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我的双碳DIY设计-基于英飞凌XDPL8219的调光LED灯

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zzele|  楼主 | 2022-11-22 13:20 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
一、项目方案的构想
这款英飞凌-XDPL8219 40W参考设计板主输出54V,具备40W的驱动能力,用来做LED灯的电源再合适不过了(事实上,54V用作其他用途的场合也并不多)。可贵的是,它还有两路辅助电源输出,分别是9V15V,刚好可以作为外接的控制板供电电源使用。
系统结构图如下所示:
设想其一是增加一个PWM调光恒流驱动电路,实现LED灯的线性调光功能;
设想其二是增加一个通信模块,比如蓝牙模块、WIFI模块,Lora模块等,实现遥控或者联网远程控制功能;
设想其三是增加一个光照传感器,实现环境自适应调光功能,当阴天的时候,灯光自动增强,当阳光明媚的时候,灯光自动减弱;
设想其四是增加一个语音识别模块,实现人声识别控制,无需动手,动动嘴巴就可以开灯关灯;
设想其五是增加一个人体感应模块,实现灯光随人动,人在灯亮,人走熄灯的效果;
设想其六是增加一个音乐播放模块,实现背景音乐的天籁之音绕梁;
莫多想,疫情影响,只能择其一二实现啦!
二、方案设计与搭建
1LED灯的电源由英飞凌-XDPL8219 40W参照板输出54V提供,外加54 V CV SSR板提供反馈使输出电压稳定;如下图所示:
可以使用带隔离的UART报告评估插件板插接在X2上,通过串口TTLUSB适配器就可以在电脑的串口通信助手上读到XDPL8219的输出状态信息。
2LED灯的调光功能由PWM恒流降压驱动电路实现,主芯片Hi7001支持宽电压5-100V输入,65536:1的调光比,效率高达95%,输出电流可调范围60mA~1.5A,恒流精度<±3%,多功能平均电流型调光机制保证稳定的发光亮度。
3PWM驱动电路由STM32L051实现,它是一款基于Cortex-M0+内核的低功耗32flash单片机,主频达到32MHz,内部资源非常丰富,有64KBFlash8KBSRAM2KB的内部EEPROM,支持UARTLPUART,支持16位的PWM输出。本例中,单片机由串口接收控制指令,从PWM端口输出调光信号给Hi7001调节LED灯亮度。
4、遥控功能由RF模块或者蓝牙BLE模块实现。RF模块分为发射器和接收器,发射器做成遥控手柄的样式,电池供电,接收器连接在调光控制板上,接收发射器的遥控信号实现开灯、关灯、变亮、变暗等功能;
        
蓝牙BLE模块配合手机蓝牙APP实现。
三、调试流程
从配件到实现LED调光是分以下几个步骤实现的。
1、验证XDPL8219电路板的输出电压,可以采用万用表测量的方法,测得Vo_main53.5VVo_aux18.8VVo_aux214.9V。也可以通过隔离评估插件在电脑端观察数据;
2、验证LED调光电路,采用低压模拟的方式,程序控制pwm信号实现LED呼吸灯的效果;然后再上高压测试;
3、调试遥控功能,采用分段实现,先调试发射端,能够正常发射信号;再调试接收端,接收到信号后的解析处理。
四、作品展示、制作心得和总结(>200字)
1、作品展示(图片+视频)
视频链接:
2、制作心得和总结
在制作过程中,最突出的感受有以下几点:
1XDPL8219电源板的输出非常稳定,带载能力很强劲,使得LED灯珠色度很饱满,亮度充足;由于时间仓促,未能将调光过程按照光照度进行线性化,造成演示过程中,人眼感受到的调光亮度变化不平均,并非供电的问题。
2)上电过程非常平稳,听不到高频变压器的啸叫噪声,对电网的干扰也达到最小程度;
3)电源板使用的元器件比较多,插件占比过大,建议改为贴片封装可以减少PCB板的面积。大多数LED驱动IC可以直接从主输出回路上取电,可以省去未使用的两路辅助电源,板子尺寸会进一步减小。
4)由于电源板尺寸过长,未能给控制电路选配外壳,在调试过程中,对环境有一定的要求,比如防静电击穿,防止人员触电危险,防止意外短路情况等等,建议外观尺寸微型化,易使用,易放置就会更加完美啦!
总体来说,这次试用对XDPL8219 40W测试板的表现还是很满意的,特别是对XDPL8219的前级处理电路印象深刻,受益匪浅。因为受到了疫情的影响,购买的其他器件快递发不出,也收不到,等有机会再做完善吧。

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