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      一種智能色選機(jī)恒照明led光源綜合控制裝置的制造方法

      文檔序號(hào):10847107閱讀:619來(lái)源:國(guó)知局
      一種智能色選機(jī)恒照明led光源綜合控制裝置的制造方法
      【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種智能色選機(jī)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(cè)模塊、背景板調(diào)整模塊和FPGA信號(hào)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(cè)模塊、背景板調(diào)整模塊和FPGA信號(hào)處理模塊均與ARM處理器芯片連接。本實(shí)用新型實(shí)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(jī)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(cè)和實(shí)時(shí)控制,使光源輸出光強(qiáng)穩(wěn)定在所需照度上,為線陣CCD相機(jī)的圖像采集提供標(biāo)準(zhǔn)光源。
      【專利說(shuō)明】
      一種智能色選機(jī)恒照明LED光源綜合控制裝置
      技術(shù)領(lǐng)域
      [0001]本實(shí)用新型屬于智能色選機(jī)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種智能色選機(jī)恒照明LED光源綜合控制裝置。
      【背景技術(shù)】
      [0002]光學(xué)系統(tǒng)是色選機(jī)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(gè)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(shí)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(guó)現(xiàn)有的色選機(jī)光源裝置照度不夠均勻且一致性較差,嚴(yán)重影響色選機(jī)的工作效率和色選效果,制約著色選行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
      【實(shí)用新型內(nèi)容】
      [0003]發(fā)明目的:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足,本實(shí)用新型的目的是提供一種智能色選機(jī)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(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比較,通過(guò)智能控制策略計(jì)算出LED光源需要補(bǔ)償?shù)碾娏髦?,通過(guò)PffM控制技術(shù)改變LED電流大小,改變LED光源照度,實(shí)現(xiàn)光照度響應(yīng)的快速檢測(cè)、實(shí)時(shí)控制及穩(wěn)定輸出。
      [0004]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
      [0005]—種智能色選機(jī)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(cè)模塊、背景板調(diào)整模塊和FPGA信號(hào)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(cè)模塊、背景板調(diào)整模塊和FPGA信號(hào)處理模塊均與ARM芯片連接;其中,
      [0006]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(biāo)準(zhǔn)總線接口 ;PWM寄存器;存儲(chǔ)器,用于存儲(chǔ)該裝置采集到的LED光源照度數(shù)據(jù);
      [0007]所述恒流源模塊,通過(guò)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(duì)輸出電流進(jìn)行調(diào)整,實(shí)現(xiàn)電流的閉環(huán)動(dòng)態(tài)跟蹤調(diào)整;
      [0008]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(guò)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;
      [0009]所述LED光源溫度檢測(cè)模塊,通過(guò)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(guò)A/D轉(zhuǎn)換器后實(shí)時(shí)傳送到ARM芯片;
      [0010]所述背景板調(diào)整模塊,用于調(diào)整線陣CCD相機(jī)進(jìn)行圖像信息采集時(shí)所需背景;
      [0011 ] 所述FPGA信號(hào)處理模塊,通過(guò)CameraLink線與線陣CCD相機(jī)連接,可用CameraLink標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接收線陣CCD相機(jī)采集到的圖像信息,對(duì)開(kāi)機(jī)上電后LED燈的損壞情況進(jìn)行檢測(cè)。
      [0012]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(guò)A/D采樣電路不斷讀取采樣電阻的壓降,并由ARM處理器對(duì)采樣的數(shù)字量數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理,最終根據(jù)分析結(jié)果并結(jié)合PWM控制策略對(duì)輸出電流進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,從而構(gòu)成輸出電流的閉環(huán)控制,實(shí)現(xiàn)輸出電流的恒定。
