專利名稱：：一種光譜柔性可調(diào)的led光源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種光譜柔性可調(diào)的LED(Light-EmittingDiode,發(fā)光二極管)光源系統(tǒng)，屬于光生物學(xué)技術(shù)儀器領(lǐng)域，專用于植物光生物學(xué)、動物(人體)光生物學(xué)、微生物光生物學(xué)以及生物光信號傳導(dǎo)機制的科學(xué)研究。二、技術(shù)背景光譜參數(shù)，包括波長、光密度(PhotonFluxDensity),光周期和工作頻率，對生物的生長發(fā)育產(chǎn)生關(guān)鍵作用。長期研究結(jié)果己經(jīng)清楚地表明光譜影響生物的生長、控制生物的發(fā)育轉(zhuǎn)變。但是迄今為止，在相關(guān)的科學(xué)實驗中，由于無法通過現(xiàn)有的實驗儀器和手段獲得光譜柔性可調(diào)的光源，研究者仍不能精細(xì)地調(diào)控和設(shè)定實驗過程所需要的光譜參數(shù)，這制約著光生物學(xué)的精確定量研究和深入開展。在目前的光生物學(xué)科研實驗中，白熾燈、熒光燈和金屬鹵素?zé)舻葌鹘y(tǒng)照明光源被普遍采用，但傳統(tǒng)光源的波長和光密度分布是固定的，且波長范圍很寬，實驗研究所需的特定波長的光譜只能采用濾光器衰減后得到，常用的濾光器包括多層醋酸鹽膠片濾光片和彩色塑料制品等。這種方法存在如下缺陷(1)所獲波長的光密度和光周期不能精確定量調(diào)控；(2)無法精量調(diào)制多種特定波長的光譜組合，只能獲得某一波長光譜；(3)無法動態(tài)調(diào)制多波長、不同光密度、不同工作頻率和不同光周期組合的光譜參數(shù)。與傳統(tǒng)照明光源相比，LED因其具有波寬窄(半寬為10-15nm)、波長類型豐富、可選擇性和可調(diào)控性好的特點，十分適合用于光生物學(xué)研究領(lǐng)域。JaoRC等(Applied-Engineering-in-Agriculture，2003)報導(dǎo)了2種波長組合的LED光源；FoltaKM等(BMCPlantBiology,2005)報導(dǎo)了3種波長組合的LED光源。采用上述2種光源，只能獲得2種或3種組合光譜，仍不能滿足光生物學(xué)的研究對多光譜和多輻射能參數(shù)組合的各種需求。光生物學(xué)研究對多光譜動態(tài)柔性可調(diào)的實驗用光源有迫切的需求，這種光源在揭示光譜的生物效應(yīng)、光信號傳導(dǎo)機制、以及生物體內(nèi)不同光感受系統(tǒng)之間相互作用等方面的研究中能發(fā)揮重要作用。基于這一技術(shù)背景和科研需求，發(fā)明了"一種光譜柔性可調(diào)的LED光源系統(tǒng)"。采用該光源，能夠?qū)贤?、紫、紫藍(lán)、藍(lán)、綠、黃綠、黃、橙、亮紅、深紅、遠(yuǎn)紅和近紅外等實施任意波長的精確組合調(diào)制，能夠?qū)Ω鞣N波長的光密度、光周期、工作頻率實施定量調(diào)制，得到實驗研究所需的各種調(diào)制光譜，以滿足光生物學(xué)的科研需求。三、
發(fā)明內(nèi)容(一)技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于為光生物學(xué)研究提供一種光譜柔性可調(diào)的LED光源,解決傳統(tǒng)光源不能提供多光譜參數(shù)組合以及不能精確定量調(diào)制光譜參數(shù)等方面的問題，能夠依據(jù)光生物學(xué)的研究實驗需求，對光譜參數(shù)實施柔性調(diào)制，定量精確地獲取不同波長、不同光密度、不同光周期、不同工作頻率的多光譜參數(shù)組合的光源。