一种恒定输出光源的控制系统及方法

摘要

本发明公开了一种恒定输出光源的控制系统及方法，该系统主要由检测模块，显示模块，报警模块，光源驱动模块，主控模块，键盘输入模块六个模块组成。本发明直接检测光源的强度作为系统反馈信号，使得系统能够灵敏，准确的检测和控制光源的强度，快速精准的检测并控制光源的强度的输出，从而消除电网电压的拨动引起的光源干扰。

主权项

一种恒定输出光源的控制系统，其特征在于，主要由检测模块，显示模块，报警模块，光源驱动模块，主控模块，键盘输入模块六个模块组成：所述检测模块：用于实时检测光源的强度，并由主控模块读取检测结果，采用单片测光芯片BH1750FVI进行光源信号采集，BH1750FVI是一种用于两线式串行总线接口的数字型光强度传感器集成电路； 所述显示模块：功能为显示当前光源的强度与设置的光源强度的相对偏差，由主控模块控制工作，当手动调整好初始光源强度之后，通过键盘模块来通知主控模块记住调整好的光源强度值，此时数码管显示为零，当光源强度有变化的时候，根据强度变化的量的绝对值，数码管会显示数值1到9；所述报警模块：当光源的强度变化范围超过了一定的量，此时蜂鸣器会发出报警声音，以提醒工作人员当前光源强度波动已经超标，该模块由主控模块控制，在主控模块内设置报警的值；所述光源驱动模块：用于驱动光源，由主控模块输出的控制信号来使该模块改变光源的输出强度，具体实现方式是通过控制可控硅的在一个交流周期内的导通时间来控制电源的输出功率，从而达到控制光源强度的目的，可变电阻R7用来手动调节光源的初始亮度，调节好初始亮度之后，通过器件LR1来控制光源强度的稳定性，其中LR1为对应设置的发光二极管和光敏电阻；所述键盘输入模块：是恒定输出光源的控制系统的唯一输入接口，用于设置系统的各种参数，由主控模块读取键盘值；所述主控模块：为恒定输出光源的控制的核心部分，用于所述控制系统的整体运行，主控芯片接受键盘信号来设置系统参数，正常工作时，主控模块通过I²C通讯方式读取检测模块的检测值，然后计算当前检测值与设置值之间的差值，并控制显示模块显示出此差值的相对量，如果此差值超过了设置的限制范围，主控模块会驱动报警模块发出报警信号；主控模块根据计算出来的差值，调节光源驱动模块的输出功率，改变光源强度；通过不断循环检测、判断、调节，达到稳定光源强度的目的；所述恒定输出光源的控制系统的控制方法，包括以下步骤，1）程序开始，初始化系统所有参数；2）等待设置光源强度初始值：通过手动调节R7可调整光源的输出强度，调到想要的强度后，通过按键使系统记住当前的光源强度；3）读取检测模块的值：此时系统开始进入循环控制过程；4）判断当前值是否与设定值相等：如果相等，则返回从新读取当前测试值，如果不相等则往下进行；5）显示当前值与设定值的相对差量的绝对值：具体算法为，（当前值‑设定值）/设定值*矫正系数，将结果取绝对值后再取整数；计算结果范围为0到9，将此结果显示到数码管上；6）判断波动范围是否达到最大限度：当波动的幅度达到了系统限定的最大范围，即数码管显示9的时候，单片机控制控制报警模块发出报警信号，然后再往下进行；如果波动幅度未达到限定范围，则直接往下进行；7）调整光源输出功率：根据幅度的波动幅度大小进行调节光源输出强度，具体实现方式为，通过单片机调整pwm_out信号的PWM波的占空比来改变LR1内部发光二极管的亮度，从而改变LR1内部的光敏电阻的阻值，使得光源驱动模块的输出功率得到调整；8）判断系统是否复位：复位信号由按键模块输入命令，如果有按键进行复位命令，则返回系统开始，从新初始化系统参数；如果没有按键进行复位命令，则返回读取检测模块的值，循环检测及控制。