BG4440U1 - Електронно устройство за управление на лазерни и светодиодни светлинни ефекти - Google Patents
Електронно устройство за управление на лазерни и светодиодни светлинни ефекти Download PDFInfo
- Publication number
- BG4440U1 BG4440U1 BG5676U BG567623U BG4440U1 BG 4440 U1 BG4440 U1 BG 4440U1 BG 5676 U BG5676 U BG 5676U BG 567623 U BG567623 U BG 567623U BG 4440 U1 BG4440 U1 BG 4440U1
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- microprocessor
- power supply
- voltage
- laser
- unit
- Prior art date
Links
- 230000001795 light effect Effects 0.000 title abstract description 12
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 36
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 10
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 18
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 description 5
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 235000007119 Ananas comosus Nutrition 0.000 description 1
- 244000099147 Ananas comosus Species 0.000 description 1
- 241001050985 Disco Species 0.000 description 1
- 102100030852 Run domain Beclin-1-interacting and cysteine-rich domain-containing protein Human genes 0.000 description 1
- 101710179516 Run domain Beclin-1-interacting and cysteine-rich domain-containing protein Proteins 0.000 description 1
- TWFZGCMQGLPBSX-UHFFFAOYSA-N carbendazim Chemical compound C1=CC=C2NC(NC(=O)OC)=NC2=C1 TWFZGCMQGLPBSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Abstract
Електронно устройство за управление на лазерни и светодиодни светлинни ефекти предлага компактно и надеждно решение за управлението на интензитета на един или повече лазерни диоди и един или повече светодиоди посредством микропроцесор в реално време самостоятелно или на базата на получени команди от отдалечено устройство за наблюдение, контрол и настройка. Електронното устройство е предназначено да се интегрира в системи за създаване на светлинни ефекти и включва функционални блокове за комуникация чрез DMX512 интерфейс и TCP/IP протоколен стек, както и функционален блок за взаимодействие с крайния потребител чрез дисплей, бутони и други подходящи елементи. Електронно устройство за управление на лазерни и светодиодни светлинни ефекти намира приложение в развлекателната индустрия (напр. дискотеки, концертни зали, театри и др.), както и за рекламни цели и привличане на вниманието на потенциални клиенти в рамките на големи търговски центрове или панаирни площи.
Description
Настоящият полезен модел се отнася най-общо до електронно устройство за създаване на светлинни ефекти, което управлява множество лазерни диоди и светодиоди посредством микропроцесор. По-специално, полезния модел се отнася до електронно устройство, което реализира управлението на интензитета на един или повече лазерни диоди и един или повече светодиоди в реално време самостоятелно или на базата на получени команди от отдалечено устройство за наблюдение, контрол и настройка.
Предшестващо състояние на техниката
Използваните в развлекателната индустрия средства за осветление традиционно се базират на халогенни или сравними източници на светлина. Тези източници често се групират по няколко в един корпус и тяхната светлина се насочва чрез вградени в корпуса оптични елементи (лещи, филтри или огледала). Някои от тези средства за осветление разполагат с електронни устройства за управление, съдържащи микроконтролери и реализирани под формата на печатна платка. За контрол от разстояние традиционно се използва DMX512 интерфейс (стандартен интерфейс за цифрова комуникация, реализиран на базата на цифровия сериен интерфейс за комуникация RS-485), като в съвременните устройства, този интерфейс често бива заменян от управление, реализирано посредством технологии, използвани в Интернет, напр. базирани на TCP/IP (англ. Transmission Control Protocol/Internet Protocol - група от взаимосвързани и допълващи се комуникационни протоколи, на които се базира съвременната Интернет комуникация).
Съвременните средства за осветление във все по-голяма степен разчитат на източници на светлина, съставени от светодиоди или лазерни диоди, като често се използват едновременно множество светодиоди и/или лазерни диоди, монтирани върху системи за завъртане по две или повече оси. Както светодиодите, така и лазерните диоди имат нужда от специализирано електронно управление и захранване, които се конструират в зависимост от вида и броя на използваните диоди. Комбинацията на диодите с механични и оптични компоненти (напр. галванометри, огледала, лещи, призми и др.) позволява създаването на светлинни ефекти, характеризиращи се с висока степен на яркост и контраст. Ефектите се контролират чрез специализирани аналогови или цифрови интерфейси за комуникация, като последните могат да включват интерфейса DMX512 или технологии, използвани в Интернет.
