一種智能色選機恒照明LED光源綜合控制裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術(shù)公開了一種智能色選機恒照明LED光源綜合控制裝置，包括ARM處理器芯片、恒流源模塊、光照度傳感器模塊、LED光源溫度檢測模塊、背景板調(diào)整模塊和FPGA信號處理模塊；所述恒流源模塊、光照度傳感器模塊、LED光源溫度檢測模塊、背景板調(diào)整模塊和FPGA信號處理模塊均與ARM處理器芯片連接。本實用新型專利技術(shù)實現(xiàn)了以ARM處理器為核心融合智能控制技術(shù)、基于FPGA的圖像處理技術(shù)、PWM控制技術(shù)的智能色選機恒照明LED光源綜合控制，該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)光照度響應(yīng)的快速檢測和實時控制，使光源輸出光強穩(wěn)定在所需照度上，為線陣CCD相機的圖像采集提供標準光源。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)屬于智能色選機系統(tǒng)
，具體涉及一種智能色選機恒照明LED光源綜合控制裝置。
技術(shù)介紹
光學(xué)系統(tǒng)是色選機系統(tǒng)圖像信息采集、物料甄別篩選的關(guān)鍵，而恒照明光源又是整個光學(xué)系統(tǒng)中至關(guān)重要的部分，穩(wěn)定照度的光源為后續(xù)圖像處理算法的實現(xiàn)提供有利條件。由于溫度、濕度、LED燈使用壽命等因素的影響，我國現(xiàn)有的色選機光源裝置照度不夠均勻且一致性較差，嚴重影響色選機的工作效率和色選效果，制約著色選行業(yè)的進一步發(fā)展。
技術(shù)實現(xiàn)思路
專利技術(shù)目的：針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本技術(shù)的目的是提供一種智能色選機恒照明LED光源綜合控制裝置，光照度傳感器模塊將采集到的照度轉(zhuǎn)化為電壓值傳遞到ARM處理器。ARM處理器將接收到的光照度數(shù)據(jù)與設(shè)定的標準值對比較，通過智能控制策略計算出LED光源需要補償?shù)碾娏髦担ㄟ^PWM控制技術(shù)改變LED電流大小，改變LED光源照度，實現(xiàn)光照度響應(yīng)的快速檢測、實時控制及穩(wěn)定輸出。技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述專利技術(shù)目的，本技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：一種智能色選機恒照明LED光源綜合控制裝置，其特征在于：包括ARM處理器芯片、恒流源模塊、光照度傳感器模塊、LED光源溫度檢測模塊、背景板調(diào)整模塊和FPGA信號處理模塊；所述恒流源模塊、光照度傳感器模塊、LED光源溫度檢測模塊、背景板調(diào)整模塊和FPGA信號處理模塊均與ARM芯片連接；其中，所述ARM處理器芯片，包含：RS232串口；USB 接口；CAN 接口；RS485 接口和I2C標準總線接口；PWM寄存器；存儲器，用于存儲該裝置采集到的LED光源照度數(shù)據(jù)；所述恒流源模塊，通過ARM處理器分析采樣電路采集到的數(shù)據(jù)，利用PWM控制策略對輸出電流進行調(diào)整，實現(xiàn)電流的閉環(huán)動態(tài)跟蹤調(diào)整；所述光照度傳感器模塊，用于采集LED光源照度數(shù)據(jù)，將流過光敏二極管的電流經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量傳送到ARM處理器；所述LED光源溫度檢測模塊，通過線性熱敏電阻溫度傳感器將LED光源溫度轉(zhuǎn)化為電壓量，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器后實時傳送到ARM芯片；所述背景板調(diào)整模塊，用于調(diào)整線陣CCD相機進行圖像信息采集時所需背景；所述FPGA信號處理模塊，通過CameraLink線與線陣CCD相機連接，可用CameraLink標準協(xié)議接收線陣CCD相機采集到的圖像信息，對開機上電后LED燈的損壞情況進行檢測。所述恒流源模塊包括： D/A轉(zhuǎn)換器；壓控恒流源電路，ARM處理器將相應(yīng)的數(shù)字量送交D/A轉(zhuǎn)換器，由轉(zhuǎn)換輸出相應(yīng)的模擬電壓量，并將該模擬電壓量輸入至壓控恒流源電路；A/D轉(zhuǎn)換器；采樣電路，通過A/D采樣電路不斷讀取采樣電阻的壓降，并由ARM處理器對采樣的數(shù)字量數(shù)據(jù)進一步處理，最終根據(jù)分析結(jié)果并結(jié)合PWM控制策略對輸出電流進行動態(tài)調(diào)整，從而構(gòu)成輸出電流的閉環(huán)控制，實現(xiàn)輸出電流的恒定。