论文LED混色灯具在线检测标定平台是关于标定方面的论文题目、论文提纲、标定板论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。
【摘 要】结合影视舞台专业LED灯具需求,阐述LED混色灯具方案的优点及产品化过程中的一些关键问题,提出提高生 产效率的自动化解决方案,即LED混色灯具在线检测标定平台.
【关键词】影视舞台；显色性；一致性；LED混色；灯具；自动化；在线检测；标定
文章编号：10.3969/j.issn.1674-8239.2018.02.001
【Abstract】combined with the needs of LED lighting in movie and TV stage industry, the author expounds the advantages of LED mixed color lamp scheme and some key problems in the process of product development, and proposes an automatic solution, LED online test platform for color mixing lamps.
【Key Words】movie and TV stage； color rendering； consistency； LED color mixing； luminaire； automation； on-line test； calibration
目前,受限于技术瓶颈LED光源的光色一致性控制是一个短期内难以解决的难题,产品个体差异性大,影响使用效果.为了实现灯具输出光色良好的一致性,采用多組LED进行混光补偿是一个较合理的方案.通过混光比例来控制最终输出光色一致的方法,需要提前对每组色别的LED参数在不同的工作温度下进行测试,为每台灯具建立实测参数库,灯具控制软件依据参数库进行自动混色计算和补偿控制,从而实现输出光的一致性.但对灯具内LED光源参数的测试是一个比较费时费力的过程,人工检测调试生产效率低.每台灯具需要测试的数据量很大,手工测试往往需要几个小时才能完成一台灯具的测试,无法应用于批量生产.
因此,开发效率高、测量准确度高的LED灯具自动化在线检测平台,实现产品在线100%检测和分选,对于提高灯具生产效率,保证产品一致性,并实现大批量生产,可起到极大的推动作用.
1 LED灯具自动化测试系统开发原理
通过研究多色LED混光灯具的光色一致性影响因素和显色性[1]优化方案,笔者开发了目前的基于恒温箱的自动化测试系统.整套系统基于工业自动化控制系统,快速光谱测量技术、色度学数据处理技术,应用于LED专业灯具生产线,能极大地提高产品一致性和生产效率,降低生产成本,提升产品竞争力.
根据色度学原理,对多色LED灯具混色可灵活输出各种彩色光、连续可调色温的白光,满足舞台照明的多重需求.但多色LED灯具混色的精度与灯具中各种颜色LED的出光精度密切相关,而LED发光强度除了与电流相关以外,还与LED的结温等因素密切相关.笔者通过试验明确了灯具中影响LED发光性能的主要因素,通过大量试验数据分析,拟合出LED发光强度受温度、PWM占空比影响的关系曲线,并设计补偿算法,实现每种颜色LED的发光强度的精确控制,从而实现整体灯具混色精度的精确控制,通过RDM等双向通信协议将根据测试结果得出的混色补偿参数发送给灯具,由灯具储存并进行补偿计算.
LED光源在工作状态,不同的温度下,光源的发光性能中的各个指标会有些偏移.光源的温度对光输出的影响如图1所示[2].
通常,LED光源厂家会提供典型的LED发光特性受结温及电流影响的关系曲线,但对实际应用帮助不大,无法提取出有效的参考数据；而且,同一型号的LED通常又会根据发光效能、色坐标、工作电压等参数分出很多bin区,供应商供货时也会有限制,往往会绑定多个bin区销售给客户,因此,想要从采购源头精确控制LED的一致性非常困难,会对采购造成很大压力.而针对灯具进行光源参数测试相对来说可行性更强一些.
灯具中各种颜色的光源在不同温度下光输出的比例是不同的.为了保证灯具在工作状态下计算数据的准确性,首先需要对灯具进行详细的测试.
笔者最初的想法是测试每种颜色LED在正常工作电流下不同温度的照度数据,见表1.
仅以LED受结温的影响作为主要干扰因素,只针对结温变化对灯具进行混色补偿,数字模型假定为：
L（t）等于a0×t2+b0×t+c0
但经过实际灯具验证,基于该补偿方法的混色精度仍然不够理想,特别是低亮度情况下,混色色差较大.经过分析,确认为低亮度时,LED发光特性受驱动电路影响较大.理想情况下,基于LED恒流驱动电路,LED发光强度与驱动电路的PWM调光占空比成理想线性关系；而实际情况下,影视舞台灯具对于LED调光频率要求较高[3],高达20 kHz以上.而在如此高的调光频率下,驱动电路中的MOS管导通延迟等因素的影响就会凸显出来,特别是PWM占空比较低时,LED的光输出与PWM占空比就会呈现出明显的非线性.
经过进一步思考分析,笔者考虑在LED测试环节中增加LED受驱动电路非线性影响的因素,增加了不同PWM占空比下的LED发光特性测试,见表2.
测试时,首先测试灯具稳定工作.先将灯具放置在恒温箱中或通过物理升温的方法进行升温（结温稳定在某些温度点）,待灯具工作稳定后,调节灯具焦距,使得光斑直径调至1 m,固定点分别测得R、G、B、W四种光源在不同PWM占空比下的照度值及光谱.用离散数学理论建立数学模型,对测试到的多组数据分析,通过Matlab对测试数据处理,整理出LED光效受温度变化及LED恒流驱动电路非线性影响的二元补偿公式,建立符合温度变化规律的数学模型.红光采样数据折线见图2.
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参考文献：
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