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】本實用新型公開了一種智能色選機(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(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)的快速檢測和實時控制，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(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。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]發(fā)明目的:針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實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)值對比較，通過智能控制策略計算出LED光源需要補(bǔ)償?shù)碾娏髦?，通過PffM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。
[0004]技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用的技術(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，
[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;存儲器，用于存儲該裝置采集到的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(jìn)行調(diào)整，實現(xiàn)電流的閉環(huán)動態(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；
[0010]所述背景板調(diào)整模塊，用于調(diào)整線陣CCD相機(jī)進(jìn)行圖像信息采集時所需背景；
[0011 ] 所述FPGA信號處理模塊，通過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，對開機(jī)上電后LED燈的損壞情況進(jìn)行檢測。
[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(jìn)一步處理，最終根據(jù)分析結(jié)果并結(jié)合PWM控制策略對輸出電流進(jìn)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。
[0013]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(jī)對LED光源降溫。
[0014]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(jìn)行上電檢查。系統(tǒng)開機(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)將此時的圖像信息經(jīng)CameraLink標(biāo)準(zhǔn)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(jī)主控板上。
[0015]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的智能色選機(jī)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)、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)的快速檢測和實時控制，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流程圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合具體附圖進(jìn)一步闡明本實用新型，本【具體實施方式】在以本實用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，應(yīng)理解這些方式僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。
[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光源溫度檢測模塊、背景板調(diào)整模塊和FPGA信號處理模塊。其中，
[0021]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(jìn)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。
[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(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(jī)對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)行圖像信息采集時所需背景；
[0025]FPGA信號處理模塊，通過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，對開機(jī)上電后LED燈的損壞情況進(jìn)行檢測；
[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)開機(jī)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(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PffM控制策略對輸出電流進(jìn)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(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流程圖。系統(tǒng)開機(jī)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(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)將此時的圖像信息經(jīng)CameraLink標(biāo)準(zhǔn)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(jī)主控板上，在觸摸屏上顯示并提醒客戶及時更換LED燈。
[0028]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(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)檢測到的光照度值小于設(shè)定值，且無論如何增大恒流源模塊的輸出電流都無法使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更換LED燈。
【主權(quán)項】
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(biāo)準(zhǔn)總線接口 ；PffM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Pmi控制策略對輸出電流進(jìn)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(jī)進(jìn)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(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，對開機(jī)上電后LED燈的損壞情況進(jìn)行檢測。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(jìn)一步處理，最終根據(jù)分析結(jié)果并結(jié)合PWM控制策略對輸出電流進(jìn)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。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光源溫度檢測模塊，ARM處理器將溫度檢測模塊傳送上來的溫度數(shù)據(jù)與溫度設(shè)定值對比;若高于設(shè)定值，啟動風(fēng)機(jī)對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(jìn)行上電檢查;系統(tǒng)開機(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)將此時的圖像信息經(jīng)CameraLink標(biāo)準(zhǔn)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(jī)主控板上。
【文檔編號】H05B37/02GK205546117SQ201521024137
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年12月11日
【發(fā)明人】倪超, 李華賽, 陶海平
【申請人】江蘇顯通光電技術(shù)有限公司