所述LED光源溫度檢測模塊將檢測的溫度數(shù)據(jù)傳送至ARM處理器芯片，與溫度設(shè)定值對比。若高于設(shè)定值，啟動風(fēng)機對LED光源降溫。所述FPGA信號處理模塊與背景板調(diào)整模塊配合使用對一個色選通道的LED燈損壞情況進行上電檢查。系統(tǒng)開機上電后，背景板調(diào)整模塊將背景調(diào)至白色，放置灰色校準板于線陣CCD相機的看點處，相機將此時的圖像信息經(jīng)CameraLink標準協(xié)議送至FPGA信號處理模塊，F(xiàn)PGA信號處理模塊若發(fā)現(xiàn)每行像素的某一段明顯低于同行其他像素，則可判斷出哪（幾）個LED燈已損壞。FPGA信號處理模塊將燈已損壞的信息經(jīng)ARM處理器傳至色選機主控板上。有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的智能色選機恒照明LED光源綜合控制裝置，實現(xiàn)了以ARM處理器為核心融合智能控制技術(shù)、基于FPGA的圖像處理技術(shù)、PWM控制技術(shù)的智能色選機恒照明LED光源綜合控制，該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)光照度響應(yīng)的快速檢測和實時控制，使光源輸出光強穩(wěn)定在所需照度上，為線陣CCD相機的圖像采集提供標準光源。附圖說明圖1是智能色選機恒照明LED光源綜合控制裝置的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是智能色選機恒照明LED光源綜合控制裝置的照度控制策略示意圖；圖3是智能色選機恒照明LED光源綜合控制裝置的故障檢測流程圖。具體實施方式下面結(jié)合具體附圖進一步闡明本技術(shù)，本具體實施方式在以本技術(shù)技術(shù)方案為前提下進行實施，應(yīng)理解這些方式僅用于說明本技術(shù)而不用于限制本技術(shù)的范圍。如圖1所示，智能色選機恒照明LED光源綜合控制裝置硬件結(jié)構(gòu)示意圖，包括ARM處理器芯片、恒流源模塊、光照度傳感器模塊、LED光源溫度檢測模塊、背景板調(diào)整模塊和FPGA信號處理模塊。其中，恒流源模塊，通過ARM處理器分析采樣電路采集到的數(shù)據(jù)，利用PWM控制策略對輸出電流進行動態(tài)跟蹤調(diào)整，從而構(gòu)成輸出電流的閉環(huán)控制，實現(xiàn)輸出電流的恒定。光照度傳感器模塊，用于采集LED光源照度數(shù)據(jù)，將流過光敏二極管的電流經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量傳送到ARM處理器。ARM處理器將檢測到的光照度值與光照度設(shè)定值比較，采用智能控制策略輸出控制信號至恒流源模塊，不斷調(diào)整恒流源的輸出電源，進而調(diào)整LED光源的亮度至穩(wěn)定狀態(tài)。LED光源溫度檢測模塊，通過線性熱敏電阻溫度傳感器將LED光源溫度轉(zhuǎn)化為電壓量，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器后實時傳送到ARM芯片。ARM處理器芯片將接收到的溫度數(shù)據(jù)與設(shè)定值對比。若高于設(shè)定值，啟動風(fēng)機對LED光源降溫。背景板調(diào)整模塊，用于調(diào)整線陣CCD相機進行圖像信息采集時所需背景；FPGA信號處理模塊，通過CameraLink線與線陣CCD相機連接，可用CameraLink標準協(xié)議接收線陣CCD相機采集到的圖像信息，對開機上電后LED燈的損壞情況進行檢測；如圖2所示，智能色選機恒照明LED光源綜合控制裝置的照度控制策略示意圖。色選機系統(tǒng)開機上電一段時間后，光照度傳感器模塊將流過光敏二極管的電流經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量傳送到ARM處理器。ARM處理器將檢測到的光照度值與光照度設(shè)定值比較，根據(jù)LED燈光強與電流的非線性關(guān)系，采用智能控制策略輸出控制信號至恒流源模塊，恒流源模塊接收到控制信號，驅(qū)動壓控恒流源電路輸出電流至LED光源，調(diào)整LED光源的照度。同時ARM處理器分析恒流源模塊的采樣電路采集到的數(shù)據(jù)，利用PWM控制策略對輸出電流進行動態(tài)跟蹤調(diào)整，從而構(gòu)成輸出電流的閉環(huán)控制，實現(xiàn)輸出電流的恒定，進而保證LED光強的穩(wěn)定。如圖3所示，智能色選機恒照明LED光源綜合控制裝置的故障檢測流程圖。系統(tǒng)開機上電后，首先利用FPGA信號處理模塊與背景板調(diào)整模塊對一個色選通道的LED燈損壞情況進行上電檢查。