(二)技術(shù)方案1、一種光譜柔性可調(diào)的LED光源系統(tǒng)，包括系統(tǒng)硬件、光譜柔性組合與調(diào)控方法、以及系統(tǒng)軟件；系統(tǒng)硬件主要由LED與LED陣列、LED恒流驅(qū)動電路和控制器3個部分組成，LED以活動插拔的方式與LED陣列基板連接，形成單元模塊，由若千個單元模塊構(gòu)建成LED陣列，LED陣列與LED恒流驅(qū)動電路連接，并安排在同一塊電路板上，LED恒流驅(qū)動電路通過數(shù)據(jù)線和電源線與控制器連接，控制器與電源連接；光譜柔性組合與調(diào)控方法包括波長組合、光密度調(diào)控、光周期調(diào)控、工作頻率調(diào)控的多參數(shù)組合調(diào)控；依據(jù)光譜柔性組合與調(diào)控方法編寫系統(tǒng)軟件，并與系統(tǒng)硬件融合；其特征在于1)系統(tǒng)硬件1.1)LED與LED陣列LED以活動插拔的方式與LED陣列基板連接，形成單元模塊，由若干個單元模塊構(gòu)建成LED陣列；LED陣列與LED恒流驅(qū)動電路連接；在陣列基板上，不同波長和不同數(shù)量的LED能夠被任意組合，形成符合要求的光源，具有相應(yīng)的光密度和復(fù)合波長；1.2)LED恒流驅(qū)動電路LED恒流驅(qū)動電路安排在LED陣列基板上，由驅(qū)動芯片、可調(diào)電阻和串行數(shù)據(jù)接口JP1相互連接構(gòu)成，驅(qū)動芯片的引腳分別與LED陣列基板單元的同名串聯(lián)支路連接，并保持輸出通道的恒流特性和驅(qū)動電流的一致性，最高輸出電流值由可調(diào)電阻調(diào)整確定；1.3)控制器控制器用于控制LED恒流驅(qū)動電路，主要由單片機電路、1/0接口驅(qū)動電路、按鍵電路、顯示接口電路和數(shù)據(jù)存儲電路組成；單片機中寫有軟件程序，用于調(diào)控并設(shè)定LED的驅(qū)動電流、工作頻率和脈沖寬度，以滿足對光譜柔性調(diào)整的需求；單片機電路通過I/0接口驅(qū)動電路和串行數(shù)據(jù)接口JP1連接LED恒流驅(qū)動電路，按鍵電路、顯示接口電路和數(shù)據(jù)存儲電路均與單片機連接；2)系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件固化在控制器的單片機內(nèi)，以KEILCV750a為開發(fā)語言環(huán)境，采用模塊化程序設(shè)計，主要包括鍵盤掃描模塊、顯示模塊、LED驅(qū)動控制模塊2.1)鍵盤掃描模塊用于選擇S1、S2、S3、S4這4個功能鍵，實現(xiàn)人機交互；當(dāng)按下某個功能鍵后，該模塊完成鍵的識別，并通過調(diào)用功能函數(shù)方式調(diào)用與該功能鍵相對應(yīng)的子程序頻率調(diào)控子程序、光周期調(diào)控子程序、光密度調(diào)控子程序、系統(tǒng)參數(shù)保存子程序，來實現(xiàn)相應(yīng)的參數(shù)設(shè)定與調(diào)控；2丄1)頻率調(diào)控子程序采用C語言編寫，按S1鍵調(diào)用該子程序，調(diào)控并設(shè)定系統(tǒng)工作頻率參數(shù)共有從100HZ到1000HZ間的10種頻率調(diào)節(jié)，每按一次遞增100HZ,至1000HZ后重新從100HZ開始循環(huán)遞增；2丄2)光周期調(diào)控子程序采用C語言編寫，按S2鍵調(diào)用該子程序，調(diào)控并設(shè)定光周期參數(shù)通過脈沖寬度調(diào)制PWM實現(xiàn)，11種PWM參數(shù)對應(yīng)于11種光周期調(diào)節(jié)，通過按鍵設(shè)定并調(diào)控光周期；2.1.3)光密度調(diào)控子程序采用C語言編寫，按S3鍵調(diào)用該子程序，調(diào)控并設(shè)定光密度參數(shù)包括任一波長LED的光密度調(diào)控、各波長LED之間的光密度比例調(diào)控和系統(tǒng)光密度的總量調(diào)控，通過采用以下2種方法實現(xiàn)方法一，波長柔性組合通過活動插拔型連接設(shè)計方法實現(xiàn)；對于紫外、紫、紫