LED光空间分布测量装置

发布时间：2021-09-25 06:04

　　根据光电信息科学与工程专业光电综合实验课程的需要,该文介绍了一种测量LED光空间分布的方法,并设计了一套基于PIC单片机的光照度采集系统。该系统以PIC单片机作为控制器,通过数字光照传感器模块采集LED光照度数值,通过IIC两线串行总线传输给单片机,单片机将接收到的光照度数据转换为四位八段数码管译码,再将译码通过IIC总线输送给数码管驱动芯片,驱动数码管显示光照度值。通过该系统可以实现LED光照度的采集,利用MATLAB对测量数据进行拟合,得到直观的LED光空间分布图形,即配光曲线。将该系统应用到光电综合实验中,可以加深学生对LED光空间分布测试方法的理解,掌握数据处理的方法,培养学生应用综合知识的能力。 

【文章来源】：实验技术与管理. 2020,37(08)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

采集模块原理图

显示模块电路如图8所示，选择具有IIC接口的TM1650芯片，该芯片性能稳定、质量可靠、抗干扰性强、具有8级亮度设置的8段×4位显示模式[7]。内部集成有IO控制数字接口、数据锁存器、LED驱动器、键盘扫描、亮度调节等电路。由于芯片内部集成了一个时钟振荡器电路和一个支持2.8～5.5 V电源电压的上电复位电路，系统硬件的供电电压已经能够满足电压需求，因此该模块不需要电源电压转换电路，降低了硬件设计的复杂性并且仅需要少量外围设备就能执行显示功能。为防止工作在干燥环境而产生的静电损坏芯片，可以在接口部分放置ESD静电保护元件[8]。图8中第1、5、6、7管脚为位选端，第8、9、11、12、13、14、15、16为段选端，第2、3管脚分别为IIC数据输入端和时钟输入端。本文设计用单片机的IO口模拟IIC的时钟与数据信号，通过TM1650驱动四位数码管。可在VCC与GND之间并联一个104电容和一个470μF的电解电容，起滤波作用，防止电源电压不稳造成数据传输的不稳定[9]。

实验装置采用模块化设计，实验过程中需要学生自己动手组装搭建实验装置，进行LED光空间分布特性测试。装置如图1所示，包括LED发射器、转台、导轨、光照度探头和硬件电路模块等。硬件电路模块有电源模块、单片机控制模块、光照度采集模块和光照度显示模块。电源模块为其他模块供电，单片机控制模块通过程序控制显示模块和传感器采集模块工作，并可以通过按键调节量程，显示模块具有四位数码管用来显示光照度值。实验装置的关键技术参数有：（1）光发射器。光源固定夹具，孔径5 mm。（2）转台。转台可在水平方向自由旋转，旋转角度为0～360°，测量精度为1°。（3）光阑筒。又称平行光管，可以消除外界杂光，始端为直径5 mm的光阑孔，末端安装有光照度传感器模块。（4）传感器模块。传感器灵敏度0.045 lux/LSB，最大流明测量值为188 000 lux。（5）导轨。长度600 mm，两侧标有刻度线。2 测量原理


本文编号：3409245