      [0013]所述LED光源溫度檢測(cè)模塊將檢測(cè)的溫度數(shù)據(jù)傳送至ARM處理器芯片,與溫度設(shè)定值對(duì)比。若高于設(shè)定值,啟動(dòng)風(fēng)機(jī)對(duì)LED光源降溫。
      [0014]所述FPGA信號(hào)處理模塊與背景板調(diào)整模塊配合使用對(duì)一個(gè)色選通道的LED燈損壞情況進(jìn)行上電檢查。系統(tǒng)開(kāi)機(jī)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(zhǔn)板于線陣CCD相機(jī)的看點(diǎn)處,相機(jī)將此時(shí)的圖像信息經(jīng)CameraLink標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議送至FPGA信號(hào)處理模塊,F(xiàn)PGA信號(hào)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(gè)LED燈已損壞。FPGA信號(hào)處理模塊將燈已損壞的信息經(jīng)ARM處理器傳至色選機(jī)主控板上。
      [0015]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的智能色選機(jī)恒照明LED光源綜合控制裝置,實(shí)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)、PffM控制技術(shù)的智能色選機(jī)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(cè)和實(shí)時(shí)控制,使光源輸出光強(qiáng)穩(wěn)定在所需照度上,為線陣CCD相機(jī)的圖像采集提供標(biāo)準(zhǔn)光源。
      【附圖說(shuō)明】
      [0016]圖1是智能色選機(jī)恒照明LED光源綜合控制裝置的硬件結(jié)構(gòu)示意圖;
      [0017]圖2是智能色選機(jī)恒照明LED光源綜合控制裝置的照度控制策略示意圖;
      [0018]圖3是智能色選機(jī)恒照明LED光源綜合控制裝置的故障檢測(cè)流程圖。
      【具體實(shí)施方式】
      [0019]下面結(jié)合具體附圖進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型,本【具體實(shí)施方式】在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施,應(yīng)理解這些方式僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。
      [0020]如圖1所示,智能色選機(jī)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(cè)模塊、背景板調(diào)整模塊和FPGA信號(hào)處理模塊。其中,
      [0021]恒流源模塊,通過(guò)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(duì)輸出電流進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤調(diào)整,從而構(gòu)成輸出電流的閉環(huán)控制,實(shí)現(xiàn)輸出電流的恒定。
      [0022]光照度傳感器模塊,用于采集LED光源照度數(shù)據(jù),將流過(guò)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(cè)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(hào)至恒流源模塊,不斷調(diào)整恒流源的輸出電源,進(jìn)而調(diào)整LED光源的亮度至穩(wěn)定狀態(tài)。
      [0023]LED光源溫度檢測(cè)模塊,通過(guò)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(guò)A/D轉(zhuǎn)換器后實(shí)時(shí)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(duì)比。若高于設(shè)定值,啟動(dòng)風(fēng)機(jī)對(duì)LED光源降溫。
      [0024]背景板調(diào)整模塊,用于調(diào)整線陣CCD相機(jī)進(jìn)行圖像信息采集時(shí)所需背景;
      [0025]FPGA信號(hào)處理模塊,通過(guò)CameraLink線與線陣CCD相機(jī)連接,可用CameraLink標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接收線陣CCD相機(jī)采集到的圖像信息,對(duì)開(kāi)機(jī)上電后LED燈的損壞情況進(jìn)行檢測(cè);
      [0026]如圖2所示,智能色選機(jī)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(jī)系統(tǒng)開(kāi)機(jī)上電一段時(shí)間后,光照度傳感器模塊將流過(guò)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(cè)到的光照度值與光照度設(shè)定值比較,根據(jù)LED燈光強(qiáng)與電流的非線性關(guān)系,采用智能控制策略輸出控制信號(hào)至恒流源模塊,恒流源模塊接收到控制信號(hào),驅(qū)動(dòng)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(shí)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PffM控制策略對(duì)輸出電流進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤調(diào)整,從而構(gòu)成輸出電流的閉環(huán)控制,實(shí)現(xiàn)輸出電流的恒定,進(jìn)而保證LED光強(qiáng)的穩(wěn)定。