藍(lán)、藍(lán)、綠、黃綠、黃、橙、亮紅、深紅、遠(yuǎn)紅和近紅外這12種波長的LED，總計有4095種多波長組合形成的光源，即+C12+C12+C2+C12+C12+C12+CI2+C12+C12+C12+C12=4095任一波長的光密度與該波長LED數(shù)量成正比，通過增減LED的數(shù)量的方法調(diào)控最大光密度值，對于多波長組合的LED光源系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)各波長LED的數(shù)量比例，實現(xiàn)對各波長LED之間的光密度比例的調(diào)控；或方法二，光密度與驅(qū)動電流成正比，在LED數(shù)量和比例確定后，進(jìn)一步通過調(diào)控驅(qū)動電流的方法實現(xiàn)對系統(tǒng)光密度的總量調(diào)控，采用軟件程序調(diào)控電流增益，實現(xiàn)對驅(qū)動電流的調(diào)控，其原理如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>(1)式中Ut為驅(qū)動電流，V為串聯(lián)支路的電壓值，G為可編程電流增益，Rea為可調(diào)電阻；調(diào)定Rext的阻值后，最大驅(qū)動電流得以確定，在此基礎(chǔ)上，通過程序調(diào)節(jié)電流增益G，從而得到不同的驅(qū)動電流，編程時，電流增益G由電流調(diào)整碼{HC，CC(0:5)}確定G=[(l+2xHC)/3]x(l+D/32)/3](2)式中，D=CCOX25+CC1X24+CC2X23+CC3X22+CC4X21+CC5X20。HC、CCO、CC1、CC2、CC3、CC4、CC5的取值為0禾Q1,缺省值設(shè)為1，可獲得128(27)種組合參數(shù)，對應(yīng)于128種驅(qū)動電流和光密度參數(shù)調(diào)整值，表l為電流調(diào)整碼；表1電流調(diào)整碼<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>此外，通過脈沖寬度調(diào)制(PulseWidthModulation,PWM，)的方法實現(xiàn)對系統(tǒng)光密度的總量調(diào)控，系統(tǒng)軟件共設(shè)有從0至U100%間的11種PWM參數(shù)，光密度與參數(shù)大小成正比，PWM參數(shù)由按鍵設(shè)定，每按一次遞增10%，至100%后重新從10%開始循環(huán)遞增；2.1.4)系統(tǒng)參數(shù)保存子程序采用C語言編寫，按S4鍵調(diào)該子程序，與系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)存貯電路匹配，用該子程序保存所設(shè)置的參數(shù)；2.2)顯示模塊采用C語言編寫，與顯示接口電路匹配，用于同步顯示已得到調(diào)控設(shè)定的各種參數(shù)，即工作頻率、光周期和光密度參數(shù)；2.3)LED驅(qū)動控制模塊采用C語言編寫，通過函數(shù)調(diào)用方式，獲取已經(jīng)得到設(shè)置的工作頻率參數(shù)、光周期參數(shù)、光密度參數(shù)，與LED恒流驅(qū)動電路匹配協(xié)調(diào)，保證光源系統(tǒng)按照所設(shè)定的工作頻率、光周期和光密度工作；2.4)多參數(shù)組合調(diào)控分別對波長、光密度、光周期和工作頻率這4種光譜參數(shù)實施不同控制量的組合，以獲取所需復(fù)合光源即通過對4095種波長、128種系統(tǒng)光密度總量、ll種光周期和lO種工作頻率實施多參數(shù)組合調(diào)控，總計可以得到57657600種不同光譜參數(shù)的系列復(fù)合光源，即4095X128X11X10=57657600;器的單片機中，通過控制器控制LED恒流驅(qū)動電路，進(jìn)而控制LED陣列，使整個光源系統(tǒng)按照已經(jīng)設(shè)定的各種參數(shù)協(xié)調(diào)工作。