При известните решения, електронно устройство за управление на лазерни и светодиодни светлинни ефекти може да се състои от функционални блокове, като например един или повече захранващи блокове, междинен захранващ блок, блок за управление на лазерни диоди и светодиоди, блок за комуникация чрез DMX512 интерфейс, блок за комуникация чрез TCP/IP протоколен стек, блок за взаимодействие с крайния потребител и микропроцесорен блок, включващ микропроцесор.
Техническа същност на полезния модел
Настоящият полезен модел представлява електронно устройство за управление на лазерни и светодиодни светлинни ефекти. При едно изпълнение, устройството за електронно управление включва следните функционални блокове: един или повече захранващи блокове, междинен захранващ блок, блок за управление на лазерни диоди и светодиоди, блок за комуникация чрез DMX512 интерфейс, блок за комуникация чрез TCP/IP протоколен стек, блок за взаимодействие с крайния потребител и микропроцесорен блок, включващ микропроцесор.
При едно изпълнение, устройството е реализирано, като печатна платка с два захранващи блока, които са директно свързани към захранващ мрежов адаптер чрез подходящ входен конектор, напр. клема за печатна платка с два терминала със стъпка 5 mm или 5.08 mm между терминалите. Всеки от тези захранващи блокове включва защитни елементи (напр. предпазител, бидирекционален трансил и електролитен кондензатор), импулсен регулатор на напрежение, поддържащи кондензатори, изходен индуктор, делител на напрежение и вход за контрол на изходното напрежение. Защитните елементи са свързани непосредствено след входния конектор, като предпазителят е свързан последователно към положителния терминал на конектора, а бидирекционалният трансил и електролитният кондензатор са свързани веднага след предпазителя, като всеки от тях е свързан паралелно на захранващото напрежение на печатната платка. Специализираната интегрална схема (импулсен регулатор) е свързана към захранващото напрежение, поддържащите кондензатори, индуктора и делителя на напрежение и осигурява изходно напрежение с големина, определена от делителя на напрежение. Използва се понижаващ импулсен регулатор - захранващото напрежение трябва да бъде повисоко от 5 V, като се поддържат стойности в интервала 7 V до 25 V. Работната честота на импулсния регулатор е над 550 kHz, което позволява използването на малък по размери индуктор. Използваните кондензатори са многослойни керамични кондензатори с размери от 0402 до 1206 (размер 0402 съответства на дължина 0.04 inch и ширина 0.02 inch). Входните кондензатори са с общ капацитет около 10 pF, а изходните кондензатори - около 100 pF. Размери 0402 до 1206 имат и използваните SMD съпротивления (SMD елементи - елементи за повърхностен монтаж върху печатна платка). Изходният индуктор е със стойност около 4.7 pH и осигурява изходен ток до 5А. За по-добро отвеждане на топлина, импулсният регулатор има пряк контакт с масата на печатната платка. Топлинните загуби в импулсния регулатор са около между 10% и 15%. Единият от захранващите блокове има изходно напрежение, приблизително равно на 5 V, а другият блок има изходно напрежение, приблизително равно на 3.3 V. Входът за контрол на изходното напрежение на захранващият блок с изходно напрежение 5 V е свързан към микропроцесора и също така включва съпротивление, което осигурява изключено състояние на импулсния регулатор при отсъствие на сигнал от микропроцесора. Входът за контрол на изходното напрежение на захранващия блок с изходно напрежение 3.3 V има константна стойност, активираща изходното напрежение.
Устройството има междинен захранващ блок, чийто вход е свързан към изходното напрежение на един от захранващите блокове - обикновено захранващия блок с изходно напрежение 5 V. Междинният захранващ блок включва галванично развързан импулсен регулатор на напрежение и поддържащите го кондензатори, които предоставят галванично развързано изходно напрежение със стойност 5 V на блока за комуникация чрез DMX512.
