智能家居不再只是電影和百萬富翁的專利。每天都有新產(chǎn)品上市，將我們與房屋的每個部分連接起來。有產(chǎn)品可以從另一個房間打開你的燈，你甚至可以找到一個設(shè)備來從遠(yuǎn)處監(jiān)控你的狗。隨著技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在比以往任何時候都更容易使用微控制器創(chuàng)建自己的自動化系統(tǒng)。我們甚至可以添加發(fā)光二極管或 LED，用于視覺反饋和狀態(tài)指示！在本文中，我們將進(jìn)一步了解如何為家庭自動化設(shè)計設(shè)計 LED。

當(dāng)你第一次被教導(dǎo)使用具有更高電流 LED 的微控制器時，你被教導(dǎo)使用晶體管進(jìn)行輸入控制，并在 LED 上串聯(lián)一個電阻來設(shè)置正向電流。這對于單個 LED 來說相當(dāng)簡單，但添加額外的 LED 會占用大量空間。很快，我們將尋找具有更多通用輸入/輸出 (GPIO) 引腳的更大微控制器。這變得昂貴并且需要更多的處理工作來控制多個LED。

圖 1：使用微控制器單元 (MCU) 驅(qū)動 LED 的離散實現(xiàn)

LED 驅(qū)動器通過簡化對多個 LED 的控制來幫助解決這個問題。它們還通過添加閃爍、脈寬調(diào)制 (PWM) 調(diào)光和錯誤檢測等功能來添加到整體解決方案中。家庭自動化系統(tǒng)可以使用 LED 驅(qū)動器的功能使用閃爍和 PWM 信號將其狀態(tài)傳達(dá)給用戶，而不是依賴微控制器。

與傳統(tǒng)電流設(shè)置電阻器相比，使用 LED 驅(qū)動器的最大優(yōu)勢之一是能夠以最少的 GPIO 引腳控制大量 LED。TI 的TLC59116  I 2 C LED 驅(qū)動器僅使用三個微控制器引腳即可控制單個設(shè)備上的 16 個不同通道。四個硬件地址引腳允許用戶使用相同的三個引腳從 16 個通道變?yōu)?224 個通道。這意味著，隨著家庭自動化項目變得更加復(fù)雜，傳達(dá)設(shè)備狀態(tài)所需的 LED 數(shù)量可以根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展。

圖 2：可以使用相同的 SCL、SDA 和 RESET 引腳添加多個TLC59116。

不僅可以最大限度地減少微控制器的 GPIO 引腳數(shù)量，還可以減少微控制器創(chuàng)建 LED 效果所需的處理工作量。所述TLC59116支持PWM調(diào)光以及使用內(nèi)部頻率控制的LED閃爍。結(jié)合同時設(shè)置每個 LED 的功能，TLC59116可以使用基本的 I 2 C 命令控制各種 LED 。

TLC59116-Q1是一款l2C總線控制的16通道LED驅(qū)動器，引腳對紅/綠/藍(lán)/琥珀色（RGBA）混色和背光應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。16個LED驅(qū)動器（每個輸出可編程為關(guān)閉、打開、可編程LED亮度或可編程組調(diào)光和閃爍與單個LED亮度混合），每個LED輸出都有自己的8位分辨率（256步）固定頻率單獨PWM控制器，工作頻率為97 kHz，占空比在0%到99.6%之間可調(diào)。

單個PWM控制器允許將每個LED設(shè)置為特定的亮度值。附加的8位分辨率（256步）組PWM控制器具有190 Hz的固定頻率和24 Hz至每10.73秒一次的可調(diào)頻率，占空比可在0%至99.6%之間調(diào)節(jié)。組PWM控制器使具有相同值的所有LED變暗或閃爍。
每個LED輸出可以關(guān)閉、打開（無PWM控制），或在單個和組PWM控制器值下設(shè)置為其單個PWM控制器值。
TLC59116-Q1在3 V至5.5 V的電源電壓范圍內(nèi)工作，輸出電壓為17 V。LED可以直接連接到TLC59116-Q1設(shè)備輸出。
軟件可編程LED組和三個子調(diào)用I2C總線地址允許TLC59116-Q1設(shè)備的所有或定義的組響應(yīng)公共l2C總線地址，例如，允許同時打開或關(guān)閉所有相同顏色的LED，或產(chǎn)生字幕追蹤效應(yīng)，從而最小化l2C總線命令。
四個硬件地址引腳允許同一總線上最多14個設(shè)備。
軟件復(fù)位（SWRST）調(diào)用允許主機(jī)通過l2C總線執(zhí)行TLC59116-Q1的復(fù)位，與上電復(fù)位（POR）相同，該復(fù)位將寄存器初始化為默認(rèn)狀態(tài)，從而使輸出設(shè)置為高（LED熄滅）。這允許以一種簡單快捷的方式將所有設(shè)備寄存器重新配置為相同的狀態(tài)。

那么，我們將如何增強(qiáng)我們的家庭自動化項目呢？也許我們想警告房間太冷，或者通知我們最喜歡的寵物尚未喂食。隨意添加一些用于狀態(tài)指示的 RGB LED。多個寵物？添加更多 LED 以確保沒有小狗挨餓。使用TLC59116等 LED 驅(qū)動器，我們可以輕松擴(kuò)展我們的項目！