(三)有益效果光生物學(xué)研究對多光譜動態(tài)柔性可調(diào)的實驗用光源有迫切的需求，"光譜柔性可調(diào)的LED光源系統(tǒng)"能夠精細(xì)地調(diào)控和設(shè)定實驗過程所需要的光譜參數(shù)，形成一系列符合實驗要求的光源，是系統(tǒng)開展光生物學(xué)定量研究的重要支撐。與傳統(tǒng)照明光源相比，本發(fā)明"光譜柔性可調(diào)的LED光源系統(tǒng)"具有如下有益效果1、傳統(tǒng)光源的波長和光密度不可調(diào)，波動大，不能滿足實驗對光譜多樣性的需求。本發(fā)明光源系統(tǒng)采用LED，其優(yōu)點是波長窄、分布穩(wěn)定、波長類型豐富、可選擇性和可調(diào)控性好，符合光生物學(xué)領(lǐng)域的實驗要求。2、本光源系統(tǒng)能夠?qū)ΣㄩL、光密度、光周期和工作頻率這4種參數(shù)中任意一個參量實施精確、定量的設(shè)定和調(diào)控。3、本發(fā)明光源系統(tǒng)能夠?qū)ΣㄩL、光密度、光周期和工作頻率這4種參數(shù)實施不同控制量的組合，形成一系列符合實驗要求的復(fù)合光源。4、本發(fā)明光源系統(tǒng)能夠形成57657600種系列光源，為光生物學(xué)實驗提供了充分的選擇。5、采用本發(fā)明光源系統(tǒng)，科研實驗設(shè)計者能夠依據(jù)實驗需要，自己動手設(shè)置、組合、調(diào)整光譜參數(shù)，在第一時間里形成最能滿足實驗設(shè)計思路的最優(yōu)光源，確?？蒲腥藛T創(chuàng)造性的實現(xiàn)和主觀能動性的發(fā)揮。四圖1光譜柔性可調(diào)的LED光源系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2LED陣列基板單元原理圖。圖3LED恒流驅(qū)動電路。圖4單片機電路原理圖。圖51/o接口驅(qū)動電路。圖6按鍵電路。圖7顯示接口電路。圖8系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)存貯電路。圖9系統(tǒng)軟件流程圖五具體實施方式(一)構(gòu)建光源系統(tǒng)的硬件與軟件(1)根據(jù)圖2和圖3的原理圖，設(shè)計相對應(yīng)的電路，并制作電路板。將圖3所示的LED恒流驅(qū)動電路直接設(shè)計制作在圖2所示的陣列基板上,并將圖2中的OUT0—OUT15與圖3中的OUT0一OUT15連接。圖2中，在對應(yīng)于任一LED的位置(Dl—D80)上焊接帶孔插接件。所有LED都將插接在這些帶孔插接件上，也能很便捷地從這些帶孔插接件上拔下，這種活動插拔的設(shè)計保證了任意波長和數(shù)量的LED能夠方便快捷被安裝在任意位置上，實現(xiàn)對光源系統(tǒng)的波長和光密度的柔性組合調(diào)控。(2)根據(jù)圖4、圖5、圖6、圖7和圖8所示，設(shè)計控制器的印刷電路板，制作出控制器。(3)按照圖9所示的軟件系統(tǒng)流程圖，通過KEILC51編輯、編譯開發(fā)環(huán)境，采用C語言編制系統(tǒng)軟件程序，調(diào)試成功后寫入控制器中的單片機。(二)本光源系統(tǒng)在植物光生物學(xué)實驗中的應(yīng)用1、材料與方法(1)以菊花克隆苗為實驗材料，切取1莖1葉，平均株高1.5cm進(jìn)行生根培養(yǎng)實驗。以MS為基本培養(yǎng)基，蔗糖30g丄"，瓊脂濃度6.5gi;1，pH調(diào)至5.8,封口膜封口，封口膜通氣孔為4孔，通氣孔濾膜直徑10mm，濾膜微孔0.5nm。每瓶接種5株，共計100瓶。在23士2'C溫度、16h光照、70±5%相對濕度。預(yù)培養(yǎng)3d后放置于8種LED光源系統(tǒng)中，培養(yǎng)35d后取出，測試生物指標(biāo)。