基于單片機(jī)控制的LED水族照明裝置設(shè)計(jì)

　　3. 1. 1 燈具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　根據(jù)水生動植物對光選擇性吸收的事實(shí)，確定了“LED 水族照明光源”的主光譜輻射區(qū)。突破傳統(tǒng)的點(diǎn)、線光源技術(shù)缺陷，LED 組合燈具采用模組式設(shè)計(jì)，由1 組主燈條（ 3W 的4 藍(lán)、6 白、2 紅LED） 和1 組月光燈條（ 1W 的4 藍(lán)、3 紅、2 綠、1黃、1 三基色LED） 組成（ 見圖3） 。每個燈珠裝配30°聚光帽，配合兩側(cè)納米反光條，使光線最大程度的集中于水族箱內(nèi)，由于燈具是點(diǎn)射光，水面的波紋折射出陰影，可模擬大自然波光粼粼的效果。

　　圖3 LED 燈具燈條示意圖

3. 1. 2 燈具散熱和防水設(shè)計(jì)

　　LED 水族燈具散熱系統(tǒng)由主動散熱（ 涂覆紅外高輻射材料的鋁基板、鋁質(zhì)側(cè)齒散熱燈槽） 和被動散熱（ 軸流風(fēng)扇、循環(huán)水散熱） 組成，PCB 鋁基板焊接后涂刷防水漆，燈組下方裝高透光亞克力擋板，結(jié)構(gòu)示意圖見圖4.解決了大功率LED 燈具的散熱、防水問題， 使得LED 組合光源更加高效、節(jié)能環(huán)保。

　　1—亞克力玻璃; 2—燈箱; 3—LED 燈珠; 4—鋁基PCB 板;

　　5—鋁質(zhì)側(cè)齒散熱燈槽; 6—循環(huán)水散熱器;

　　7—線路板; 8—燈箱頂蓋; 9—風(fēng)扇

　　圖4 LED 組合燈具的結(jié)構(gòu)示意圖

　　3. 2 驅(qū)動電路設(shè)計(jì)

　　利用SN3352 芯片，采用降壓恒流驅(qū)動方式完成LED 驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)。SN3352 芯片輸入電壓范圍為6V 至40V， 輸出電流高達(dá)750mA， 輸出功率高達(dá)30W，集成了溫度補(bǔ)償電路，具有過熱保護(hù)和溫度補(bǔ)償功能。通過PWM 脈寬調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)芯片開關(guān)和調(diào)光功能。一個基元的電路原理圖見圖5.

　　圖5 LED 模組驅(qū)動電路

　　3. 3 電路控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　3. 3. 1 控制器電路設(shè)計(jì)

　　主控制器以STC89C54RD + 單片機(jī)為核心， 由單片機(jī)電路，I /O 接口驅(qū)動電路，系統(tǒng)參數(shù)存儲電路，按鍵電路，LCD 顯示電路，GSM 遠(yuǎn)程控制電路及LED 驅(qū)動控制電路組成。單片機(jī)寫有C 語言程序，用于調(diào)控并設(shè)定LED 的驅(qū)動電流強(qiáng)度、工作頻率和脈沖寬度，以滿足對光譜柔性調(diào)節(jié)的需求; 單片機(jī)電路通過I /O 接口、串行數(shù)據(jù)接口和L