一种基于单片机的高精度低成本LED静像仪装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于单片机的高精度低成本LED静像仪装置，包括静像仪外壳、LED灯组件、自设计电路板、国产STC32G128K型单片机、锂电池电源模块、控制组件、驱动电路组件。本发明专利技术属于光学测量和机械电子领域，具体是指一种基于单片机的高精度低成本LED静像仪装置，有效的解决了印刷包装质量检测、纸制品表面检测、涡轮机推进系统气蚀现象的监测等问题，突破了目前市场上频闪静像仪成本高、灯光暗、无法在光亮强度大的环境下使用的局限，且本发明专利技术使用的所有材料均为国产。本发明专利技术的创新与核心是单片机对LED灯频闪频率的控制，做到了5微秒级的频闪间隔时间，进一步提高了整个装置的精度，是一款非常实用的频闪静像仪装置。是一款非常实用的频闪静像仪装置。是一款非常实用的频闪静像仪装置。

【技术实现步骤摘要】
一种基于单片机的高精度低成本LED静像仪装置


[0001]本专利技术涉及光学测量和机械电子领域，具体是指一种基于单片机的高精度低成本LED静像仪装置。

技术介绍

[0002]为保证生活生产的产品外观质量合格，在生产过程中操作员必须频繁从产品中取出样品查看质量，由于国内使用的生产设备运行速度都很高，很难在线观察到产品的缺陷。此时可以通过一种在线检测外观印刷质量的仪器——频闪仪，也叫频闪静像仪或转速仪，实现作震动、高速旋转或周期运动构建变成“静止不动”构件的一种光学测量装置。将静像仪应用在高速生产的设备中，控制静像仪的工作频率与设备运行速度同步，可以使人直接看清楚高速运转的产品的外观状况。频闪静像仪本身可以发出短暂又频密的闪光。当调节频闪静像仪的闪动频率,使其与被测物的转动或运动速度接近或同步时,被测物虽然高速运动着,但看上去却是缓慢运动或相对静止,这种视觉暂留现象使人目测就能轻易观测到高速运动物体的表面质量与运行状况,而频闪静像仪的闪光速度即为被检测物体转速和运动频率,亦可以利用频闪静像仪分析物体振动情况进行质量检测、高速移动物体的动作以及高速摄影等。在现代化的工业应用环境中存在着许多不小的瞬变脉冲,这些瞬变脉冲会影响到传输,甚至伤害互连的设备,必须要对这些干扰进行处理。如,目前频闪静像仪大都未能实现高压部分的闪光灯管与低压部分的控制触发电路的电路隔离,这样就会影响频闪静像仪稳定性、安全性。再如,一些频闪静像仪的灯管在高速闪烁时易发生漏闪现象。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是在于提高国内频闪静像仪的实际使用效果，提出了一种新的控制模式，使用单片机内的时钟计时，对LED灯频闪频率进行控制。应用于军工、印刷包装业、轮胎检测、电机测试、计量、产品研发等行业领域，提高了对飞机引擎的运行、震动进行视觉监测、纸制品表面质量检测和纸幅成形过程的检测、印刷包装生产过程质量检查等的效率。
[0004]针对国内的频闪仪造价昂贵，效果一般，且在正常白天中无法使用，需要到阴暗的环境中才能使用的情况，研究专利技术一种基于单片机的高精度低成本LED静像仪装置，对比目前，2023年2月，国内市场同类型产品，具有更好的光照频闪效果，更低的制造成本。
[0005]一种基于单片机的高精度低成本LED静像仪装置，包括静像仪外壳、LED灯组件、自设计电路板、国产STC32G128K型单片机、锂电池电源模块、控制组件、驱动电路组件。
[0006]本专利技术采取的技术方案如下：
[0007]由两个一组的36V
‑
LED灯并联四个LED灯，LED灯由两组电路进行控制，分别控制检测LED灯的电压和频率，当频率增加时降低电压，频率降低时增大电压，以保证稳定可视的频闪光束。
[0008]单片机电路的核心为国产STC32G128K型单片机，大小为24M，内含6个计时器计时，静像仪的所有控制信号由单片机发出，其内含键盘启动程序、LED显示器执行程序、LED频闪
频率计算电路、数据输入输出程序。
[0009]静像仪由控制组件进行调控，由显示器显示频率，由控制器对单片机CPU发出指令增加或减少LED频闪频率，由单片机CPU提前设置好的程序对频闪频率和发光强度即电路电压进行倍率转换控制，以实现发出稳定的频闪光束与转动物体实现同频，将2.4万转每分钟高速转动的物体视觉静态化。
[0010]进一步地，所述静像仪的光束可以得到控制，针对不同转速、不同频率、不同环境、不同产品的高速转动实现视觉静态，可以使用相机进行拍照，不再是模糊的高速转动物体，提高质检和实验效率。
[0011]进一步地，静像仪整体较小，可以与印刷机器视觉系统等进行结合，突出物体特征量，在物体需要检测的部分与那些不重要部份之间应尽可能地产生明显的区别，增加对比度；同时还保证足够的整体亮度；物体位置的变化不影响成像的质量。在机器视觉应用系统中，一般使用透射光和反射光。对于反射光情况静像仪充分考虑光源和光学镜头的相对位置、物体表面的纹理、物体的几何形状、背景等要素。光源的选择符合所需的几何形状、照明亮度、均匀度、发光的光谱特性等设置掉电检测和电池电压检测，同时考虑光源的发光效率和使用寿命而设置LED驱动电源检测放大模块。