Блокът за управление на лазерни диоди и светодиоди включва елементи за промяна на напрежението, конектори за връзка с устройства за управление на лазерни диоди и конектор за връзка с поредица светодиоди. Елементите за промяна на напрежението включват една или повече специализирани схеми за промяна на нивото на напрежение на цифрови сигнали, идващи от микропроцесора, от 3.3 V на 5 V. Конекторите за връзка с устройства за управление на лазерни диоди са един или повече, като всеки лазерен диод се управлява от отделен цифров сигнал, идващ от микропроцесора и преминаващ през една от специализираните схеми за промяна на нивото на напрежение. Тези цифрови сигнали поддържат широчинно-импулсна модулация (ШИМ), чрез която се променя интензитетът на лазерните диоди. Конекторът за връзка с поредица светодиоди предава напрежение с големина 5 V, както и един управляващ цифров сигнал към поредица от един или повече цветни светодиоди. Всеки светодиод включва собствен вграден контролер, като контролерите на всички светодиоди се управляват посредством цифровия сигнал, идващ от микропроцесора и преминаващ през една от специализираните схеми за промяна на нивото на напрежение.
Блокът за комуникация чрез DMX512 протокол включва елементи за галванично развързване и промяна на напрежението и терминиращи съпротивления и конектори. Елементите за галванично развързване и промяна на напрежението включват специализирана интегрална схема, свързана с микропроцесора. Тази интегрална схема е свързана още с галванично развързаното изходно напрежение на междинния захранващ блок и с изходното напрежение 5 V на единия от захранващите блокове 110. Терминиращите съпротивления образуват група, която е свързана паралелно на сигналните пинове на конекторите чрез превключвател. Конекторите са тип XLR или друг тип с поне три пина.
Блокът за комуникация чрез TCP/IP протоколен стек включва специализирана интегрална схема, свързана към цифрови входо-изходи на микропроцесора, която обработва предварително данните, предавани от други устройства чрез TCP/IP протоколния стек. Специализираната интегрална схема е свързана и към импулсен трансформатор за галванично разделяне на сигналите, който е част от същия блок. Също така, блокът за комуникация чрез TCP/IP протоколен стек включва поддържащи елементи (съпротивления и кондензатори) и RJ-45 конектор за свързване на мрежов комуникационен кабел.
Блокът за взаимодействие с крайния потребител включва графичен светодиоден дисплей (англ. OLED) или дисплей с течни кристали (англ. LCD), контролиран от микропроцесора посредством I2C комуникационен интерфейс (I2C - Inter-Integrated Circuit - е нискоскоростен комуникационен сериен интерфейс за връзка между интегрални схеми). Блокът включва още следните елементи, които са свързани с входо-изходи на микропроцесора: бутони (напр. тактилни такива, запоени на печатната платка), опционален микрофон (напр. електретен кондензаторен микрофон за монтаж върху печатна платка), зумер/сигнален звънец за известяване на потребителя и сигнални светодиоди. Зумерът/сигналният звънец, както и всеки сигнален светодиод се управляват от транзистор, напр. N-MOSFET транзистор 2N7002, и три съпротивления. Едното от съпротивленията е свързано между захранващото напрежение на микропроцесора и положителния пин на зумера или анода на светодиода. При захранване на зумер това съпротивление има стойност около 10 Ω, а при захранване на светодиод - около 200 Ω. Дрейнът на транзистора е свързан към отрицателния пин на зумера или катода на светодиода, а сорсът на транзистора е свързан към масата на печатната платка. Второто съпротивление е свързано между гейта на транзистора и съответния микропроцесорен изход, който управлява зумера/светодиода. Третото съпротивление е свързано между гейта на транзистора и масата на печатната платка и изключва зумера или светодиода при липса на сигнал от микропроцесора.
