構(gòu)建自我監(jiān)測的智能化LED燈具

總體而言，大致有兩種監(jiān)測系統(tǒng)溫度的方法。其中成本較高的一種是采用基于I2C的溫度感應(yīng)器向控制器發(fā)送與溫度相關(guān)的數(shù)字信號。當(dāng)控制器具有內(nèi)建的I2C接口時，如PowerPSoC LED驅(qū)動控制器系列，這種方法涉及的處理器開銷很小，因為溫度值被直接報告了。另一種成本較低的方法是使用熱敏電阻和一個普通電阻構(gòu)成分壓網(wǎng)絡(luò)。分壓信號輸入到控制器，后者使用ADC將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，并根據(jù)溫度情況采取相應(yīng)的動作。處理器需要執(zhí)行額外的工作來把數(shù)字值轉(zhuǎn)換為溫度的對應(yīng)值。接著可以把熱敏電阻的電壓直接輸入到比較器(類似負載電壓監(jiān)測的跳接功能)。比較器可以根據(jù)預(yù)設(shè)的閾值開啟或關(guān)閉LED驅(qū)動系統(tǒng)。

實時負載電流控制

前文討論了如何監(jiān)測負載電流、電壓和環(huán)境條件。智能燈具還應(yīng)該具備根據(jù)監(jiān)測到的狀況改變其行為的能力。

例如，智能燈具應(yīng)該能夠通過變更驅(qū)動電流或者輸出的數(shù)字密度(PWM)來調(diào)整亮度。這可以根據(jù)環(huán)境條件、負載狀況或者外部輸入，如按鈕或者通信接口來完成。動作可根據(jù)多種因素做出，并可對每種因素分配優(yōu)先級。

例如，控制器應(yīng)能對I2C或者UART這樣的通信接口做出響應(yīng)，并根據(jù)收到的數(shù)據(jù)調(diào)整亮度。不過，當(dāng)輸入電壓降至閉鎖閾值之下，或者溫度升至安全值之上時，控制器可以逐步降低亮度(不考慮通信接口)，并在設(shè)定值處關(guān)閉燈具。這樣設(shè)定的動作可以有許多。

傳統(tǒng)上，LED驅(qū)動器必須有由硬件(電阻值)設(shè)定的驅(qū)動電流，因此進行實時改變一般來說是不可能的。在軟件可配置的LED驅(qū)動系統(tǒng)中，比如PowerPSoC，改變LED的驅(qū)動電流只需改寫一些DAC寄存器。另外，采用軟件可配置系統(tǒng)可以使用單一的硬件平臺設(shè)計具有不同功能項的產(chǎn)品。

故障記錄和診斷

在燈具安裝到大型建筑、停車場、街道等商業(yè)場合后，維修和更換會影響到成本和維護效率。如果控制器配有與“母”控制器通信的接口，用以規(guī)劃維修和更換工作，該控制器也可用于記錄和報告故障情況。

例如，燈具可能會因下列任何原因之一而損壞(或者保險絲主動熔斷)：

· 負載開路

· 負載短路

· 系統(tǒng)溫度超過閾值的次數(shù)多于預(yù)設(shè)的次數(shù)

· 負載兩端出現(xiàn)過壓

· LED壽命終止或者出現(xiàn)過早老化

· 輸入電壓達不到閉鎖值的時間超過預(yù)設(shè)時長。

這些狀況都要求監(jiān)測燈具的工作時長。這項功能只要求一個足夠精確、能夠記錄工作時長的時鐘(精確到秒)。控制器內(nèi)部的大多數(shù)內(nèi)部生成時鐘都有一定的冗余度，可以決定計時系統(tǒng)的最終精度。更加精確的時鐘一般都要求外部振蕩器或者時鐘源。

為了記錄故障的原因，恰在系統(tǒng)關(guān)閉之前或者保險絲熔斷之前的系統(tǒng)狀況必須存儲到非易失性介質(zhì)中。帶閃存的控制器可以把這些狀況存儲到閃存中。

另一種方式是使用通過I2C接口與控制器相連的串行EEPROM器件。系統(tǒng)的工作情況和周邊情況可以不斷地、或者在保險絲主動熔斷/系統(tǒng)關(guān)閉之前存儲到EEPROM器件中。

在從設(shè)備中拆除故障燈具時，可以使用PC或者其他控制器讀出非易失性存儲器件，確定故障發(fā)生前的狀況。讀出的信息可用于確定零部件故障率、未知或者不可預(yù)測的環(huán)境狀況，而且一般可以用來幫助工程師查找故障根源。

新型設(shè)計范例：

傳統(tǒng)上，電源管理線路是完全用硬件實現(xiàn)的，唯一的配置性也是通過硬件提供的。其結(jié)果就是如果要創(chuàng)建產(chǎn)品的多種變形或者新產(chǎn)品，則需要獨特的硬件組件組合。如果要縮短設(shè)計周期或者縮短產(chǎn)品投放市場的時間，就需要重新考察設(shè)計范例。例如，如果設(shè)計流程替代所包含的可配置軟件模塊，就可以大幅度縮短設(shè)計周期。

其次，要讓產(chǎn)品從競爭對手的產(chǎn)品中脫穎而出，或者脫離過去產(chǎn)品的窠臼，只需要變更軟件配置并使用具有多重選擇的同一硬件平臺即可。軟件可配置性還消除了采用硬件組件進行配置通常所面臨的冗余度問題。如果整個產(chǎn)品系列能夠基本同時投產(chǎn)或者依次投產(chǎn)，就能夠增強進行差異化的競爭優(yōu)勢。