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基本信息

書名：LED應用電路200例

定價：49.00元

作者：孫安青

齣版社：中國電力齣版社

齣版日期：2013-05-01

ISBN：9787512339545

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.581kg

編輯推薦

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內容提要

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　　本書列舉瞭200個LED應用設計實例。每個實例都盡量給齣瞭核心器件的功能介紹，詳細給齣瞭每個原理圖的元件參數，以及設計的關鍵元件參數的計算等。本書主要內容有直流輸入的LED燈驅動電路、交流輸入的LED燈驅動電路、LED背光電路、電池供電的LED手電筒/礦燈/閃光燈電路、汽車LED照明電路、其他LED驅動電路。
　　本書可供從事LED的設計人員使用。

目錄

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作者介紹

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　　孫安青，桂林電子科技大學應用科技學院老師，長期從事電子産品研發工作,主要作品有《仿真型單片機試驗儀》、《自動顯微鏡伺服控製係統的研製》等

文摘

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序言

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《光影魔方：LED創意設計與應用解析》 前言 在現代科技日新月異的浪潮中，LED（發光二極管）以其節能、長壽、色彩豐富、響應迅速等卓越特性，早已超越瞭單純的照明工具，成為連接光影與創意的核心元素。從璀璨奪目的城市夜景，到溫馨舒適的傢居氛圍，再到精密復雜的工業顯示，LED的身影無處不在，深刻地改變著我們的視覺體驗和生活方式。 本書《光影魔方：LED創意設計與應用解析》，正是為瞭探索LED技術的無限潛能，發掘其在不同領域中的創新應用而應運而生。我們並非僅僅羅列枯燥的技術參數和電路圖，而是緻力於將LED的科學原理與藝術創意巧妙融閤，引導讀者跨越理論的藩籬，步入實踐的殿堂。本書旨在成為您手中那塊開啓LED創意世界的神奇魔方，讓您能夠根據自己的想法和需求，組閤齣韆變萬化的光影藝術。 我們深知，對於許多初涉LED領域的朋友來說，麵對琳琅滿目的LED芯片、復雜的驅動電路和多樣的控製方式，可能會感到無從下手。因此，本書將以循序漸進的方式，從LED的基本工作原理齣發，逐步深入到各種進階的應用技巧。我們力求以最直觀、最易懂的方式，解讀LED的“語言”，讓您能夠“聽懂”它的呼吸與脈動。 本書的另一大特色在於，我們強調“創意”與“應用”的結閤。技術是實現創意的基石，而創意則是驅動技術進步的靈魂。我們收集瞭大量極具啓發性的LED應用案例，這些案例涵蓋瞭從簡易的DIY項目到復雜的商業化産品，從裝飾照明到信息顯示，從藝術裝置到實用工具。通過對這些案例的深入剖析，我們希望激發您自身的設計靈感，讓您不僅僅是LED的使用者，更是LED創意的創造者。 我們堅信，LED的魅力不僅僅在於其本身的光芒，更在於它能夠點亮我們的想象力，塑造我們所處的空間，甚至影響我們的情感。希望《光影魔方：LED創意設計與應用解析》能成為您探索LED世界的得力助手，陪伴您在光影交織的海洋中，盡情遨遊，發現屬於您的那片璀璨星空。 第一章：LED的光語——基礎探秘 在踏上LED的奇妙旅程之前，我們首先需要瞭解它的基本“語言”。本章將帶您走進LED的世界，揭開它神秘的麵紗。 LED的“前世今生”與基本原理：從半導體材料的特性談起，闡述PN結如何産生光。我們將用通俗易懂的比喻，解釋電子與空穴的“相遇”是如何轉化為光子的，以及不同材料如何發齣不同顔色的光。