Доступные к продаже в развивающихся странах управляемые или умные продукты на основе цветных (RGB) светоизлучающих диодов (СД), слишком дороги для применения в большинстве из областей, особенно для бытового применения. Более дешёвые аналоги производства Индии обладают рядом недостатков: низким коэффициентом мощности и сниженным КПД схемы. В настоящей статье предлагается решение этих технологических недостатков – система управления модулем на основе цветных СД, которая обеспечивает высокий коэффициент мощности, хорошую эффективность схемы и в то же время более низкую стоимость изготовления и удобный интерфейс по сравнению с аналогами. Уникальность предлагаемой системы заключается в том, что в качестве встроенного преобразователя переменного/постоянного тока в ней используется обратноходовой преобразователь постоянного напряжения с несколькими выходами, за счёт чего отпадает необходимость в нескольких драйверах и катушках индуктивности. Второе преимущество – это то, что один и тот же преобразователь работает в режиме прерывистой проводимости для достижения высокого коэффициента мощности. Третье – в применении дешёвого и простого с точки зрения схемотехники микроконтроллера Arduino Mega 2560 для переключения МОП-транзисторов с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), что, в свою очередь, позволяет регулировать интенсивность и цвет излучаемого света. И четвёртое – микроконтроллер получает свой командный сигнал со смартфона или компьютера через модуль Bluetooth HC‑05. Лабораторные испытания подтвердили, что разработанная система обеспечивает близкий к 1 коэффициент мощности (0,928–0,985) и высокую эффективность (88,14–95,46 %) при широких диапазонах цвета и интенсивности излучаемого света. Сравнительное исследование показало, что разработанная система проще в реализации за счёт выбранных компонентов, дешевле и эффективнее своих аналогов.
1. Khanh, T.Q., Bodrogi, P., Vinh, Q.T., Winkler, H. (Editors) LED Lighting: Technology and Perception, 1st Edition / Wiley-VCH, 2015.
2. Lin, D., Zhong, P., He, G. Colour Temperature Tuneable White LED Cluster with Colour Rendering Index Above 98 // IEEE Photon. Technol. Letters, 2017, Vol. 29, # 12, pp. 1050–1053.
3. Malik, R., Ray, K., Mazumdar, S. A lowcost, wide-range, CCT tuneable, variable-illuminance LED lighting system // LEUKOS, 2020, Vol. 16, # 2, pp. 157–176.
4. Mundinger, J., Houser, K. Adjustable correlated colour temperature for surgical lighting // Lighting Res. & Technol., 2019, Vol. 51, # 2, pp. 280–290.
5. Maiti, P.K., Roy, B. Evaluation of a daylight-responsive, iterative, closed-loop light control scheme // Lighting Res. & Technol., 2020, Vol. 52, # 2, pp. 257–273.
6. Hung, Y.C. Complementary and Double-Edge Based: A 5-Bit CMOS Digital Pulse-Width Modulation (PWM) Design with Multiple Outputs for LED Dimming Application // J. Circ., Syst., and Computers, 2014, Vol. 23, # 2, pp. 1–20.
7. Bautista, M.G.V., Liou, W., Yeh, M. Dimmable multi-channel RGB LED driver // In Proc. 2013 IEEE ECCE Asia Downunder, Melbourne, Australia. June 3–6, 2013, pp. 1259–1262.
8. Gilman, J.M., Grimalia, M.R. A simplified control system for a daylight-matched LED lamp // Lighting Res. & Technol., 2013, Vol. 45, # 5, pp. 614–629.
9. Zhan, X., Wang, W., Chung, H. Application of artificial neural-network to control the light of multi-colour LED system // 2017 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, 2017, pp. 3669–3675.
10. Stern, J. Philips Hue: The Light Bulb You Can Control With Your Phone // ABC News, 2012. https://abcnews.go.com/blogs/technology/2012/10/philips-hue-the-light-bulb-youcan-control-with-your-phone, Last accessed on December, 2022.
