《半導體照明技術技能人才培養系列叢書(中職):LED照明控制》是國家半導體照明工程研發及產業聯盟組織編寫的、適用于中等職業學校光電技術應用系列教材之一。全書圍繞項目實施展開編寫,主要內容包括認知LED照明、LED驅動與調光、LED照明控制、LED控制器及照明控制網絡和綜合實訓五個項目。每個項目由若干個任務組成,還包含技能實訓,突出技能的學習和工程應用能力的培養。
本書結合LED的發展趨勢和工程應用實際,深入淺出,題材新穎,圖文并茂,簡潔明了,有較強的適用性,可作為中等職業學校光電專業、電子技術及相關專業的教材使用,也可供從事LED研發、設計、應用的工程技術人員參閱。
《半導體照明技術技能人才培養系列叢書(中職):LED照明控制》是由人社部授權,“半導體照明技能人才培訓叢書”中的一種。內容來源于一線企業,針對性強。可充分滿足中職層次教育和企業培訓,以及企業技術人員自學和參考。
序一
半導體照明是目前已知最高光效的人工光源。它是用第三代寬禁帶半導體材料制作的光源和顯示器件,具有耗電少、壽命長、無汞污染、色彩豐富、可調控性強等特點,不僅可以替代白熾燈、熒光燈在照明領域的應用,還可廣泛應用于顯示、指示、背光、交通、醫療、通訊、農業等領域。
國家半導體照明工程自2003年啟動以來,經歷了從無到有,從小、弱、散、亂到聯合發展的歷程。“十二五”期間半導體照明產業作為我國重點發展的戰略性新興產業重點領域之一,已經形成了較為完整的產業鏈,產業規模從90億元躍升至2576億元,年均增長接近40%,企業超過5000家,從業人員100多萬;我國目前擁有了自主知識產權的Si襯底LED外延芯片生產技術,掌握了具有國際領先水平的深紫外LED器件核心技術,在LED大規模應用方面走到了世界前列,目前我國已成為全球半導體照明產業發展中心之一。預計2020年半導體照明應用市場占有率將達到70%,我國產業規模將達到10000億元。
“國以才立,政以才治,業以才興”。十八大強調,要造就規模宏大、素質優良的人才隊伍,進入人才強國和人力資源強國行列。人才是產業發展的關鍵要素之一,半導體照明產業是一個學科跨度大、技術和應用更新快的行業。“十三五”期間,我國半導體照明產業人力資源需求總量將隨著產業的高速成長而大幅增加,能否形成以人才發展推動產業發展、以產業發展帶動人才發展的良好格局將直接決定我國半導體照明產業的持續發展。依托國家重大人才培養計劃,重大科研和重大工程項目、重點學科和重點科研基地培養具有創新精神的科技領軍人才;加強培養科研生產一線高層次專業技術人才和高技能人才;構建半導體照明產業現代職業教育體系、培養半導體照明產業急需的技能型人才就顯得尤為重要。
“工欲善其事,必先利其器”,高質量的教材是培養高質量人才的基本保證,也是構建產業現代職業教育體系的重要組成部分。國家半導體照明工程研發及產業聯盟在半導體照明產業人力資源開發方面做了很多工作。我很欣喜的看到聯盟在現有工作基礎上,立足產業需求,在人社部及教育部等部門的指導下,牽頭組織半導體照明領域的專家、學者以及企業界的技術人才共同編寫了《半導體照明技術技能人才培養系列叢書》,應該說《叢書》是適時代所需,順時勢所趨。《叢書》的出版發行,將為院校人才培養和企業在職人員培訓提供有力的支撐。
在此感謝各位主編及編寫團隊為提升半導體照明產業人才培養工作傾力盡心的付出,相信通過我們共同的努力,半導體照明產業的明天會更美好。
曹健林中華人民共和國科學技術部
項目一 認知LED照明
任務一 LED基礎知識
知識點1:LED發光原理
知識點2:LED制作工藝
知識點3:LED的特性
知識點4:LED的產品優勢
任務二 LED照明產品與應用前景
知識點1:LED照明產品介紹
知識點2:LED的應用前景
知識點3:LED新技術
任務三 LED照明燈具
知識點1:LED照明模組設計
知識點2:LED照明燈具
思考與提高
實訓一 LED參數匹配實驗
實訓二 簡易LED手電筒制作
項目二 LED驅動與調光
任務一 LED驅動技術
知識點1:LED恒流驅動的基本方案
知識點2:市電供電的降壓式LED驅動器
知識點3:LED驅動電源的設計
任務二 LED調光技術
知識點1:模擬調光
知識點2:晶閘管調光
知識點3:PWM調光
任務三 LED驅動電源測試規范
知識點1:電氣性能測試依據相關標準
知識點2:可靠性測試依據相關標準
知識點3:環境適應性測試依據相關標準
思考與提高
實訓一 LM317驅動電路的制作與測試
實訓二 PT4115驅動電路的設計與測試
項目三 LED照明控制
任務一 傳感器基礎知識
知識點1:傳感器及傳感技術
知識點2:常用傳感器簡介
知識點3:傳感器在LED燈具智能控制中的應用
任務二 單片機基礎知識
知識點1:單片機的應用
知識點2:單片機基本電路
知識點3:系統接口控制原理
知識點4:單片機軟件設計
思考與提高
實訓一 光線感應LED燈制作
實訓二 定時開關的LED燈制作
實訓三 人體感應LED燈制作
項目四 LED控制器及照明控制網絡
任務一 LED控制器
知識點1:LED控制器的常用控制規格
知識點2:LED控制器的種類
任務二 數字化照明控制技術
知識點1:基于微控制器的照明控制的優點
知識點2:照明專用單片機的設計與應用
知識點3:PSoC的設計與應用
任務三 照明控制網絡
知識點1:常用照明協議和標準
知識點2:電力線載波通信技術及其應用
知識點3:照明的無線控制技術
知識點4:LED大規模控制技術
實訓一 LED節日彩燈控制器的設計與實現
實訓二 RGB LED調光器的制作與測試
項目五 綜合實訓
實訓一 紅外遙控球泡燈制作
項目基礎1:LED球泡燈
項目基礎2:紅外遙控技術
項目基礎3:CD4017簡介
技能實訓1:LED球泡燈制作
技能實訓2:紅外遙控開關的制作
實訓二 LED變色燈設計
項目基礎1:變色的光學原理
項目基礎2:LED變色燈的構成
項目基礎3:CD4060簡介
技能實訓:LED變色燈制作
實訓三 多功能LED臺燈制作
項目基礎1:多功能LED臺燈的總體設計方案
項目基礎2:DS18B20簡介
項目基礎3:DS1302簡介
技能實訓:多功能LED臺燈制作
實訓四 可變色溫的筒燈制作
項目基礎1:光源的色溫
項目基礎2:色溫的調節方案
項目基礎3:HS6221簡介
技能實訓1:筒燈的燈板制作
技能實訓2:LED驅動電源制作
技能實訓3:可變色溫的筒燈制作
參考文獻