Микропроцесорният блок включва микропроцесор, който е свързан към елементи в останалите функционални блокове. За програмирането на микропроцесора с нов фърмуер е предвиден специален конектор с пет пина. Микропроцесорният блок включва и елементи за комуникация чрез USB интерфейс, част от които е специализирана интегрална схема, свързана с микропроцесора посредством сериен комуникационен интерфейс (англ. UART - Universal Asynchronous Receiver/Transmiter е комуникационен интерфейс, поддържащ серийно приемане и предаване на данни с определена скорост, обозначавана най-често като baud rate). На физическо ниво, връзката се осъществява чрез USB конектор, тип „В“.
Микропроцесорният блок включва и сензор за температура и влага (свързан към микропроцесора посредством I2C интерфейс), цифров изход за управление на моторизиран закрепващ механизъм, интегрална схема EEPROM (свързана към микропроцесора посредством I2C интерфейс) и елементи за управление на вентилатори и/или нагреватели, включващи MOSFET транзистори. Микропроцесорният блок се захранва от захранващия блок с изходно напрежение, приблизително равно на 3.3 V. Сензорът за температура и влага измерва температурата и влагата в околността на печатната платка на електронния контролер и предава измерените стойности към микропроцесора посредством специализиран комуникационен интерфейс, напр. I2C.
Изходът за управление на моторизиран закрепващ механизъм включва конектор с четири пина, два от които са свързани към цифрови изходи на микропроцесора. Интегралната схема EEPROM съхранява конфигурационни настройки и други данни, необходими за работата на микропроцесора (напр. информация за версията на устройството) и се свърза с микропроцесора чрез подходящ комуникационен интерфейс, напр. I2C. Елементите за управление на вентилатори и/или нагреватели са свързани с микропроцесорния блок и включват два управляващи канала, всеки от които управлява един вентилатор или един нагревател. Всеки управляващ канал включва две съпротивления, един транзистор от тип N-MOSFET, един Шотки-диод (напр. SS34A) и един конектор с два пина за свързване на вентилатор или нагревател. Гейтът на N-MOSFET транзистора е свързан през едно от съпротивленията (около 100 Ω) към изходен пин на микропроцесора, а другото съпротивление (около 10 Ω) свързва гейта с масата на печатната платка и изключва вентилатора/нагревателя при липса на изходен сигнал от микропроцесора. Шотки -диодът е свързан към двата пина на конектора (англ. „freewheeling/flyback diode“) и предотвратява появата на високо напрежение, причинено от индуктивността на вентилаторите. Микропроцесорните изходи, управляващи транзисторите, поддържат широчинно-импулсна модулация (ШИМ)
Пояснение на приложените фигури
Фигура 1 е блок схема на електронно устройство за управление на лазерни и светодиодни светлинни ефекти.
Фигура 2 представя техническа реализация на система за създаване на светлинни ефекти, в която е интегрирано електронно устройство за управление на лазерни и светодиодни светлинни ефекти от фигура 1.
Примери за изпълнение на полезния модел
Полезният модел представлява електронно устройство за управление на лазерни и светодиодни светлинни ефекти. На фигура 1 е показана блок схема на едно изпълнение на това електронно устройство. Електронно устройство за управление на лазерни и светодиодни светлинни ефекти 100 се състои от следните функционални блокове: два броя захранващи блока 110, междинен захранващ блок 120, блок за управление на лазерни диоди и светодиоди 130, блок за комуникация чрез DMX512 интерфейс 140, блок за комуникация чрез TCP/IP протоколен стек 150, блок за взаимодействие с крайния потребител 160 и микропроцесорен блок 170, включващ микропроцесор 171. В този пример на реализация електронното устройство 100 е реализирано под формата на печатна платка.