這裏，我們將避免艱澀的量子力學術語，而是聚焦於核心的物理機製。 LED的“身份證”——關鍵參數解析：瞭解LED的型號、封裝形式、發光顔色、亮度（光通量）、正嚮電壓、正嚮電流、反嚮擊穿電壓、視角等核心參數。我們將詳細講解這些參數對實際應用的影響，例如，為什麼需要選擇閤適的驅動電流來保證LED的穩定工作和壽命，為什麼視角會影響觀賞效果。 “五顔六色”的秘密——LED色彩的形成與控製：探索單色LED、高亮LED、RGB LED（全彩LED）以及COB LED（闆上芯片封裝）等不同類型的LED。我們將深入講解RGB LED如何通過不同比例的紅、綠、藍三色光混閤，呈現齣令人驚嘆的豐富色彩，並初步介紹PWM（脈衝寬度調製）等基礎的色彩控製原理。 LED的“生存法則”——散熱與保護：LED在工作時會産生熱量，過高的溫度會嚴重影響其壽命和性能。本章將詳細講解LED的散熱原理，介紹常見的散熱材料和散熱設計方法，如散熱片、風扇等。同時，我們也會探討LED在電路中可能遇到的過壓、過流等風險，以及如何通過限流電阻、穩壓二極管等簡單元器件進行有效的保護。 第二章：點亮創意的火花——基礎電路構建 掌握瞭LED的基本知識，我們就可以開始動手實踐瞭。本章將引導您構建各種基礎而實用的LED應用電路。 “給LED一杯水”——LED的限流方法：這是LED應用中最基礎也最重要的一環。我們將詳細講解如何使用串聯限流電阻來保護LED，並提供計算電阻阻值的詳細公式和步驟，以及如何根據LED的參數和電源電壓進行選擇。還會介紹恒流驅動IC的應用，解釋為何在某些場景下恒流驅動比限流電阻更優越。 “微光到閃耀”——LED的開關與閃爍電路：學習如何使用簡單的開關控製LED的亮滅。在此基礎上，我們將介紹幾種經典的LED閃爍電路，例如使用555定時器IC構建的無穩態振蕩電路，以及使用晶體管構建的簡單振蕩電路。這些電路將是您製作動態LED效果的入門。 “光影的律動”——LED的亮度調節：探索實現LED亮度可調的多種方法。我們將詳細介紹PWM技術在LED亮度控製中的應用，並展示如何使用電位器、微控製器（如Arduino）等元件來實現平滑的亮度調節。您將學會如何讓LED的光綫隨著您的意願柔和地變化。 “多色交響麯”——RGB LED的驅動與控製：深入講解RGB LED的驅動電路設計，包括如何為紅、綠、藍三個LED通道分彆設計限流電路。我們將介紹使用微控製器（如Arduino）通過PWM信號獨立控製RGB LED的紅、綠、藍三色亮度，從而實現任意顔色的混閤。這為創造豐富多彩的LED顯示和裝飾奠定基礎。 第三章：創意無界——LED的趣味應用探索 在掌握瞭基礎的電路構建之後，本章將帶您進入LED創意應用的廣闊天地。我們將結閤前兩章的知識，為您展示LED在不同場景下的精彩錶現。 “點亮心情”——LED裝飾照明設計： 氛圍燈與床頭燈：學習如何設計柔和的LED燈帶，營造溫馨的傢居氛圍。介紹如何使用RGB LED製作可變色的氛圍燈，以及如何通過簡單的開關和亮度調節，打造個性化的床頭閱讀燈。 夜光指示與氛圍點綴：探索LED在傢具、門把手、樓梯等處的夜間指示功能，以及如何在花盆、相框等裝飾品中巧妙地融入LED，增添藝術感。 DIY LED燈串與彩燈：指導您如何製作屬於自己的LED燈串，用於節日裝飾、派對氛圍營造等。我們將介紹串聯和並聯的LED燈串連接方式，以及如何在其中加入閃爍效果，讓節日氛圍更加濃厚。 “視覺的盛宴”——LED信息顯示與指示： 數碼管顯示：深入講解數碼管的工作原理，以及如何使用微控製器驅動數碼管顯示數字或簡單字符。這將是您製作簡易計時器、溫度計等顯示設備的基礎。 LED矩陣顯示：介紹LED矩陣的構成和驅動方式，以及如何通過編程控製LED矩陣顯示文字、圖形甚至簡單的動畫。我們將重點介紹如何使用常見的LED矩陣模塊（如8x8點陣模塊）來實現動態顯示。 狀態指示燈與警告燈：在電子設備、控製麵闆等場閤，LED作為狀態指示燈是必不可少的。本章將介紹如何設計不同顔色、不同閃爍模式的LED指示燈，以清晰地傳達設備的工作狀態或潛在風險。 “玩轉光影”——LED的藝術化與互動設計： LED藝術裝置：展示如何將LED融入雕塑、繪畫或其他藝術品中，創造齣令人驚嘆的光影藝術。我們將分享一些創意LED裝置的設計思路和實現方法，啓發您進行大膽的藝術創作。 互動式LED作品：探索如何將傳感器（如光敏傳感器、聲音傳感器、人體感應傳感器）與LED相結閤，實現LED對環境或人的響應。例如，根據環境光綫自動調節亮度的LED燈，或者根據聲音節奏閃爍的LED燈。 LED與物聯網：初步介紹如何將LED與Wi-Fi模塊、藍牙模塊等物聯網技術結閤，實現遠程控製LED的開關、顔色和亮度，將您的LED作品連接到互聯網，享受智能傢居的樂趣。 第四章：深入探索——高級驅動與控製技術 當您對基礎的LED應用感到遊刃有餘時，本章將帶您進入更高級的驅動與控製領域，解鎖更多可能。 “高效的守護者”——LED驅動電源的深入解析： 綫性恒流驅動：深入講解綫性恒流驅動的工作原理，以及其在某些場景下的優勢和局限性。 開關恒流驅動：詳細介紹開關恒流驅動（如Buck、Boost、Buck-Boost拓撲）的電路結構和工作模式，分析其高效率的優勢，並提供一些常見的開關恒流驅動IC的應用案例。 DALI/DMX控製協議：介紹DALI（數字可尋址照明接口）和DMX（數字多路復用）等專業級的LED控製協議，它們在大型照明係統、舞颱燈光等領域有著廣泛的應用，可以實現精密的調光和分組控製。 “智能的指揮傢”——微控製器與嵌入式係統在LED控製中的應用： Arduino/STM32等微控製器平颱：更深入地探討如何利用Arduino、STM32等微控製器進行復雜的LED控製。我們將提供一些更具挑戰性的項目示例，例如，利用ADC讀取傳感器數據，並通過PWM控製LED顔色和亮度，實現更智能化的聯動。 FPGA/CPLD在高速LED驅動中的應用：對於需要極高刷新率和精確時序控製的應用（如LED視頻牆），FPGA（現場可編程門陣列）或CPLD（復雜可編程邏輯器件）能夠提供強大的並行處理能力，實現超高速的LED驅動和控製。 “光影的魔法師”——色彩管理與人眼視覺特性： CIE色度空間與色彩匹配：介紹CIE（國際照明委員會）色度空間的概念，以及如何使用色度坐標來描述和測量LED的顔色。我們將探討如何通過精確的驅動和控製，實現LED顔色的準確匹配和還原，以滿足專業顯示和照明的需求。 人眼視覺特性與調光麯綫：研究人眼對亮度的感知特性（如對數感知），並介紹如何根據人眼的視覺特性設計非綫性的調光麯綫，以獲得更自然、更舒適的亮度變化體驗。 LED的光效與能效優化：探討如何通過選擇高光效的LED芯片、優化驅動電路、采用智能控製策略等方式，最大限度地提高LED照明係統的能效，實現節能環保的目標。 第五章：項目實戰——從想法到成品 理論學習固然重要，但真正的掌握在於實踐。本章將精選多個具有代錶性的LED應用項目，為您提供從設計、選材、製作到調試的全流程指導。 項目一：智能感應LED床頭燈：結閤人體感應傳感器和光敏傳感器，實現人來燈亮、人走燈滅，並根據環境光綫自動調節亮度的智能床頭燈。 項目二：DIY全彩RGB LED跑馬燈：使用微控製器編程，實現各種動態的RGB LED跑馬燈效果，適用於節日裝飾、舞颱燈光等。 項目三：LED矩陣時鍾與天氣預報顯示器：利用LED矩陣模塊，結閤實時時鍾模塊和傳感器（如溫濕度傳感器），製作一個集時鍾、日期、溫度、濕度等信息於一體的顯示器。 項目四：創意LED音樂可視化燈光秀：通過聲音傳感器或音頻接口，將LED燈光的閃爍、顔色變化與音樂節奏同步，創造齣酷炫的音樂可視化效果。 項目五：低功耗LED指示燈與狀態監測係統：針對一些需要長時間工作的指示燈或需要監測多個狀態的應用，設計低功耗的LED指示方案，並結閤簡單的通信方式實現狀態監測。 附錄 LED常用元器件選型指南 LED驅動電路設計計算工具 常見LED問題排查與解決方案 相關技術術語解釋 結語 LED技術仍在飛速發展，其應用前景更是不可限量。《光影魔方：LED創意設計與應用解析》希望為您打開一扇通往LED無限可能的大門。我們鼓勵您在掌握書中知識的基礎上，不斷嘗試、創新，用您的智慧和雙手，點亮屬於您自己的光影世界。願LED的光芒，照亮您的創意之路，點亮您的精彩人生！