基于單片機控制的LED水族照明裝置設計

　　3. 1. 1 燈具結構設計

　　根據水生動植物對光選擇性吸收的事實，確定了“LED 水族照明光源”的主光譜輻射區。突破傳統的點、線光源技術缺陷，LED 組合燈具采用模組式設計，由1 組主燈條（ 3W 的4 藍、6 白、2 紅LED） 和1 組月光燈條（ 1W 的4 藍、3 紅、2 綠、1黃、1 三基色LED） 組成（ 見圖3） 。每個燈珠裝配30°聚光帽，配合兩側納米反光條，使光線最大程度的集中于水族箱內，由于燈具是點射光，水面的波紋折射出陰影，可模擬大自然波光粼粼的效果。

　　圖3 LED 燈具燈條示意圖

3. 1. 2 燈具散熱和防水設計

　　LED 水族燈具散熱系統由主動散熱（ 涂覆紅外高輻射材料的鋁基板、鋁質側齒散熱燈槽） 和被動散熱（ 軸流風扇、循環水散熱） 組成，PCB 鋁基板焊接后涂刷防水漆，燈組下方裝高透光亞克力擋板，結構示意圖見圖4.解決了大功率LED 燈具的散熱、防水問題， 使得LED 組合光源更加高效、節能環保。

　　1—亞克力玻璃; 2—燈箱; 3—LED 燈珠; 4—鋁基PCB 板;

　　5—鋁質側齒散熱燈槽; 6—循環水散熱器;

　　7—線路板; 8—燈箱頂蓋; 9—風扇

　　圖4 LED 組合燈具的結構示意圖

　　3. 2 驅動電路設計

　　利用SN3352 芯片，采用降壓恒流驅動方式完成LED 驅動電路的設計。SN3352 芯片輸入電壓范圍為6V 至40V， 輸出電流高達750mA， 輸出功率高達30W，集成了溫度補償電路，具有過熱保護和溫度補償功能。通過PWM 脈寬調制技術實現芯片開關和調光功能。一個基元的電路原理圖見圖5.

　　圖5 LED 模組驅動電路

　　3. 3 電路控制系統設計

　　3. 3. 1 控制器電路設計

　　主控制器以STC89C54RD + 單片機為核心， 由單片機電路，I /O 接口驅動電路，系統參數存儲電路，按鍵電路，LCD 顯示電路，GSM 遠程控制電路及LED 驅動控制電路組成。單片機寫有C 語言程序，用于調控并設定LED 的驅動電流強度、工作頻率和脈沖寬度，以滿足對光譜柔性調節的需求; 單片機電路通過I /O 接口、串行數據接口和L