通过PWM调节占空比让灯的亮度更加线性

前言

最近做一个光源，通过电位器控制PWM灯的亮度。

• 实现方法：通过ADC采集电压0 -- 4096，映射到占空比 0 -- 1000，去调节亮度。

遇到问题：

• ADC采集电位器电压 0--4096 他不是稳采集到的值会有波动，10以内，特别是在灯光暗的情况下会闪的很厉害，解决方法 限幅滤波，当值变化超过一定数值时才发生变化。
• 灯光变化不够线性，就是暗的地方调节感觉变化十分的明显，亮的地方调节变化就不够明显。

原因：

LED驱动是恒流的，而PWM调节的是恒流时间与断流时间的比值，所以占空比和光通量的输出应该是线性的。虽然，光通量是可以随时间线性变化，但是人眼对光的感受却不是线性的。一般表现形式为，在弱光情况下，很小的光通量能让人眼感觉光变化很大，在强光情况下，很大的光通量变化，人眼的感觉也不大。

解决方案：

要想实现人眼感光的线性变化，那么将实际光通量控制为非线性变化，即控制PWM非线性变化。
但是这个非线性变化如何如变化，这是个问题。
查阅资料

公式中，L是亮度(lightness)，Y是流明(luminance)
这个公式可以直接写在单片机中，但是浪费资源。找到python代码可以生成表

INPUT_SIZE = 255//亮度等级
OUTPUT_SIZE = 255//PWM输入值
INT_TYPE = 'const unsigned char'
TABLE_NAME = 'cie';

def cie1931(L):
	L = L * 100.0
	if L <= 8:
		return(L/902.3)
	else:
		return((L+16.0)/116.0)**3

x = range(0, int(INPUT_SIZE+1))
y = [round(cie1931(float(L) / INPUT_SIZE) * OUTPUT_SIZE) for L in x]

f = open('cie1931.h', 'w')
f.write('// CIE1931 correction table\n')
f.write('// Autiomatically generated\n\n')

f.write('%s %s[%d] = {\n' % (INT_TYPE, TABLE_NAME,INPUT_SIZE+1))
f.write('\t')
for i,L in enumerate(y):
	f.write('%d, '%  int(L))
	if i % 10 == 9:
		f.write('\n\t')
f.write('\n};\n\n')

运行可以生成，一个*.h文件，PWM控制用这个数组就差不多符合人眼线性了。