11. Yilmaz, F.S., Ticleanu, C., Howlett, G., King, S., Littlefair, P. People-friendly lighting controls – User performance and feedback on different interfaces // Lighting Res. & Technol., 2015, Vol. 48, #4, pp. 449–472.
12. Arduino Mega 2560 Rev3. https://docs.arduino.cc/hardware/mega‑2560, last accessed November, 2022.
13. Zhan, X., Wang, W., Chung, H. A Novel Colour Control Method for Multicolour LED Systems to Achieve High Colour Rendering Indexes // IEEE Trans. Power Electron., 2018, Vol. 33, # 10, pp. 8246–8258.
14. Liu, P.J., Hong, Z.Y. and Hung, C.C. A Single-Stage Low-Power AC–DC RGBLED Driver with Switching Capacitor Control Scheme // IEEE Trans. Ind. Electron., 2021, Vol. 68, # 4, pp. 3103–3112.
15. Bluetooth Module HC‑05. https://www.electronicwings.com/sensors-modules/bluetooth-module-hc‑05, last accessed on November, 2022.
16. Lee, A.T.L., Chen, H., Tan, S.C., Hui, S.Y.R. Precise Dimming and Colour Control of LED Systems Based on Colour Mixing // IEEE Trans. Power Electron., 2016, Vol. 31, # 1, pp. 65–80.
17. Gupta Bakshi, B., Laskar, S., Wasif, S. Dual-output flyback driver topologies for tuneable white LED lighting applications // In Proc. IEEE Calcutta Conference (CALCON) 2022, Kolkata, India. December 10–11, 2022, pp. 1–6.
18. International Electrotechnical Commission. IEC 61000–3–2: Electromagnetic Compatibility (EMC)- Part 3–2: Limits for Harmonic Current Emissions (Equipment Input Current 16A per Phase), 2018.
19. Modepalli, K., Leila, P. A Scalable N-Colour LED Driver Using Single Inductor Multiple Current Output Topology // IEEE Trans. Power Electron, 2015, Vol. 31, # 5, pp. 3773–3783.
20. Huang, Y.-C., Jen, C., Li, Y.-J., Moo, C.- S. A Driving Circuit with Partial Power Regulation for RGB LED Lamps // 2018 International Power Electronics Conference (IPEC-Niigata 2018 –ECCE Asia), 2018, pp. 275–281.
21. Liu, X., Xu, J., Yang, Q., Xu, D. High-efficiency multi-string LED driver based on constant current bus with time-multiplexing control // Electron. Lett., 2016, Vol. 52, pp. 746–748.
22. IRFZ44NPbF HEXFET Power MOSFET. https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-IRFZ44N-DataSheet-v01_01 EN.pdf?fileId=5546d462533600a40153563b3a9f220d, Last accessed on October, 2022.
23. Gupta, V., Basak, B., Ghosh, K., Roy, B. Universal control algorithm for automatic current regulated LED driver // Int. J. Power Electron., 2020, Vol. 12, # 2, pp. 169–190.
24. Gupta Bakshi, B., Roy, B. Electrical model formulation for multicolour light-emitting diode modules and its application to design dimmable driver // Int. J. Circ. Theor. Appl., 2021, Vol. 49, # 2, pp. 1559–1582.
25. Wui, W., Dayal, R., Moussaoui, Z. Tapped winding flyback converter for multiple output voltages. European Patent, 2018. Patent No. EP3151408A2. URL: https://patents.google.com/patent/EP3151408A2
26. Chen, R., Chen S. Colour LED Controller (Android Mobile Application), 2019. https://play.google.com/store/apps/details? id=appinventor.ai_yuanryan_chen.BT_LED&hl=en_IN&gl=US&pli=1, last accessed on October, 2022.
27. Chang, C., Han, X., Wu, M., Zhao, D., Xu, H. Electrolytic capacitorless AC/DC LED driver // Journal of Circuits, Systems and Computers, 2019, Vol. 28, # 12, pp. 2584–2593.

• Предыдущая статья
• Следующая статья

• Arduino
• настройка цвета
• обратноходовой преобразователь
• светодиодный драйвер
• RGB LED
• СД
• интеллектуальное освещение