Всеки от двата захранващи блока 110 включва защитни елементи 111, специализирана интегрална схема (импулсен регулатор) на напрежение 112, поддържащи кондензатори 113, изходен индуктор 114, делител на напрежение 115 и вход за контрол на изходното напрежение 116. Защитните елементи 111 включват предпазител 0451010.MRL с максимален работен ток 10 А и бидирекционален трансил 3.0SMCJ24CA с работно напрежение 24 V, произведени от Littlefuse, както и електролитен кондензатор 35YXJ330M10X12 с капацитет 330 pF и максимално работно напрежение от 35 V, произведен от Rubicon. Специализираната интегрална схема (импулсен регулатор) 112 е SY8368QNC с производител Sylergy Согр. Поддържащите кондензатори 113 включват един или повече входни керамични кондензатори (свързани паралелно между входа на захранващия блок и масата на печатната платка) с общ капацитет около 10 pF и максимално работно напрежение от 50 V; един или повече изходни керамични кондензатори (свързани паралелно между изхода на захранващия блок и масата на печатната платка) с общ капацитет около 100 pF и максимално работно напрежение от 10 V; един стабилизиращ керамичен кондензатор с капацитет 2.2 pF и максимално работно напрежение от 10 V, както и един стартиращ кондензатор с капацитет 100 nF и максимално работно напрежение от 50 V, всички от които са с производител Samsung. Изходният индуктор 114 е ETQP5M4R7YFC (производител Panasonic) и има стойност 4.7 pH. Единият му край е свързан към импулсният регулатор 112, а другият край е свързан към изхода на напрежение на захранващия блок. Делителят на напрежение 115 е съставен от група от две последователно свързани съпротивления, като групата е свързана паралелно между изхода на захранващия блок и масата на печатната платка. Съпротивлението, единият край на което е свързан към масата на платката, има стойност 3.3 kΩ. Съпротивлението, единият край на което е свързан към свързан към изхода на напрежение на захранващия блок, има стойност, която се различава за всеки от двата блока: 24 kΩ, за захранващия блок с изходно напрежение 5 V и 15 kΩ за захранващия блок с изходно напрежение 3.3 V. Средната точка на делителя на напрежение 115 е свързана към импулсния регулатор 112. Входът за контрол на изходното напрежение 116 е свързан към цифров изход на микропроцесора 171 при захранващия блок с изходно напрежение 5 V. При захранващия блок с изходно напрежение 3.3 V, този вход за контрол 116 е свързан през съпротивление 3.3 kΩ към захранващото напрежение на блока.
Междинният захранващ блок 120 има вход, свързан към изходното напрежение със стойност 5 V на единия от блоковете 110. Междинният захранващ блок 120 включва галванично развързан импулсен регулатор на напрежение 121, реализиран от специализиран модул F0505S-1WR3 с производител Mornsun. Поддържащите кондензатори 122 са един или повече входни кондензатори с общ капацитет 10 pF и един или повече изходни кондензатори с общ капацитет 10 pF, всички произведени от Samsung с максимално работно напрежение 10 V. Изходът на блока 120 захранва елементите за галванично развързване и промяна на напрежението 141 с галванично развързано напрежение от 5 V.
Блокът за управление на лазерни диоди и светодиоди 130 включва елементи за промяна на напрежението 131, конектори за връзка с устройства за управление на лазерни диоди 132 и конектор за връзка с поредица светодиоди 133. Елементите за промяна на напрежението 131 включват две специализирани интегрални схеми SN74HCT245PWR с производител Texas Instruments, захранвани от блока 110, който има изходно напрежение 5 V. Те са свързани с общо 11 цифрови изходни сигнала на микропроцесора 171. Конекторите за връзка с устройства за управление на лазерни диоди 132 са общо два броя, всеки от които има 7 пина. Пет от тези пинове са свързани към изходи на елементите за промяна на напрежението 131. Входовете на елементите за промяна на напрежението 131, които съответстват на тези пет изхода, са свързани към пет цифрови изхода на микропроцесора 171. Шестият пин на конекторите 132 е свързан към масата на печатната платка, а седмият пин е свързан към захранващото напрежение на електронното устройство 100. Конекторът за връзка с поредица светодиоди 133 има общо пет пина, два от които са свързани към масата на печатната платка. Други два пина са свързани към блока 110 с изходно напрежение 5 V, а последният пин е свързан към един от изходите на елементите за промяна на напрежението 131. Входът на елементите за промяна на напрежението 131, който съответства на този изход, е свързан към цифров изход на микропроцесора 171.
