功率大小的標(biāo)準(zhǔn)模塊。該模塊需有較高的電源轉(zhuǎn)換效率，以確保達(dá)到較好的節(jié)能效果。
（4）由R/G/B三基色LED組成的可實(shí)現(xiàn)全彩變化的LED燈具。
每一只全彩LED燈具通過標(biāo)準(zhǔn)接口及連接線與驅(qū)動模塊相連。LED燈具由若干組發(fā)光單元構(gòu)成，每個(gè)發(fā)光單元包含有一只紅色LED、一綠色LED、一只藍(lán)色 LED，通過對發(fā)光單元合理進(jìn)行排布，就可實(shí)現(xiàn)全彩變化。根據(jù)不同的使用場合，可選擇不同數(shù)量及不同結(jié)構(gòu)的LED燈具。