      [0027]如圖3所示,智能色選機(jī)恒照明LED光源綜合控制裝置的故障檢測(cè)流程圖。系統(tǒng)開(kāi)機(jī)上電后,首先利用FPGA信號(hào)處理模塊與背景板調(diào)整模塊對(duì)一個(gè)色選通道的LED燈損壞情況進(jìn)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(zhǔn)板于線陣CCD相機(jī)的看點(diǎn)處,相機(jī)將此時(shí)的圖像信息經(jīng)CameraLink標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議送至FPGA信號(hào)處理模塊,F(xiàn)PGA信號(hào)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(gè)LED燈已損壞。FPGA信號(hào)處理模塊將燈已損壞的信息經(jīng)ARM處理器傳至色選機(jī)主控板上,在觸摸屏上顯示并提醒客戶及時(shí)更換LED燈。
      [0028]光照度傳感器模塊將流過(guò)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(cè)到的光照度值與光照度設(shè)定值比較,若檢測(cè)到的光照度值大于或者小于設(shè)定值,根據(jù)LED燈光強(qiáng)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),減小或者增大恒流源模塊的輸出電流至LED光源,調(diào)整LED光源的照度,保證LED光源照度的穩(wěn)定。若出現(xiàn)檢測(cè)到的光照度值小于設(shè)定值,且無(wú)論如何增大恒流源模塊的輸出電流都無(wú)法使LED光源達(dá)到設(shè)定的亮度,則LED燈已損壞,ARM處理器會(huì)將此信息上傳至色選機(jī)主控板上,在觸摸屏上顯示并提醒客戶及時(shí)更換LED燈。
      【主權(quán)項(xiàng)】
      1.一種智能色選機(jī)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(cè)模塊、背景板調(diào)整模塊和FPGA信號(hào)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(cè)模塊、背景板調(diào)整模塊和FPGA信號(hào)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(biāo)準(zhǔn)總線接口 ;PffM寄存器;存儲(chǔ)器,用于存儲(chǔ)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(guò)ARM處理器分析采樣電路采集到的數(shù)據(jù),利用Pmi控制策略對(duì)輸出電流進(jìn)行調(diào)整,實(shí)現(xiàn)電流的閉環(huán)動(dòng)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(guò)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(cè)模塊,通過(guò)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(guò)A/D轉(zhuǎn)換器后實(shí)時(shí)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(jī)進(jìn)行圖像信息采集時(shí)所需背景; 所述FPGA信號(hào)處理模塊,通過(guò)CameraLink線與線陣CCD相機(jī)連接,可用CameraLink標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接收線陣CCD相機(jī)采集到的圖像信息,對(duì)開(kāi)機(jī)上電后LED燈的損壞情況進(jìn)行檢測(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能色選機(jī)恒照明LED光源綜合控制裝置,其特征在于: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(guò)A/D采樣電路不斷讀取采樣電阻的壓降,并由ARM處理器對(duì)采樣的數(shù)字量數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理,最終根據(jù)分析結(jié)果并結(jié)合PWM控制策略對(duì)輸出電流進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,從而構(gòu)成輸出電流的閉環(huán)控制,實(shí)現(xiàn)輸出電流的恒定。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能色選機(jī)恒照明LED光源綜合控制裝置,其特征在于:所述LED光源溫度檢測(cè)模塊,ARM處理器將溫度檢測(cè)模塊傳送上來(lái)的溫度數(shù)據(jù)與溫度設(shè)定值對(duì)比;若高于設(shè)定值,啟動(dòng)風(fēng)機(jī)對(duì)LED光源降溫。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能色選機(jī)恒照明LED光源綜合控制裝置,其特征在于:所述FPGA信號(hào)處理模塊與背景板調(diào)整模塊配合使用對(duì)一個(gè)色選通道的LED燈損壞情況進(jìn)行上電檢查;系統(tǒng)開(kāi)機(jī)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(zhǔn)板于線陣CCD相機(jī)的看點(diǎn)處,相機(jī)將此時(shí)的圖像信息經(jīng)CameraLink標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議送至FPGA信號(hào)處理模塊,F(xiàn)PGA信號(hào)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,則可判斷出哪個(gè)LED燈已損壞;FPGA信號(hào)處理模塊將燈已損壞的信息經(jīng)ARM處理器傳至色選機(jī)主控板上。
      【文檔編號(hào)】H05B37/02GK205546117SQ201521024137
      【公開(kāi)日】2016年8月31日
      【申請(qǐng)日】2015年12月11日
      【發(fā)明人】倪超, 李華賽, 陶海平
      【申請(qǐng)人】江蘇顯通光電技術(shù)有限公司
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