CN109743813A - 一种pwm控制rgb灯实现颜色转变的***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PWM控制RGB灯实现颜色转变的***及方法，其中，PWM控制RGB灯实现颜色转变的***包括单片机、1ms定时器中断、开关单元、电源单元、检测单元、RGB灯，所述1ms定时器配置在单片机上，开关单元的信号入口与单片机上颜色控制IO端口电连接，电源单元与开关单元电连接，RGB灯与电源单元电连接，单片机控制开关单元的开或闭继而控制RGB灯的亮或暗，检测单元与开关单元电连接，检测单元将检测信号发送至单片机，检测信号经过单片机计算后，得出RGB灯的工作状态；采用本发明制作出的照明灯发出的光线是利用红色绿色蓝色三种色光按照不同的比例混合而成的，显示出来的效果会给人们带来更加丰富真实的色彩感受。

Description

一种PWM控制RGB灯实现颜色转变的***及方法
技术领域
本发明涉及消费电子，智能家居，LED显示领域，具体涉及一种PWM控制RGB灯实现颜色转变的电路及方法。
背景技术
随着人民生活水平的日益提高，大众对生活的审美观越来越注重，对灯光的照明需求逐渐转向为随意控制灯光的颜色和强度，而使用PWM控制RGB灯实现颜色转变的方案正好能对灯光的颜色和强度进行控制。
目前的生活现状种，LED灯存在诸多缺点：
（1）颜色单一，颜色只能为纯白光或者某种颜色；
（2）灯带寿命短 ；
（3）耗电量高。
而RGB灯则是利用红色绿色蓝色三种色光按照不同的比例混合而成的，显示出来的效果会给人们带来更加丰富真实的色彩感受。根据使用环境的情况，可以设置不同颜色和强度来满足消费者的需求，通过减弱灯光的颜色亮度可以实现增加LED灯的使用寿命和降低耗电量。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种PWM控制RGB灯实现颜色转变的电路及方法，以解决上述背景技术中出现的问题。
本发明公开了一种PWM控制RGB灯实现颜色转变的***，包括单片机、1ms定时器中断、开关单元、电源单元、检测单元、RGB灯，所述1ms定时器配置在单片机上，开关单元的信号入口与单片机上颜色控制IO端口电连接，电源单元与开关单元电连接，RGB灯与电源单元电连接，单片机控制开关单元的开或闭继而控制RGB灯的亮或暗，检测单元与开关单元电连接，检测单元将检测信号发送至单片机，检测信号经过单片机计算后，得出RGB灯的工作状态。
作为本发明的进一步优选，所述开关单元包括三个MOS管，三个MOS管的栅极分别通过三个相同阻值的电阻与单片机的三个颜色控制IO端口电连接，三个MOS管的源极共接在一起并与检测单元的信号输入端电连接，每个MOS管的栅极和源极之间并联有一个相同阻值的电阻，三个MOS管的漏级分别与电源单元电连接。
作为本发明的进一步优选，所述电源单元包括12V电源和CON4座子，12V电源与CON4座子连接，RGB灯连接在CON4座子上，开关单元通过控制CON4座子内的电路通断来控制RGB灯的亮或暗。
作为本发明的进一步优选，所述检测单元包括并联电路，一个电容、两个外接电阻、3.3V电源所述并联电阻由四个电阻并联构成，并联电路的一端接开关单元的信号输出端，另一端接地，两个外接电阻串联后一端接3.3V电源，另一端接接在并联电路的信号输入端上，电容的一端接在两外接电阻之间，另一端接地，两外接电阻之间通过导线与单片机MISO端口连接。
一种PWM控制RGB灯实现颜色转变的方法，具体方法如下：
单片机上配置一个1ms的计时器中断，单片机执行循环程序，定时器中断持续计数255次为一个循环周期，单片机控制RGB灯的持续闪烁次数，单片机内设定RGB灯的持续闪烁次数，单片机的IO端口输出高电平时，RGB灯亮，反之，则RGB灯灭，当RGB灯持续闪烁次数达到或超过设定值时，单片机IO端口输出低电平，单片机继续运行程序，直至完成一个循环周期，再之后，继续下一个循环。
作为本发明的进一步优选，当某一毫秒输出高电平的时候，灯带亮，当某一毫秒输出低电平时，灯带灭，但是RGB灯亮灭的时间很短，1ms人眼根本识别不过来，基于人眼的视觉暂留效果，人眼看到的RGB灯发出的光是持续的，如果持续高电平，则颜色最亮；如果低电平的时间越长，则颜色会越来越暗。
作为本发明的进一步优选，所述RGB灯包括红、绿、蓝三个发光芯片，每个发光芯片的发光强度范围在0-255。
