CN205546117U - 一种智能色选机恒照明led光源综合控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能色选机恒照明LED光源综合控制装置，包括ARM处理器芯片、恒流源模块、光照度传感器模块、LED光源温度检测模块、背景板调整模块和FPGA信号处理模块；所述恒流源模块、光照度传感器模块、LED光源温度检测模块、背景板调整模块和FPGA信号处理模块均与ARM处理器芯片连接。本实用新型实现了以ARM处理器为核心融合智能控制技术、基于FPGA的图像处理技术、PWM控制技术的智能色选机恒照明LED光源综合控制，该装置能够实现光照度响应的快速检测和实时控制，使光源输出光强稳定在所需照度上，为线阵CCD相机的图像采集提供标准光源。
Description
技术领域
本实用新型属于智能色选机***技术领域，具体涉及一种智能色选机恒照明LED光源综合控制装置。
背景技术
光学***是色选机***图像信息采集、物料甄别筛选的关键，而恒照明光源又是整个光学***中至关重要的部分，稳定照度的光源为后续图像处理算法的实现提供有利条件。由于温度、湿度、LED灯使用寿命等因素的影响，我国现有的色选机光源装置照度不够均匀且一致性较差，严重影响色选机的工作效率和色选效果，制约着色选行业的进一步发展。
实用新型内容
发明目的：针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的是提供一种智能色选机恒照明LED光源综合控制装置，光照度传感器模块将采集到的照度转化为电压值传递到ARM处理器。ARM处理器将接收到的光照度数据与设定的标准值对比较，通过智能控制策略计算出LED光源需要补偿的电流值，通过PWM控制技术改变LED电流大小，改变LED光源照度，实现光照度响应的快速检测、实时控制及稳定输出。
技术方案：为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种智能色选机恒照明LED光源综合控制装置，其特征在于：包括ARM处理器芯片、恒流源模块、光照度传感器模块、LED光源温度检测模块、背景板调整模块和FPGA信号处理模块；所述恒流源模块、光照度传感器模块、LED光源温度检测模块、背景板调整模块和FPGA信号处理模块均与ARM芯片连接；其中，
所述ARM处理器芯片，包含：RS232串口；USB 接口；CAN 接口；RS485 接口和I2C标准总线接口；PWM寄存器；存储器，用于存储该装置采集到的LED光源照度数据；
所述恒流源模块，通过ARM处理器分析采样电路采集到的数据，利用PWM控制策略对输出电流进行调整，实现电流的闭环动态跟踪调整；
所述光照度传感器模块，用于采集LED光源照度数据，将流过光敏二极管的电流经A/D转换器转换为数字量传送到ARM处理器；
所述LED光源温度检测模块，通过线性热敏电阻温度传感器将LED光源温度转化为电压量，经过A/D转换器后实时传送到ARM芯片；
所述背景板调整模块，用于调整线阵CCD相机进行图像信息采集时所需背景；
所述FPGA信号处理模块，通过CameraLink线与线阵CCD相机连接，可用CameraLink标准协议接收线阵CCD相机采集到的图像信息，对开机上电后LED灯的损坏情况进行检测。
所述恒流源模块包括： D/A转换器；压控恒流源电路，ARM处理器将相应的数字量送交D/A转换器，由转换输出相应的模拟电压量，并将该模拟电压量输入至压控恒流源电路；A/D转换器；采样电路，通过A/D采样电路不断读取采样电阻的压降，并由ARM处理器对采样的数字量数据进一步处理，最终根据分析结果并结合PWM控制策略对输出电流进行动态调整，从而构成输出电流的闭环控制，实现输出电流的恒定。
所述LED光源温度检测模块将检测的温度数据传送至ARM处理器芯片，与温度设定值对比。若高于设定值，启动风机对LED光源降温。
