Mikrokontrolleriohjaus led-ryhmälle
Nykänen, Mikko (2008)
Diplomityö
Nykänen, Mikko
2008
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe200810152006
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe200810152006
Tiivistelmä
Luonnonvarojen ehtyminen ja ympäristön saastuminen on luonut kysyntää uusille, energiaa säästäville ja ympäristöystävällisille teknologioille. Valaistuksessa tällainen teknologia on led-tekniikka. Led-tekniikalla on useita etuja verrattuna kilpaileviin tekniikoihin kuten pitkä elinikä, ympäristöystävällisyys ja mekaaninen kestävyys. Ledejä käytetään nykyään laajalti erilaisissa erikoissovelluksissa, erityisesti jos vaatimuksena on valon värillisyys. Näihin päiviin asti ledien hinta ja heikko valontuotto ovat rajoittaneet led-valaisimien yleistymistä hehkulamppujen ja muiden valaisintyyppien korvaajina. Tekniikan nopea kehittyminen on tehnyt led-tekniikasta varteenotettavan vaihtoehdon myös yleisvalaistukseen. Uusimpien valkoisten ledien valotehokkuus on 2 - 5 -kertainen hehkulamppuun verrattuna. Led-tekniikassa on vielä paljon käyttämätöntä potentiaalia, tulevaisuudessa päästäneen 10 - 15 -kertaiseen valotehokkuuteen hehkulamppuun verrattuna. Työssä suunnitellaan mikrokontrolleripohjainen ohjausjärjestelmä valkoista valoa tuottavalle led-valaisimelle, jonka värisävyä ja kirkkautta käyttäjä voi säätää. Valkoinen valo synnytetään sekoittamalla neljän erivärisen led-rivin valoa. Mikrokontrolleri ohjaa kutakin led-riviä väriensekoitusteoriaan perustuen. Mikrokontrolleriohjaus huomioi myös ledien optisten ominaisuuksien muutokset lämpötilan suhteen. Mikrokontrolleriohjauksen suorituskyky todetaan käytännön mittauksilla. The depletion of natural resources and the pollution of the environment have created demand for new energy-saving and environmentally friendly technologies. In lighting such technology is LED technique. LED technique offers several advantages over the competing techniques, such as long life span, eco-friendliness and mechanical robustness. At present LED technique is widely used in special applications, especially when coloured light is required. Until now the price and poor illuminance of the LED technique have limited the emergence of LED light as replacements of incandescent light bulbs and other light sources. During the last few years the rapid development of the technique has made LED technique a viable alternative in general lighting, too. The luminous efficiency of state-of-the-art white LED is two to five times better compared to an incandescent light bulb. There is still a lot of unused potential. In the future it is possible to reach a luminous efficiency 10 - 15 times higher compared to an incandescent light bulb. In this thesis a microcontroller based control system will be designed for a white light source whose shade and brightness can be adjusted by the user. White light is produced by a mixture of four LED rows of different colour. The microcontroller controls each LED row based on colour mixing theory. In addition, the control system compensates for changes in the optical properties of the LEDs caused by temperature. The performance of the control system will be proven with measurements.