2、設(shè)置8種LED光源，如表2表28種光源的光譜參數(shù)顛碧度，淑/碧度/辨w附%他jUy7o7頂—'1654—60卯055.952458—6090057.823654+4589:16090056.204654+4583:16090058.345700—6090050.126700+6542:16090052.467700+6541)160卯051.218700+6541:26090053.68(三)組合、調(diào)制并形成光源。依據(jù)實驗設(shè)計表2對光譜參數(shù)的要求，調(diào)制并形成光源的具體方式如下(1)根據(jù)實驗所要求的波長組合，選擇對應(yīng)波長的LED;(2)依據(jù)實驗所要求的各波長光密度比例、最大系統(tǒng)光密度總量和單顆LED的光密度值,確定各波長LED的數(shù)量(某波長LED的數(shù)量=該波長的光密度比例X最大系統(tǒng)光密度值+單顆LED的光密度)，并均勻排列插接在LED陣列基板單元(圖2)上；(3)依據(jù)實驗空間，組合相應(yīng)數(shù)量的LED陣列基板單元，通過數(shù)據(jù)線和電源線與控制器連接，再將控制器接通電源；(4)按S3鍵(圖6、圖9)設(shè)定并調(diào)控系統(tǒng)光密度總量；(5)按S1鍵(圖6、圖9)設(shè)定光源系統(tǒng)的工作頻率；(6)按S2鍵(圖6、圖9)設(shè)定并調(diào)控光源系統(tǒng)的光周期；(7)按S4鍵，單片機記憶并鎖定上述所調(diào)整確定的各種參數(shù)組合。上述參數(shù)調(diào)整設(shè)定好后，光源系統(tǒng)在控制器中單片機的統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理下，自動按照所設(shè)定的參數(shù)工作。根據(jù)上述實施方法設(shè)置并構(gòu)建好LED光源系統(tǒng)后，再將實驗材料(如植物)移入該光源系統(tǒng)。在使用或光生物學(xué)實驗過程中，可以根據(jù)需要，隨時調(diào)節(jié)光源系統(tǒng)的波長組合參數(shù)、工作頻率參數(shù)、光密度和光周期參數(shù)。(四)結(jié)果與分析所有實驗數(shù)據(jù)重復(fù)測試3次，使用SAS8.2軟件做差異顯著性測驗，實驗結(jié)果分析如表3、表表38種光源對菊花克隆苗葉綠素含量的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表48種光源對菊花克隆苗生理指標(biāo)的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>注不同小寫字母代表在0.05水平差異顯著結(jié)論表2的數(shù)據(jù)表明，本發(fā)明"光譜柔性可調(diào)的LED光源系統(tǒng)"能夠很好地滿足光生物學(xué)實驗對多種光譜參數(shù)設(shè)定的要求。表3和表4的數(shù)據(jù)表明，在900Hz、60%光周期和50-60umolnT2s—1系統(tǒng)光密度總量的參數(shù)組合下，與其它6種波長組合的光源相比，紅光(654nm)和藍(lán)光(458nm)組合的光源對植物克隆苗的生長最為有效。權(quán)利要求1、一種光譜柔性可調(diào)的LED光源系統(tǒng)，包括系統(tǒng)硬件、光譜柔性組合與調(diào)控方法、以及系統(tǒng)軟件；系統(tǒng)硬件主要由LED與LED陣列、LED恒流驅(qū)動電路和控制器3個部分組成，LED以活動插拔的方式與LED陣列基板連接，形成單元模塊，由若干個單元模塊構(gòu)建成LED陣列，LED陣列與LED恒流驅(qū)動電路連接，并安排在同一塊電路板上，LED恒流驅(qū)動電路通過數(shù)據(jù)線和電源線與控制器連接，控制器與電源連接；光譜柔性組合與調(diào)控方法包括波長組合、光密度調(diào)控、光周期調(diào)控、工作頻率調(diào)控的多參數(shù)