本发明的有益效果：采用本发明制作出的照明灯发出的光线是利用红色绿色蓝色三种色光按照不同的比例混合而成的，显示出来的效果会给人们带来更加丰富真实的色彩感受，根据使用环境的情况，可以设置不同颜色和强度来满足消费者的需求，通过减弱灯光的颜色亮度可以实现增加LED灯的使用寿命和降低耗电量。
附图说明
图1为本发明的电路原理图；
图2为本发明的方法流程图。
具体实施方式
以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种PWM控制RGB灯实现颜色转变的***，包括单片机、1ms定时器中断、开关单元、电源单元、检测单元、RGB灯，所述1ms定时器配置在单片机上，开关单元的信号入口与单片机上颜色控制IO端口电连接，电源单元与开关单元电连接，RGB灯与电源单元电连接，单片机控制开关单元的开或闭继而控制RGB灯的亮或暗，检测单元与开关单元电连接，检测单元将检测信号发送至单片机，检测信号经过单片机计算后，得出RGB灯的工作状态。
开关单元包括三个MOS管，三个MOS管的栅极分别通过三个相同阻值的电阻与单片机的三个颜色控制IO端口电连接，三个MOS管的源极共接在一起并与检测单元的信号输入端电连接，每个MOS管的栅极和源极之间并联有一个相同阻值的电阻，三个MOS管的漏级分别与电源单元电连接。
参考图1所示，进一步的， M1的栅极通过电阻R2连接单片机的RED1端口，M2的栅极通过电阻R4连接单片机的BLUE1端口，M3的栅极通过电阻R6连接单片机的GREEN1端口，三个MOS管的型号为AO3400。
电源单元包括12V电源和CON4座子，12V电源与CON4座子的一个插针连接，RGB灯的四个针脚连接在CON4座子的四个插针上，三个MOS管的漏级与CON4座子上的三个插针连接，本发明中，MOS管作为电开关元件，当RED1、BLUE1、GREEN1单片机端口输出高电平时，AO3400导通，则12V供电能正常通过,当RED1、BLUE1、GREEN1单片机端口输出低电平时，AO3400关闭，则12V供电不能正常使用，RED1、BLUE1、GREEN1单片机端口同时输入高电平时，RGB灯发出白光，调整RED1、BLUE1、GREEN1单片机端口的高电平情况可以控制RGB灯的发光颜色，例如， BLUE1、GREEN1单片机端口输出低电平，RED1单片机端口输出高电平，则RGB灯发出红光。
检测单元包括并联电路，一个电容、两个外接电阻、3.3V电源，所述并联电阻由四个电阻并联构成，并联电路的一端接开关单元的信号输出端，另一端接地，两个外接电阻串联后一端接3.3V电源，另一端接接在并联电路的信号输入端上，电容的一端接在两外接电阻之间，另一端接地，两外接电阻之间通过导线与单片机MISO端口连接，更加具体的，如图1所示，当灯带正常工作时，R75,R76,R20,R21有电流通过，则MISO单片机端口检测到的电压值维持在一个较高的水平；当灯带断路时，采样电阻R75无电流通过，MISO单片机端检测到的电压值则固定为1.65V，单片机内的程序可以通过判断采样值来判断出RGB灯的工作状态，以便对RGB灯进行及时地维修和更换。
一种PWM控制RGB灯实现颜色转变的方法，具体方法如下：单片机上配置一个1ms的计时器中断，单片机执行循环程序，定时器中断持续计数255次为一个循环周期，单片机控制RGB灯的持续闪烁次数，单片机内设定RGB灯的持续闪烁次数，单片机的IO端口输出高电平时，RGB灯亮，反之，则RGB灯灭，当RGB灯持续闪烁次数达到或超过设定次数时，单片机IO端口输出低电平，RGB灯灭，单片机继续运行程序，直至完成一个循环周期，再之后，继续下一个循环。
参考图2所示，更具体的，单片机中存储有控制程序，程序的运行过程如下：设定初始值N=0，之后，运行N+1程序，程序中设定比较阈值255，通过单片机接口向程序中写入光强设定值（CurSetValue），判断N+1与255的数值大小，当N+1≥255时，程序返回到N=0，当N+1＜255时，判断N与CurSetValue的数值大小，当N＜CurSetValue时，单片机的颜色控制IO端口输出低电平，等灭，当N≥CurSetValue时，单片机颜色控制IO端口输出高电平，灯亮，单片机颜色控制IO端口输出信号后，定时器中断延时1ms，1ms后程序返回到N+1步骤，继续进行上述操作。
