基于單片機無線RGB彩燈的設計與實現(xiàn)

王林生　馬瑛

摘 要：針對目前市場上LED燈顏色變換困難的問題，本文提出利用紅外線傳感器，單片機和LED燈來設計一款無線RGB彩燈，實現(xiàn)遙控調整燈具顏色的目的，同時該設計方案通過實驗驗證其可行性。

關鍵詞：LED燈；單片機；RGB彩燈

中圖分類號：F252.24；F253.3 文獻標識碼：A

1 引言（Introduction）

作為第四代新型照明光源—LED燈，已成為節(jié)能環(huán)保光源的首選。但目前市場上的LED燈基本上都是單色，若想更換燈具的顏色只能換新的LED燈。與此同時，景觀照明、舞臺投光、建筑物照明、廣告牌照明、酒店專門設施照明等場合，不論是傳統(tǒng)的日光燈，還是單色的LED燈都無法滿足實際的需要。鑒于以上原因，筆者利用紅外線傳感器、單片機和LED燈設計了一款無線RGB彩燈，實現(xiàn)了遙控調整燈具顏色[1]。

2 系統(tǒng)總體架構設計（Overall system architecture

design）

2.1 系統(tǒng)設計原理

LED燈內部裝紅、綠、藍三個LED燈，發(fā)出R、G、B三種顏色的燈光，控制每一種顏色燈光的強度，可以混合出各種顏色的光線。單片機通過PWM調制[2]，使用sin函數(shù)控制輸出電流大小（控制值為0—255，分別對應脈沖波0%—100%的占空比），分別對RGB燈的紅、藍、綠三種顏色燈控制其亮度，從而最終改變燈的光線的顏色，達到調色的目的，具體的電路圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)原理圖

Fig.1 System schematic

控制方式采用紅外線方式，紅外遙控器發(fā)出的信號經(jīng)過濾波和解調后，主控模塊內置的信號接收器將紅外發(fā)射管發(fā)射出來的光電信號轉換為電子信號，經(jīng)由電壓反饋型內部放大器進行功率放大、自動增益控制、帶通濾波、解調發(fā)、波形整形等等步驟后還原為遙控器發(fā)射出的原始編碼。最后由紅外線接收器的信號輸出腳輸入到主控模塊單片機引腳，由程序識別該信號指令[3，4]。

2.2 系統(tǒng)框架設計

本系統(tǒng)主要是由電源模塊、主控模塊、紅外發(fā)射模塊、紅外接收模塊和LED發(fā)光模塊四個模塊，結構框圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)結構

Fig.2 System structure

2.3 系統(tǒng)設計外觀

本系統(tǒng)設計的無線RGB彩燈的外觀圖如圖3所示。實驗表明，系統(tǒng)操控簡便，人機交互友好，實現(xiàn)了遙控調整燈具的顏色。

圖3 系統(tǒng)外觀圖

Fig.3 System appearance

3 軟件設計（Software design）

系統(tǒng)軟件設計包括主程序、外紅接收/發(fā)送程序和顯示程序，由于外紅接收/發(fā)送程序目前非常成熟，借鑒即可，因此本系統(tǒng)的重點在于主程序和顯示程序的設計，具體的流程圖如圖4所示。

圖4 主程序和PWM子程序流程圖

Fig.4 The main program and PWM subroutine flow chart

4 結論（Conclusion）

該系統(tǒng)采用了紅外線遙控器作為控制器，低功耗、靈敏高、方便安裝和使用。采用1838一體化紅外接收頭，簡化了電路，增強了接受紅外信號的靈敏度。采用單片機調整PWM占空比方式調整輸入RGB燈電流，方法簡單可靠。整體采用模塊化便于升級，成本極低（約在20元左右），便于推廣，可以獲得良好的經(jīng)濟效益。

參考文獻（References）

[1] 王林生，等.林木溫室育苗機械自動化作業(yè)平臺設計研究[J].農(nóng)機化研究，2014（12）：107-110.

[2] 王林生，周煒明.基于Android系統(tǒng)的智能小車的設計與實現(xiàn)[J].軟件工程師，2014（11）：25-26.

[3] 秦斌.電子線路[M].北京：科學出版社，2009.

[4] 王靜霞.單片機應用技術C語言版[M].北京：電子工業(yè)出版社，

2009.

作者簡介：

王林生（1981-），男，碩士，講師.研究領域：計算機控制技術應用.

馬 瑛（1982-），男，碩士，講師.研究領域：電子信息技術應用.