組合調(diào)控；系統(tǒng)軟件依據(jù)光譜柔性組合與調(diào)控方法編寫，并與系統(tǒng)硬件融合；其特征在于1)系統(tǒng)硬件1.1)LED與LED陣列LED以活動插拔的方式與LED陣列基板連接，形成單元模塊，由若干個單元模塊構(gòu)建成LED陣列；LED陣列與LED恒流驅(qū)動電路連接在陣列基板上，不同波長和不同數(shù)量的LED能夠被任意組合，形成符合要求的光源，具有相應(yīng)的光密度和復(fù)合波長；1.2)LED恒流驅(qū)動電路LED恒流驅(qū)動電路安排在LED陣列基板上，由驅(qū)動芯片、可調(diào)電阻和串行數(shù)據(jù)接口JP1相互連接構(gòu)成，驅(qū)動芯片的引腳分別與LED陣列基板單元的同名串聯(lián)支路連接，并保持輸出通道的恒流特性和驅(qū)動電流的一致性，最高輸出電流值由可調(diào)電阻調(diào)整確定；1.3)控制器控制器用于控制LED恒流驅(qū)動電路，主要由單片機電路、I/O接口驅(qū)動電路、按鍵電路、顯示接口電路和數(shù)據(jù)存儲電路組成；單片機中寫有軟件程序，用于調(diào)控并設(shè)定LED的驅(qū)動電流、工作頻率和脈沖寬度，以滿足對光譜柔性調(diào)整的需求；單片機電路通過I/0接口驅(qū)動電路和串行數(shù)據(jù)接口JP1連接LED恒流驅(qū)動電路，按鍵電路、顯示接口電路和數(shù)據(jù)存儲電路均與單片機連接；2)系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件固化在控制器的單片機內(nèi)，在KEILCV750a開發(fā)語言環(huán)境中用C語言編程，采用模塊化程序設(shè)計，主要包括鍵盤掃描模塊、顯示模塊、LED驅(qū)動控制模塊-2.1)鍵盤掃描模塊用于選擇S1、S2、S3、S4這4個功能鍵，實現(xiàn)人機交互；當(dāng)按下某個功能鍵后，該模塊完成鍵的識別，并通過調(diào)用功能函數(shù)方式調(diào)用與該功能鍵相對應(yīng)的子程序頻率調(diào)控子程序、光周期調(diào)控子程序、光密度調(diào)控子程序、系統(tǒng)參數(shù)保存子程序，來實現(xiàn)相應(yīng)的參數(shù)設(shè)定與調(diào)控；2.1.1)頻率調(diào)控子程序采用C語言編程，按S1鍵調(diào)用該子程序，調(diào)控并設(shè)定系統(tǒng)工作頻率參數(shù)共有從100HZ到1000HZ間的10種頻率調(diào)節(jié)，每按一次遞增100HZ，至1000HZ后重新從100HZ開始循環(huán)遞增；2丄2)光周期調(diào)控子程序采用C語言編程，按S2鍵調(diào)用該子程序，調(diào)控并設(shè)定光周期參數(shù)通過脈沖寬度調(diào)制PWM實現(xiàn)，11種PWM參數(shù)對應(yīng)于11種光周期調(diào)節(jié)，通過按鍵設(shè)定并調(diào)控光周期；2.1.3)光密度調(diào)控子程序采用C語言編程，按S3鍵調(diào)用該子程序，調(diào)控并設(shè)定光密度參數(shù)包括任一波長LED的光密度調(diào)控、各波長LED之間的光密度比例調(diào)控和系統(tǒng)光密度的總量調(diào)控，通過采用以下2種方法實現(xiàn)方法一，波長柔性組合通過活動插拔型連接設(shè)計方法實現(xiàn)；對于紫外、紫、紫藍(lán)、藍(lán)、綠、黃綠、黃、橙、亮紅、深紅、遠(yuǎn)紅和近紅外這12種波長的LED,總計-有4095種多波長組合形成的光源，即任一波長的光密度與該波長LED數(shù)量成正比，通過增減LED的數(shù)量的方法調(diào)控最大光密度值，對于多波長組合的LED光源系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)各波長LED的數(shù)量比例，實現(xiàn)對各波長LED之間的光密度比例的調(diào)控；或方法二，光密度與驅(qū)動電流成正比，在LED數(shù)量和比例確定后，進(jìn)一步通過調(diào)控驅(qū)動電流的方法實現(xiàn)對系統(tǒng)光密度的總量調(diào)控，采用軟件程序調(diào)控電流增益，實現(xiàn)對驅(qū)動電流的調(diào)控，其原理如下<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>此外，通過脈沖寬度調(diào)制(PulseWidthModulation,PWM)的方法實現(xiàn)對系統(tǒng)光密度的總量調(diào)控，系統(tǒng)軟件共設(shè)有從0至lj100。/。間的11種PWM參數(shù)，光密度與參數(shù)大小成正比，PWM參數(shù)由按鍵設(shè)定，每按一次遞增10%，至100%后重新從10%開始循環(huán)遞增；2.1.4)系統(tǒng)參數(shù)保存子程序采用C語言編程，按S4鍵調(diào)用該子程序，與系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)存貯電路匹配，用該子程序保存所設(shè)置的參數(shù)；2.2)顯示模塊采用C語言編程，與顯示接口電路匹配，用于同步顯示已得到調(diào)控設(shè)定的各種參數(shù)，即工作頻率、光周期和光密度參數(shù)；2.3)LED驅(qū)動控制模塊采用C語言編程，通過函數(shù)調(diào)用方式，獲取已經(jīng)得到設(shè)置的工作頻率參數(shù)、光周期參數(shù)、光密度參數(shù)，與LED恒流驅(qū)動電路匹配協(xié)調(diào)，保證光源系統(tǒng)按照所設(shè)定的工作頻率、光周期和光密度工作；2.4)多參數(shù)組合調(diào)控分別對波長、光密度、光周期和工作頻率這4種光譜參數(shù)實施不同控制量的組合，以獲取所需復(fù)合光源即通過對4095種波長、128種系統(tǒng)光密度總量、ll種光周期和lO種工作頻率實施多參數(shù)組合調(diào)控，總計可以得到57657600種不同光譜參數(shù)的系列.復(fù)合光源，即4095X128X11X10=57657600;各模塊程序?qū)懭肟刂破鞯膯纹瑱C中，通過控制器控制LED恒流驅(qū)動電路，進(jìn)而控制LED陣列，使整個光源系統(tǒng)按照已經(jīng)設(shè)定的各種參數(shù)協(xié)調(diào)工作。全文摘要本發(fā)明涉及一種光譜柔性可調(diào)的LED光源系統(tǒng)，屬于光生物學(xué)研究儀器領(lǐng)域。本發(fā)明光源主要由系統(tǒng)硬件、系統(tǒng)軟件和光譜柔性組合與調(diào)控方法構(gòu)成。LED以活動插拔的方式與LED陣列基板連接，形成單元模塊并構(gòu)建成LED陣列，LED陣列與LED恒流驅(qū)動電路連接，電路通過數(shù)據(jù)線及電源線與控制器連接，再與電源連接。光譜柔性組合與調(diào)控方法包括波長組合、光密度調(diào)整、光周期調(diào)控、工作頻率調(diào)控。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)光源不能提供多光譜參數(shù)組合以及不能精確定量調(diào)制光譜參數(shù)的問題，能夠依據(jù)光生物學(xué)的研究實驗需求，對光譜參數(shù)實施柔性調(diào)制，定量精確地獲取不同波長、不同光密度、不同光周期、不同工作頻率的多光譜參數(shù)組合的系列光源。文檔編號F21S2/00GK101144573SQ20071013328公開日2008年3月19日申請日期2007年10月16日優(yōu)先權(quán)日2007年10月16日發(fā)明者徐志剛,焦學(xué)磊申請人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)