雖然需要初期投資，但更低的能耗、維護成本以及靈活的設計證明固態照明 （SSL） 是傳統照明技術的一種可行替代技術。 而且，通過如占位傳感器和環境光傳感器、外部調光控制器等各種有效的智能方法來消除多余光照，能夠進一步提升節能效果。 既然有大量的 LED 恒流驅動器需要 0-10 V DC 輸入進行調光，那么我們重點討論一下借助無線接口使用這些驅動器。

我們的總體構想是相對明確的。 首先傳輸包含所需控制電壓的數據流，并由一個經配置后用作微處理器的 RS-232 透明接口的模塊接收該數據流。 然后，微控制器解析該數據流并將相應的值加載到數模轉換器的數據寄存器，產生所需的控制電壓。

由于如筆記本電腦、平板電腦和手機等設備已被大量使用，因此選擇藍牙連接規范來傳輸控制電壓數據流。 在接收側，因在原型開發過程中的多功能性和易用性優勢，我們選擇了 Panasonic PAN1555 的 876-1005-ND 評估板。

按照 3.3 V 工作電壓和一個 USART、一個可編程內部振蕩器、足夠但不太多的 I/O 的要求選擇微控制器。 考慮到將來需要采用 PWM 控制和存儲非易失性數據，于是又增加了 PWM 和 EEPROM 功能要求。 鑒于此，最終決定采用 PIC12F1822-I/P-ND 。

DAC 的選擇依據是單電源、輸出電壓至少為 10 V、一個串行接口、12 位分辨率和一個外部基準輸入。 LTC1257IN8#PBF-ND 證明是一款值得考慮的候選器件。

為使 DAC 能產生必需的輸出范圍，需要一個 10 V 電壓基準。 之所以選擇 LM4040CIZ-10.0/NOPB-ND ，是因為其 ±0.5% 容差、TO-92 封裝和 15mA 電流輸出能力。

為該電路選擇電源時考慮了多個條件。 首先，電源電壓應足夠高，可使 DAC 產生 10 V 輸出。 根據 LTC1257 的技術規格，VCC 需要比基準電壓 （10 V） 高 2.7 V，因此選擇 15 V 電源是合適的。 按照具有最小基底面、輸出電流至少 200 mA 以及封閉型板安裝電源的要求，決定選用 RECOM Power 945-1068-ND 電源模塊。

盡管 DAC 由該 15 V 電源直接供電，但 Bluetooth 模塊需要 3.3 V 電源，該電源還向微控制器供電。 利用線性穩壓器將電壓從 15 V 降至 3.3 V 毫無效率可言，因此選擇具有小基底面、最高輸入 28 V、最大輸出 500 mA 的 945-1648-5-ND 開關穩壓器。

為簡化諸如有源冷卻等外部器件的電源，確定由 945-1648-5-ND 提供 5 V 電源，還因為該器件擁有最高 28 V 輸入和最大 500 mA 的輸出能力。 考慮到這個 5 V 電源，我們選擇 296-6549-5-ND“電源軌分離器”提供等于所選 DAC 輸出一半的電壓以保持一致，并允許以線性方式控制采用 5 V 電源的設備。 采用零件編號為 277-1274-ND 的端子塊連接 5 V 電源和“電源軌分離器”電壓。

編號為 277-1247-ND 的端子塊間距為 0.200”，可連接 14-30 AWG 導線并能承受高達 10 A 的電流，因此選用來連接 AC 電源和恒流 LED 驅動器的連接導線。

采用上述零件和輔助元件的完整原理圖如圖 1 所示。

圖 1

無線線性調光器原型。 控制電路零件清單

如上所述，需要對 PAN1555 藍牙評估板進行專門配置，使其作為微控制器的透明 RS-232 接口；需要對微控制器進行編程，使其能夠接收控制電壓數據流并相應地加載 DAC 寄存器。 此外，還需要找到向藍牙模塊傳輸控制電壓的方法。

評估板上 Panasonic PAN1555 藍牙模塊的工廠默認設定需要重新配置，以適應這一特定應用。 可使用通過硬線連接式 RS-232 接口發送的 AT 命令解決這一問題。 使用如 TTL-232R-3V3-WE 等“智能 USB 電纜可簡化該任務。 使用這種電纜時需要著重考慮兩點。 第一，為使電纜中的 FT232R 成為一個虛擬 COM 端口，必須從 FTDI 下載 免費 USB 驅動程序 。 第二，盡管該電纜上的 TTL 電平為 3.3 V，但電纜 VCC 電源電壓為 USB 端口電壓 5 V。為了在配置期間向評估板供電，電源電壓必須經過穩壓，降至 3.3 V。組合使用諸如 L4931CZ33-AP 3.3 V 穩壓器、 EEA-GA1H2R2 2.2 μF 電容器等幾個元件的就能輕松滿足穩壓要求，如圖 2 所示。