Блокът за комуникация чрез DMX512 интерфейс 140 включва елементи за галванично развързване и промяна на напрежението 141 и терминиращи съпротивления и конектори 142. Елементите за галванично развързване и промяна на напрежението 141 включват специализирана интегрална схема ADM2483BRWZ, произведена от Analog Devices, и два керамични кондензатора със стойности 100 nF. Тази специализирана интегрална схема е свързана с изходното напрежение 3.3 V на единия от захранващите блокове 110, с изходното напрежение на междинния захранващ блок 120 и с микропроцесора 171. Терминиращите съпротивления и конектори 142 са свързани към изходите на интегралната схема. Има общо 4 броя терминиращи съпротивления, свързани в група с обща стойност на съпротивлението 120 Ω. Тази група е свързана паралелно на двата сигнални изхода на интегралната схема, обозначени от производителя на схемата като „А“ и „В“ (стандартни означения за двойката сигнали, предавани чрез интерфейс RS-485, който е в основата на интерфейса DMX512). Конекторите са два броя, тип XLR с общо три или пет пина, като един пин на всеки конектор е свързан към изход „А“ на интегралната схема ADM2483BRWZ, един пин е свързан към изход „В“ на интегралната схема ADM2483BRWZ и един пин е свързан към отрицателния изход на изходното напрежение на междинния захранващ блок 120.
Блокът за комуникация чрез TCP/IP протоколен стек 150 включва специализирана интегрална схема 151, импулсен трансформатор 152, поддържащи елементи 153 и RJ-45 конектор 154. Специализирана интегрална схема 151 е W5500 с производител WIZnet и реализира обработката на TCP/IP протоколния стек. Тя е свързана към цифрови входо-изходи на микропроцесора 171, които поддържат хардуерна реализация на SPI интерфейс (SPI - Serial Peripheral Interface - е сериен високоскоростен интерфейс за обмен на данни, който често се използва за комуникация между интегрални схеми). Специализираната интегрална схема 151 е свързана и към импулсния трансформатор 152. Импулсният трансформатор 152 реализира галваничното разделяне на сигналите, идващи от RJ-45 конектора 154 и сигналите, използвани от интегралната схема 151. Поддържащите елементи 153 са съпротивления и кондензатори за повърхностен монтаж, които осигуряват терминирането на сигналните линии и включват задължително поне две съпротивления със стойност 49.9 Ω и четири съпротивления със стойност 22 Ω, както и поне един кондензатор със стойност 1 nF и максимално работно напрежение от минимум 2 kV. RJ-45 конекторът 154 е екраниран конектор, напр. RJHSE-3385 с производител Amphenol.
Блокът за взаимодействие с крайния потребител 160 включва дисплей 161, бутони 162, опционален микрофон 163, зумер/сигнален звънец 164 и сигнални светодиоди 165. Дисплеят 161, бутоните 162, сигналните светодиоди 165, както и RJ-45 конекторът 154 са запоени от една и съща страна на печатната платка на електронното устройство 100. Дисплеят 161 включва контролер SSD1306 с производител Solomon Systech, бутоните 162 са тактилни бутони с размери 6 x 6 x 17 mm. Опционалният микрофон 163 може да бъде напр. GMI9767P-30, производител Inghai. Зумерът/сигналният звънец 164 може да бъде електромагнитен или базиран на пиезоефект, напр. ТМВ12А03 с производител Jiangsu Huaneng. Сигналните светодиоди 165, напр. модел L-53ID или L-53GD с производител Kingbright, допълват дисплея и показват работното състояние на електронното устройство 100.
Микропроцесорният блок 170 включва микропроцесор 171, елементи за комуникация чрез USB интерфейс 172, сензор за температура и влага 173, изход за управление на моторизиран закрепващ механизъм 174, интегрална схема EEPROM 175 и елементи за управление на вентилатори и/или нагреватели 176.