[0012]进一步地，所述LED静像仪通过单片机控制装置输入输出，实现实时调整频率和光强，达到高速转动物体静态化的目的，提高了频闪静像仪的效率和效果，降低了静像仪的成本。
[0013]采用上述结构本专利技术取得的有益效果如下：本方案的频闪静像仪装置，有效的解决了印刷包装质量检测、纸制品表面检测、涡轮机推进系统气蚀现象的监测等问题，突破了目前市场上频闪静像仪成本高、灯光暗、无法在光亮强度大的环境下使用的局限，且本专利技术使用的所有材料均为国产。本专利技术的创新与核心是单片机对LED灯频闪频率的控制，做到了1微秒级的频闪间隔时间，进一步提高了整个装置的实用性，是一款非常实用的频闪静像仪装置。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本专利技术的范畴。
[0015]图1为本专利技术一种基于单片机的高精度低成本LED静像仪装置的整体结构示意图；
[0016]图2为本专利技术一种基于单片机的高精度低成本LED静像仪装置内层的自设计电路图；
[0017]图3位本专利技术一种基于单片机的高精度低成本LED静像仪装置内存的电路板图。
[0018]其中，如图1所示，001把手、002频率增加按钮、003频率显示屏、004频率乘二按钮、005频率减少按钮、006确认按钮、007频率除二按钮、008静像仪底座、009静像仪外壳、010静像仪LED频闪灯。
[0019]其中，如图2所示，图A：LED驱动电路、图B：单片机电路、图C：电源以及电压基准源、图D：LED驱动电源电流检测模块、图E：接口电路。
[0020]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]如图1所示，本专利技术一种基于单片机的高精度低成本LED静像仪装置，包括曲面弧度外壳如图1所示，001把手、002频率增加按钮、003频率显示屏、004频率乘二按钮、005频率减少按钮、006确认按钮、007频率除二按钮、008静像仪底座、009静像仪外壳、010静像仪LED频闪灯。所述把手001设于静像仪外壳009正中间上方，所述频率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机的高精度低成本LED静像仪装置，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，使用大功率LED灯泡，设计静像仪电路放弃传统的高压触发闪光灯泡，整机采用低压弱点控制，提高了使用安全性；步骤二，完成单片机芯片代码输入，通过单片机精确计算，控制电路输出稳定的LED频闪光束；步骤三，调整精度至小数点后两位的频闪频率，使LED频闪频率与动态物的转速频率一致，实现动态物体静态化。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤一包括：并联四个36V100W的LED灯，大大增强静像仪的频闪亮度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤一包括：所述静像仪的电路设计全部采用安全电压控制与驱动，使单片机线路、LED灯闪光电路和控制电路连通在一起，使用4节锂电池供电。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤二包括：使用C语言编写代码通过键盘和显示屏与单片机交互，控制LED灯的频闪频率在1Hz
‑‑‑
400Hz，占空比在1
‑‑‑‑
80微秒内，使所述静像机可以对2.4万转每分钟的动态物静态化。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤二包括：稳定的LED灯频闪光是由四个大功率LED灯泡发出闪光，由单片机的已设定数据进行控制，所述LED灯频闪频率与LED灯发光效果有关，由所述单片机调整LED灯发光亮度以实现稳定光束。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤三包括：控制精度极高的LED频闪频率，对单片机内数据进行控制，采用16位的芯片，使用原始的芯片内的一个时钟计时，实现灯光频闪之间微秒级别的调控。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤三包括：动态物静态化是视觉上的效果，通过微秒级频闪的LED灯照射实现动态物的视觉静态化，所述LED灯频闪频率增大时，单片机降低光照亮度；所述LED灯频闪频率降低时，单片机增强光照亮度，...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁春红，倪鑫，梁时帅，梁时鑫，
申请(专利权)人：梁春红，
类型：发明
国别省市：