背景板調(diào)整模塊將背景調(diào)至白色，放置灰色校準板于線陣CCD相機的看點處，相機將此時的圖像信息經(jīng)CameraLink標準協(xié)議送至FPGA信號處理模塊，F(xiàn)PGA信號處理模塊若發(fā)現(xiàn)每行像素的某一段明顯低于同行其他像素，則可判斷出哪（幾）個LED燈已損壞。FPGA信號處理模塊將燈已損壞的信息經(jīng)ARM處理器傳至色選機主控板上，在觸摸屏上顯示并提醒客戶及時更換LED燈。光照度傳感器模塊將流過光敏二極管的電流經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量傳送到ARM處理器。ARM處理器將檢測到的光照度值與光照度設(shè)定值比較，若檢測到的光照度值大于或者小于設(shè)定值，根據(jù)LED燈光強與電流的非線性關(guān)系，采用智能控制策略和PWM控制技術(shù)，減小或者增大本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種智能色選機恒照明LED光源綜合控制裝置，其特征在于：包括ARM處理器芯片、恒流源模塊、光照度傳感器模塊、LED光源溫度檢測模塊、背景板調(diào)整模塊和FPGA信號處理模塊；所述恒流源模塊、光照度傳感器模塊、LED光源溫度檢測模塊、背景板調(diào)整模塊和FPGA信號處理模塊均與ARM芯片連接；其中，所述ARM處理器芯片，包含：RS232串口；USB?接口；CAN?接口；RS485?接口和I2C標準總線接口；PWM寄存器；存儲器，用于存儲該裝置采集到的LED光源照度數(shù)據(jù)；所述恒流源模塊，通過ARM處理器分析采樣電路采集到的數(shù)據(jù)，利用PWM控制策略對輸出電流進行調(diào)整，實現(xiàn)電流的閉環(huán)動態(tài)跟蹤調(diào)整；所述光照度傳感器模塊，用于采集LED光源照度數(shù)據(jù)，將流過光敏二極管的電流經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量傳送到ARM處理器；所述LED光源溫度檢測模塊，通過線性熱敏電阻溫度傳感器將LED光源溫度轉(zhuǎn)化為電壓量，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器后實時傳送到ARM芯片；所述背景板調(diào)整模塊，用于調(diào)整線陣CCD相機進行圖像信息采集時所需背景；所述FPGA信號處理模塊，通過CameraLink線與線陣CCD相機連接，可用CameraLink標準協(xié)議接收線陣CCD相機采集到的圖像信息，對開機上電后LED燈的損壞情況進行檢測。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種智能色選機恒照明LED光源綜合控制裝置，其特征在于：包括ARM處理器芯片、恒流源模塊、光照度傳感器模塊、LED光源溫度檢測模塊、背景板調(diào)整模塊和FPGA信號處理模塊；所述恒流源模塊、光照度傳感器模塊、LED光源溫度檢測模塊、背景板調(diào)整模塊和FPGA信號處理模塊均與ARM芯片連接；其中，所述ARM處理器芯片，包含：RS232串口；USB 接口；CAN 接口；RS485 接口和I2C標準總線接口；PWM寄存器；存儲器，用于存儲該裝置采集到的LED光源照度數(shù)據(jù)；所述恒流源模塊，通過ARM處理器分析采樣電路采集到的數(shù)據(jù)，利用PWM控制策略對輸出電流進行調(diào)整，實現(xiàn)電流的閉環(huán)動態(tài)跟蹤調(diào)整；所述光照度傳感器模塊，用于采集LED光源照度數(shù)據(jù)，將流過光敏二極管的電流經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量傳送到ARM處理器；所述LED光源溫度檢測模塊，通過線性熱敏電阻溫度傳感器將LED光源溫度轉(zhuǎn)化為電壓量，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器后實時傳送到ARM芯片；所述背景板調(diào)整模塊，用于調(diào)整線陣CCD相機進行圖像信息采集時所需背景；所述FPGA信號處理模塊，通過CameraLink線與線陣CCD相機連接，可用CameraLink標準協(xié)議接收線陣CCD相機采集到的圖像信息，對開機上電后LED燈的損壞情況進行檢測。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能色選機恒照明...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：倪超，李華賽，陶海平，
申請(專利權(quán))人：江蘇顯通光電技術(shù)有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32