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三基色LED灯比较火,前阵子DIY了一款三基色智能灯,与各位分享

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所谓三基色LED灯珠呢,就是大家熟知的全彩RGB灯珠,多以5050封装为主,在一颗灯珠中集成了红,绿,蓝三种基本色灯珠,然后通过对这三种基本色灯珠的控制实现不同的混光效果(因为每种基本色灯珠的取值范围是0-255,所以可以混出来的颜色种类多达:256×256×256=16777216种,即大家常说的16万色)。红光的波长一般在615-620nm,绿光波长一般在530-540nm,蓝光波长一般在460-70nm。目前的三基色LED灯珠大多需要外置的IC芯片通过PWM信号分别驱动RGB引脚来实现颜色和亮度的控制,市面常见的RGB全彩灯条基本都是一颗IC驱动3-8颗RGB灯珠实现的。
采用三基色LED光源的灯具是否适用与草缸或养草,是一个仁者见仁,智者见智的事情,目前的情况是很多水族灯具的知名大厂都有不少三基色LED灯具推出,而且还价格不菲,非我等工薪阶层所能享用的。但偶认为,三基色的LED灯至少在观赏鱼照明方面还是有不少优势的。
好了,基础知识结束,下面开始上干货。首先关于多通道控制的概念。相信广大鱼友都知道那些售价动辄大几千的灯具,在其介绍中总会提到有多少个控制通道,而在一些售价相对低廉的大众产品中则没有这个东东。其实呢,大家也知道有几个通道只是说明灯具里面有几种不同颜色的灯珠而已嘛,多通道控制技术只不过是说可以对不同颜色灯珠进行独立控制。那这个多通道控制技术跟今天的三基色LED有什么关系呢?
嗯,关系很大...很大。前面既然已经提到三基色的LED可以通过PWM信号控制灯珠的颜色和发光强度,那么只要能够实现对某一颗或多颗灯珠的控制,是不是就相当于实现了类似多通道的控制功能了呢? 哈哈,完全正确,而且更为重要的是还可以实现多少颗灯珠就有多少个控制通道的能力!LED灯珠实现任意混色的赶脚有木有?
啥,听起来好像有点难度?是的,难度是有哇,显然这样的LED灯必须要有高性能的MCU来控制驱动PWM信号,而且还要实现某颗灯珠或某组灯珠的独立控制,显然颜色和亮度不能固定,而是可以通过App实现修改配置的,而要实现App对灯具的控制,显然还需要云端服务器支持以实现远程控制哈。嗯,听起来像是一个系统工程了,而不仅仅是一款三基色LED鱼缸照明灯了。。。
作为一名资深技术宅男,有了想法就必须去行动。为了能够作出一款与市面不一样的LED鱼缸灯,看来得牺牲几个月的业余休闲时光了。好吧,赶紧行动吧!(待续。。。)


IP属地:上海1楼2017-10-08 17:22回复
    好久没来了,今天周末了,就把这个帖子补齐了吧。
    (一)硬件1——灯条设计
    考虑市面上能买的到的灯架都已长条型铝合金型材居多,结合自己在玩的也是以40和60的裸缸为主,所以LED光源就设计成灯条的样子,可以适用于40cm和60cm长度的灯架。铝基板灯条的宽度采用10mm,用5050封装内置IC的RGB灯珠,原理图和PCB都很简单。灯条发出去铝基板打样,哎,价格真心贵啊,做20根,打样费用200大洋哈。心疼十秒钟。。。
    (二)硬件2——控制器设计
    一开始的设计是外置控制器,这样可以做到和灯架无关,但想想在电线上挂一个控制盒总觉的有点别扭,有点强迫症哈。然后,在某宝上看中了一款超薄型的铝合金型材,嗯,就是它了。用亚克力切割了堵头和内置的控制盒,这样,控制器的结构设计算完成了,接下来就是重点了:控制器硬件设计。5050封装的RGB灯珠单颗功率最大大概在0.3W,40缸合适的照明功率应该在10到20W之间。上面的灯条设计单根12颗灯珠3.6W,所以用4条总功率14.4W。这样控制器就需要有4个接口来连接4根灯条实现独立控制。接着就需要选择WIFI和MCU控制模块啦,在网上逛了几天,找到了需要的WIFI模块和相应的MCU,原理图和PCB两天搞定,比较简单哈。
    PCB打样很快,3天就回来了,焊接完成后,装上堵头控制盒,就这个样子了:

    (三)硬件3——结构成型
    灯条打样回来后,焊接完灯珠,贴到铝合金型材灯架上,把控制盒和堵头也装起来,成型啦。硬件搞定,开始了漫长的软件设计开发的征途。。。

    (四)软件系统设计
    硬件是基础,软件是核心。三基色LED灯的硬件系统看似比较容易的搭建起来了,BUT,这才是万里长征第一步啊,巨大的软件系统的 工作还在后面等着呢。软件系统主要可以分为三块:设备内置MCU和WIFI模块的固件系统,智能终端的APP软件和云端的服务器系统。考虑到云端服务器系统的复杂性和稳定性及性能问题,经过几天的考虑和纠结,最终决定采用现成的商用IoT云服务,省去了云端的工作量,但新增的工作量就体现在设备的固件系统和智能终端App需要按照商业IoT云服务商的接口去实现。方案确定后,后续就是具体的编程和调试工作了。幸好倚仗多年嵌入式软件系统的开发经验,设备端的MCU控制软件和WIFI模块的接口系统经过近三周的奋战,基本功能顺利调通,当然其过程是艰辛的,此处省略一万字。。。然后,就是APP了,Android版本的还好调些,IOS系统的简直调试到崩溃啊。。。再然后就两月过去了,APP还没有搞定,*&*&%¥#@¥¥*。。。好在最终还是坚持下来了,工夫不负有心人啊,APP顺利的通过了苹果的测试,上架成功!!贴两张APP的界面哈:

    总体来说,整个软件系统的功能还是相当强大的,几乎挖掘了MCU和WIFI模块硬件系统所有的性能和功能潜力。不但具有远程手动控制的一切功能,比如开关,定时,调光调色,还具备相当的自主运作功能。比如像日出日落的模拟,闪电,渐变灯特效以及用户可配置的各种灯珠混色混光功能,还可以动态的把不同混色效果的模版连接起来实现各种自定义的动态模拟功能。总之,功能、性能都很强悍啊。。。
    最后的最后,贴两张灯光的实际效果图片:


    完。。。
    谢谢观赏!


    IP属地:上海3楼2017-10-27 21:15
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      再贴两张在小缸的效果图


      IP属地:上海来自iPhone客户端4楼2017-10-27 23:04
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        厉害了,每颗独立控制


        IP属地:山西来自Android客户端6楼2018-03-23 12:41
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          。。。厉害


          来自Android客户端8楼2018-09-02 16:04
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            这么牛逼的设计。。。。。仰慕


            IP属地:辽宁来自Android客户端9楼2019-05-03 19:30
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