所述FPGA信号处理模块与背景板调整模块配合使用对一个色选通道的LED灯损坏情况进行上电检查。***开机上电后，背景板调整模块将背景调至白色，放置灰色校准板于线阵CCD相机的看点处，相机将此时的图像信息经CameraLink标准协议送至FPGA信号处理模块，FPGA信号处理模块若发现每行像素的某一段明显低于同行其他像素，则可判断出哪（几）个LED灯已损坏。FPGA信号处理模块将灯已损坏的信息经ARM处理器传至色选机主控板上。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型的智能色选机恒照明LED光源综合控制装置，实现了以ARM处理器为核心融合智能控制技术、基于FPGA的图像处理技术、PWM控制技术的智能色选机恒照明LED光源综合控制，该装置能够实现光照度响应的快速检测和实时控制，使光源输出光强稳定在所需照度上，为线阵CCD相机的图像采集提供标准光源。
附图说明
图1是智能色选机恒照明LED光源综合控制装置的硬件结构示意图；
图2是智能色选机恒照明LED光源综合控制装置的照度控制策略示意图；
图3是智能色选机恒照明LED光源综合控制装置的故障检测流程图。
具体实施方式
下面结合具体附图进一步阐明本实用新型，本具体实施方式在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，应理解这些方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。
如图1所示，智能色选机恒照明LED光源综合控制装置硬件结构示意图，包括ARM处理器芯片、恒流源模块、光照度传感器模块、LED光源温度检测模块、背景板调整模块和FPGA信号处理模块。其中，
恒流源模块，通过ARM处理器分析采样电路采集到的数据，利用PWM控制策略对输出电流进行动态跟踪调整，从而构成输出电流的闭环控制，实现输出电流的恒定。
光照度传感器模块，用于采集LED光源照度数据，将流过光敏二极管的电流经A/D转换器转换为数字量传送到ARM处理器。ARM处理器将检测到的光照度值与光照度设定值比较，采用智能控制策略输出控制信号至恒流源模块，不断调整恒流源的输出电源，进而调整LED光源的亮度至稳定状态。
LED光源温度检测模块，通过线性热敏电阻温度传感器将LED光源温度转化为电压量，经过A/D转换器后实时传送到ARM芯片。ARM处理器芯片将接收到的温度数据与设定值对比。若高于设定值，启动风机对LED光源降温。
背景板调整模块，用于调整线阵CCD相机进行图像信息采集时所需背景；
FPGA信号处理模块，通过CameraLink线与线阵CCD相机连接，可用CameraLink标准协议接收线阵CCD相机采集到的图像信息，对开机上电后LED灯的损坏情况进行检测；
如图2所示，智能色选机恒照明LED光源综合控制装置的照度控制策略示意图。色选机***开机上电一段时间后，光照度传感器模块将流过光敏二极管的电流经A/D转换器转换为数字量传送到ARM处理器。ARM处理器将检测到的光照度值与光照度设定值比较，根据LED灯光强与电流的非线性关系，采用智能控制策略输出控制信号至恒流源模块，恒流源模块接收到控制信号，驱动压控恒流源电路输出电流至LED光源，调整LED光源的照度。同时ARM处理器分析恒流源模块的采样电路采集到的数据，利用PWM控制策略对输出电流进行动态跟踪调整，从而构成输出电流的闭环控制，实现输出电流的恒定，进而保证LED光强的稳定。
如图3所示，智能色选机恒照明LED光源综合控制装置的故障检测流程图。***开机上电后，首先利用FPGA信号处理模块与背景板调整模块对一个色选通道的LED灯损坏情况进行上电检查。背景板调整模块将背景调至白色，放置灰色校准板于线阵CCD相机的看点处，相机将此时的图像信息经CameraLink标准协议送至FPGA信号处理模块，FPGA信号处理模块若发现每行像素的某一段明显低于同行其他像素，则可判断出哪（几）个LED灯已损坏。FPGA信号处理模块将灯已损坏的信息经ARM处理器传至色选机主控板上，在触摸屏上显示并提醒客户及时更换LED灯。
