構建自我監測的智能化LED燈具

總體而言，大致有兩種監測系統溫度的方法。其中成本較高的一種是采用基于I2C的溫度感應器向控制器發(fā)送與溫度相關(guān)的數字信號。當控制器具有內建的I2C接口時(shí)，如PowerPSoC LED驅動(dòng)控制器系列，這種方法涉及的處理器開(kāi)銷(xiāo)很小，因為溫度值被直接報告了。另一種成本較低的方法是使用熱敏電阻和一個(gè)普通電阻構成分壓網(wǎng)絡(luò )。分壓信號輸入到控制器，后者使用ADC將其轉換為數字值，并根據溫度情況采取相應的動(dòng)作。處理器需要執行額外的工作來(lái)把數字值轉換為溫度的對應值。接著(zhù)可以把熱敏電阻的電壓直接輸入到比較器(類(lèi)似負載電壓監測的跳接功能)。比較器可以根據預設的閾值開(kāi)啟或關(guān)閉LED驅動(dòng)系統。

實(shí)時(shí)負載電流控制

前文討論了如何監測負載電流、電壓和環(huán)境條件。智能燈具還應該具備根據監測到的狀況改變其行為的能力。

例如，智能燈具應該能夠通過(guò)變更驅動(dòng)電流或者輸出的數字密度(PWM)來(lái)調整亮度。這可以根據環(huán)境條件、負載狀況或者外部輸入，如按鈕或者通信接口來(lái)完成。動(dòng)作可根據多種因素做出，并可對每種因素分配優(yōu)先級。

例如，控制器應能對I2C或者UART這樣的通信接口做出響應，并根據收到的數據調整亮度。不過(guò)，當輸入電壓降至閉鎖閾值之下，或者溫度升至安全值之上時(shí)，控制器可以逐步降低亮度(不考慮通信接口)，并在設定值處關(guān)閉燈具。這樣設定的動(dòng)作可以有許多。

傳統上，LED驅動(dòng)器必須有由硬件(電阻值)設定的驅動(dòng)電流，因此進(jìn)行實(shí)時(shí)改變一般來(lái)說(shuō)是不可能的。在軟件可配置的LED驅動(dòng)系統中，比如PowerPSoC，改變LED的驅動(dòng)電流只需改寫(xiě)一些DAC寄存器。另外，采用軟件可配置系統可以使用單一的硬件平臺設計具有不同功能項的產(chǎn)品。

故障記錄和診斷

在燈具安裝到大型建筑、停車(chē)場(chǎng)、街道等商業(yè)場(chǎng)合后，維修和更換會(huì )影響到成本和維護效率。如果控制器配有與“母”控制器通信的接口，用以規劃維修和更換工作，該控制器也可用于記錄和報告故障情況。

例如，燈具可能會(huì )因下列任何原因之一而損壞(或者保險絲主動(dòng)熔斷)：

· 負載開(kāi)路

· 負載短路

· 系統溫度超過(guò)閾值的次數多于預設的次數

· 負載兩端出現過(guò)壓

· LED壽命終止或者出現過(guò)早老化

· 輸入電壓達不到閉鎖值的時(shí)間超過(guò)預設時(shí)長(cháng)。

這些狀況都要求監測燈具的工作時(shí)長(cháng)。這項功能只要求一個(gè)足夠精確、能夠記錄工作時(shí)長(cháng)的時(shí)鐘(精確到秒)?？刂破鲀炔康拇蠖鄶祪炔可蓵r(shí)鐘都有一定的冗余度，可以決定計時(shí)系統的最終精度。更加精確的時(shí)鐘一般都要求外部振蕩器或者時(shí)鐘源。

為了記錄故障的原因，恰在系統關(guān)閉之前或者保險絲熔斷之前的系統狀況必須存儲到非易失性介質(zhì)中。帶閃存的控制器可以把這些狀況存儲到閃存中。

另一種方式是使用通過(guò)I2C接口與控制器相連的串行EEPROM器件。系統的工作情況和周邊情況可以不斷地、或者在保險絲主動(dòng)熔斷/系統關(guān)閉之前存儲到EEPROM器件中。

在從設備中拆除故障燈具時(shí)，可以使用PC或者其他控制器讀出非易失性存儲器件，確定故障發(fā)生前的狀況。讀出的信息可用于確定零部件故障率、未知或者不可預測的環(huán)境狀況，而且一般可以用來(lái)幫助工程師查找故障根源。

新型設計范例：

傳統上，電源管理線(xiàn)路是完全用硬件實(shí)現的，唯一的配置性也是通過(guò)硬件提供的。其結果就是如果要創(chuàng )建產(chǎn)品的多種變形或者新產(chǎn)品，則需要獨特的硬件組件組合。如果要縮短設計周期或者縮短產(chǎn)品投放市場(chǎng)的時(shí)間，就需要重新考察設計范例。例如，如果設計流程替代所包含的可配置軟件模塊，就可以大幅度縮短設計周期。

其次，要讓產(chǎn)品從競爭對手的產(chǎn)品中脫穎而出，或者脫離過(guò)去產(chǎn)品的窠臼，只需要變更軟件配置并使用具有多重選擇的同一硬件平臺即可。軟件可配置性還消除了采用硬件組件進(jìn)行配置通常所面臨的冗余度問(wèn)題。如果整個(gè)產(chǎn)品系列能夠基本同時(shí)投產(chǎn)或者依次投產(chǎn)，就能夠增強進(jìn)行差異化的競爭優(yōu)勢。