圖 2 試驗板配置電路。

配置電路零件清單

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在深入研究如何對微控制器進行編程，使其能夠接收、解析電壓數據流前，首先需要確定待傳輸數據流的格式。 本例中，我們決定采用以前在 Digi-Key 氣象站 采用的格式。 這種格式依次由一個傳輸類型字符字節、一個類型標示符字節和三個數據字節組成。 具體來講，字符字節“D”表示數據，標示符字節默認值為 1，因為僅需傳輸一個百分數，三個數據字節分別由所需 D/A 電壓的百位數、十位數和個位數組成。 例如，75% 的傳輸格式為“D1075”。

確定了百分比數據的發送格式后，就可對微控制器編程，處理數據流。 編程過程包括設置配置字（位）、定義變量和具體的寄存器位、設置 I/O 配置、UART 初始化。 點擊 匯編源代碼和十六進制文件 訪問 eewiki.com，獲取簡單實用的匯編源代碼，用于接收數據流并使用位拆裂法加載 DAC。

需要指出的是，為該應用編寫的程序僅限于采用 0% 到 100% 且增量為 10% 百分數解析、加載 DAC。

采用如筆記本電腦、手機等極常見的設備傳輸控制電壓數據流是一個相對簡單的任務。 為這些設備尋址時，只需找到一個合適的串行端口規范應用 （app.） 即可。 如果是采用 Android 操作系統的設備，Google Play 上的 Bluetooth SSP 應用便是一個極好的選擇。 一旦手機與 PAN1555 藍牙模塊完成配對、連接，終端用戶就可選擇“鍵盤模式”，然后在該模式下標記、配置 12 個按鍵，發送具體的數據流，如“D1050”（50%）。 下圖所示為按鍵經過標記、配置的手機屏幕。

圖 3：藍牙 SSP 示例。

根據上文，傳輸控制電壓數據流的第二種方法是利用具有藍牙功能的筆記本電腦，此時可通過微軟的 Visual Studio Express? 的執行這一任務。 首先，使 PAN1555 藍牙模塊與筆記本配對。請記下在筆記本電腦上為“在藍牙鏈路上進行標準串行傳輸”創建的 COM 端口編號。 通過創建一個 Visual Basic TM Windows Forms 應用來構建無線控制界面，如下所示。該界面使用了一個串行端口并包括按鈕和資源圖像，用于啟動控制電壓數據流傳輸。

圖 4：Visual basic 界面示例。

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毫不夸張的講，無線數據流傳輸接口和接收器電路可以連接任何要求采用 0-10 V DC 輸入進行調光控制的 LED 驅動器。

LXMG221W-0700034-D0-ND 便是一款合適的驅動器。 該器件擁有緊湊小巧的外形、通用輸入電壓范圍 （90-277 VAC）、700 mA 恒流輸出、寬輸出電壓范圍 （14-48 VDC） 以及 1-10 V 的輸入控制范圍，因此是絕佳選擇。 最大亮點是其低功耗模式，該器件在該模式下會在控制電壓低于 0.6 V（最大）時熄滅 LED。

為了制作一個能用于檢驗無線控制功能的完整仿真燈具，還需要滿足最后的設計要求：一個 LED、一種熱界面材料、一個散熱器、光學器件和互連器件。

鑒于個人喜好在中等測試電流條件下光通量超過 1000 流明的冷白光 LED 陣列 （5000K）、 接近驅動器輸出電壓上限的正向電壓，于是選擇了 CXA2011-0000-000P00J050H-ND。

此外，還需要一種導熱性能優異的熱界面材料并考慮到 LED 陣列的實際尺寸 （22mm2），決定使用 1168-2063-ND。

LED 在 700 mA 時的正向電壓約 43.8 V，因此需要配備一個至少能滿足 31 W 散熱要求的散熱器。 散熱器的選擇條件是易于裝配、有源冷卻、圓形，因此決定采用 1061-1088-ND 40 W 通用散熱器。 為簡化散熱器的有源冷卻，選擇了 1061-1006-ND SynJet 模塊、1061-1050-ND 連接線束。

采用 WM4788-ND LED 底座滿足最后兩個設計條件 - 光學器件和互連器件。 從互連器件角度看，底座不僅不需要焊接到 LED 陣列上，還能直接可靠地固定到散熱器的 4-40 孔結構上。 雖然透鏡蓋沒必要達到真正的光學器件標準，但也應在某種程度上能夠進行色散、保護 LED 陣列。

圖 5： 完整的無線解決方案。 （照明零件清單）。

盡管該無線接口和接收器電路的總目標是控制給定燈具的調光效果，但也可作為測試平臺，用于評估由 LED、熱界面材料、散熱器和具有不同驅動電流的 LED 驅動器構成的不同器件組合，以確保獲得最佳性能。