光照度传感器模块将流过光敏二极管的电流经A/D转换器转换为数字量传送到ARM处理器。ARM处理器将检测到的光照度值与光照度设定值比较，若检测到的光照度值大于或者小于设定值，根据LED灯光强与电流的非线性关系，采用智能控制策略和PWM控制技术，减小或者增大恒流源模块的输出电流至LED光源，调整LED光源的照度，保证LED光源照度的稳定。若出现检测到的光照度值小于设定值，且无论如何增大恒流源模块的输出电流都无法使LED光源达到设定的亮度，则LED灯已损坏，ARM处理器会将此信息上传至色选机主控板上，在触摸屏上显示并提醒客户及时更换LED灯。
Claims (4)
1.一种智能色选机恒照明LED光源综合控制装置，其特征在于：包括ARM处理器芯片、恒流源模块、光照度传感器模块、LED光源温度检测模块、背景板调整模块和FPGA信号处理模块；所述恒流源模块、光照度传感器模块、LED光源温度检测模块、背景板调整模块和FPGA信号处理模块均与ARM芯片连接；其中，
所述ARM处理器芯片，包含：RS232串口；USB 接口；CAN 接口；RS485 接口和I2C标准总线接口；PWM寄存器；存储器，用于存储该装置采集到的LED光源照度数据；
所述恒流源模块，通过ARM处理器分析采样电路采集到的数据，利用PWM控制策略对输出电流进行调整，实现电流的闭环动态跟踪调整；
所述光照度传感器模块，用于采集LED光源照度数据，将流过光敏二极管的电流经A/D转换器转换为数字量传送到ARM处理器；
所述LED光源温度检测模块，通过线性热敏电阻温度传感器将LED光源温度转化为电压量，经过A/D转换器后实时传送到ARM芯片；
所述背景板调整模块，用于调整线阵CCD相机进行图像信息采集时所需背景；
所述FPGA信号处理模块，通过CameraLink线与线阵CCD相机连接，可用CameraLink标准协议接收线阵CCD相机采集到的图像信息，对开机上电后LED灯的损坏情况进行检测。
2.根据权利要求1所述的智能色选机恒照明LED光源综合控制装置，其特征在于：所述恒流源模块，包括： D/A转换器；压控恒流源电路，ARM处理器将相应的数字量送交D/A转换器，由转换输出相应的模拟电压量，并将该模拟电压量输入至压控恒流源电路；A/D转换器；采样电路，通过A/D采样电路不断读取采样电阻的压降，并由ARM处理器对采样的数字量数据进一步处理，最终根据分析结果并结合PWM控制策略对输出电流进行动态调整，从而构成输出电流的闭环控制，实现输出电流的恒定。
3.根据权利要求1所述的智能色选机恒照明LED光源综合控制装置，其特征在于：所述LED光源温度检测模块， ARM处理器将温度检测模块传送上来的温度数据与温度设定值对比；若高于设定值，启动风机对LED光源降温。
4.根据权利要求1所述的智能色选机恒照明LED光源综合控制装置，其特征在于：所述FPGA信号处理模块与背景板调整模块配合使用对一个色选通道的LED灯损坏情况进行上电检查；***开机上电后，背景板调整模块将背景调至白色，放置灰色校准板于线阵CCD相机的看点处，相机将此时的图像信息经CameraLink标准协议送至FPGA信号处理模块，FPGA信号处理模块若发现每行像素的某一段明显低于同行其他像素，则可判断出哪个LED灯已损坏；FPGA信号处理模块将灯已损坏的信息经ARM处理器传至色选机主控板上。
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| CN106094198A (zh) * | 2016-06-15 | 2016-11-09 | 南京林业大学 | 一种智能色选机光学***自适应校正方法及装置 |
| CN106793337A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-05-31 | 深圳创维－Rgb电子有限公司 | 一种提升led背光源亮度的电路、方法、装置及控制器 |
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