为了更好的理解本发明，下列给出实现本发明功能的代码：
本实施例中，当某一毫秒输出高电平的时候，灯带亮，当某一毫秒输出低电平时，灯带灭，但是RGB灯亮灭的时间很短，1ms人眼根本识别不过来，基于人眼的视觉暂留效果，人眼看到的RGB灯发出的光是连续的，如果持续高电平，则颜色最亮；如果低电平的时间越长，则颜色会越来越暗。
RGB灯包括红、绿、蓝三个发光芯片，通过控制单片机IO输出电平的高/低比率，来控制RGB灯三种基色的显示强度，R、G、B不同强度颜色的组合就能形成不同的颜色、每种颜色的发光强度范围在0-255，整个RGB灯具有2553种颜色，即16777216种，例如，当R=255、G=255、B=255时，RGB灯发出最亮的白光，当R=255、G=000、B=000时，RGB灯发出最亮的红光。
采用本发明制作出的照明灯发出的光线是利用红色绿色蓝色三种色光按照不同的比例混合而成的，显示出来的效果会给人们带来更加丰富真实的色彩感受，根据使用环境的情况，可以设置不同颜色和强度来满足消费者的需求，通过减弱灯光的颜色亮度可以实现增加LED灯的使用寿命和降低耗电量。
尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制，在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在装置形式上、材质上、细节上作出各种组合变化。

Claims (7)

1.一种PWM控制RGB灯实现颜色转变的***，其特征在于，包括单片机、1ms定时器中断、开关单元、电源单元、检测单元、RGB灯，所述1ms定时器配置在单片机上，开关单元的信号入口与单片机上颜色控制IO端口电连接，电源单元与开关单元电连接，RGB灯与电源单元电连接，单片机控制开关单元的开或闭继而控制RGB灯的亮或暗，检测单元与开关单元电连接，检测单元将检测信号发送至单片机，检测信号经过单片机计算后，得出RGB灯的工作状态。
2.根据权利要求1所述的一种PWM控制RGB灯实现颜色转变的***，其特征在于，所述开关单元包括三个MOS管，三个MOS管的栅极分别通过三个相同阻值的电阻与单片机的三个颜色控制IO端口电连接，三个MOS管的源极共接在一起并与检测单元的信号输入端电连接，每个MOS管的栅极和源极之间并联有一个相同阻值的电阻，三个MOS管的漏级分别与电源单元电连接。
3.根据权利要求2所述的一种PWM控制RGB灯实现颜色转变的***，其特征在于，所述电源单元包括12V电源和CON4座子，12V电源与CON4座子连接，RGB灯连接在CON4座子上，开关单元通过控制CON4座子内的电路通断来控制RGB灯的亮或暗。
4.根据权利要求2所述的一种PWM控制RGB灯实现颜色转变的***，其特征在于，所述检测单元包括并联电路，一个电容、两个外接电阻、3.3V电源所述并联电阻由四个电阻并联构成，并联电路的一端接开关单元的信号输出端，另一端接地，两个外接电阻串联后一端接3.3V电源，另一端接接在并联电路的信号输入端上，电容的一端接在两外接电阻之间，另一端接地，两外接电阻之间通过导线与单片机MISO端口连接。
5.一种PWM控制RGB灯实现颜色转变的方法，其特征在于，具体方法如下：单片机上配置一个1ms的计时器中断，单片机执行循环程序，定时器中断持续计数255次为一个循环周期，单片机控制RGB灯的持续闪烁次数，单片机内设定RGB灯的持续闪烁次数，单片机的IO端口输出高电平时，RGB灯亮，反之，则RGB灯灭，当RGB灯持续闪烁次数达到或超过设定次数时，单片机IO端口输出低电平，RGB灯灭，单片机继续运行程序，直至完成一个循环周期，再之后，继续下一个循环。
6.根据权利要求5所述的一种PWM控制RGB灯实现颜色转变的方法，其特征在于，当某一毫秒输出高电平的时候，灯带亮，当某一毫秒输出低电平时，灯带灭，但是RGB灯亮灭的时间很短，1ms人眼根本识别不过来，基于人眼的视觉暂留效果，人眼看到的RGB灯发出的光是连续的，如果持续高电平，则颜色最亮；如果低电平的时间越长，则颜色会越来越暗。
7.根据权利要求1所述的一种PWM控制RGB灯实现颜色转变的***，其特征在于，所述RGB灯包括红、绿、蓝三个发光芯片，每个发光芯片的发光强度范围控制在0-255。
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