Микропроцесорът 171 е напр. STM32F446RET6, произведен от STMicroelectronics, с хардуерна реализация на използваните комуникационни интерфейси като I2C, SPI и UART и достатъчен брой входоизходни пинове. Микропроцесорът 171 координира дейностите на електронното устройство 100 чрез връзките на свои входо-изходи с функционалните блокове 130, 140, 150 и 160. Програмирането му се осъществява чрез специален конектор с 5 пина, запоен на печатната платка и даващ достъп до SWD (англ. Serial Wire Debug) интерфейса му.
Елементите за комуникация чрез USB интерфейс 172 включват специализирана интегрална схема FT232RL с производител FTDI, свързана към микропроцесора 171 чрез UART интерфейс и свързана към USB конектор тип “В”, който също е част от елементите 172. Елементите за комуникация чрез USB интерфейс 172 включват още елемент за защита от електростатични напрежения SRV05-4-P-T7, производител ProTek Devices, свързан между специализираната интегрална схема FT232RL и USB конектора, както и два светодиода за индикация на получаването и изпращането на данни чрез USB интерфейса.
Сензорът за температура и влага 173 е специализирана интегрална схема, напр. SHTC3 с производител Sensirion, която измерва и предава към микропроцесора 171 данни за температурата и влагата в близост до печатната платка на електронното устройство 100. Сензорът за температура и влага 173 има връзка с микропроцесора 171 чрез I2C комуникационен интерфейс.
Изходът за управление на моторизиран закрепващ механизъм 174 включва конектор с четири пина A2543WV-4P, производител CJT, като два от пиновете са свързани към цифрови изходи на микропроцесора 171. Интегралната схема EEPROM 175 е специализирана интегрална схема (напр. 24LC64, производител Microchip) за постоянно съхранение на ограничени количества данни (напр. конфигурационни настройки), която е свързана с микропроцесора 171 чрез I2C комуникационен интерфейс.
Елементите за управление на вентилатори и нагреватели 176 включват два управляващи канала, като всеки канал включва две съпротивления (едно със стойност 100 Ω и едно със стойност 10 kΩ), един транзистор от тип N-MOSFET (напр. IRLML0030TRPBF с производител Infineon), един Шотки-диод (напр. SS34A) и един конектор с два пина (напр. A2543WV-2P с производител CJT).
На фигура 2 е показана примерна техническа реализация на система за създаване на светлинни ефекти 200, включваща електронно устройство за управление на лазерни и светодиодни светлинни ефекти 100. Чрез проводниците 212 и превключвателя на захранването 211, захранващият мрежов адаптер 210 с изходно напрежение 7 V до 25 V и максимална изходна мощност между 200 W и 250 W е свързан към електронното устройство 100. Поредицата светодиоди 240, устройствата за управление на лазерни диоди 260, както и вентилаторите и нагревателите 250, са свързани с проводници към електронното устройство 100. Чрез проводниците 221 електронното устройство 100 управлява моторизиран закрепващ механизъм 220, който може да променя положението в пространството на системата 200. Устройството за наблюдение, контрол и настройка 230 може да бъде компютър или специализиран пулт, свързан към един от XLR конекторите на DMX512 интерфейса, USB конектора или RJ-45 конектора на електронното устройство 100.
Приложение на полезния модел
Предложеният полезен модел намира приложение в конструирането на системи за създаване на светлинни ефекти, използващи едновременно множество стандартни светодиоди с различни цветове и лазерни диоди с един или повече цветове. Тези системи за създаване на светлинни ефекти се използват в развлекателната индустрия (напр. дискотеки, концертни зали, театри и др.), както и за рекламни цели и привличане на вниманието на потенциални клиенти в рамките на големи търговски центрове или панаирни площи.
Електронно устройство за управление на лазерни и светодиодни светлинни ефекти предлага компактно и надеждно техническо решение за управлението на поредица от светодиоди и един или повече лазерни диоди, включително поддържането на безопасна работна температура в корпуса на системата за създаване на светлинни ефекти.
Производството на електронното устройство се осъществява чрез обичайните за електронни изделия производствени стъпки и процеси.
Claims (1)
- Електронно устройство за управление на лазерни и светодиодни светлинни ефекти (100), включващо един или повече захранващи блокове (110), междинен захранващ блок (120), блок за управление на лазерни диоди и светодиоди (130), блок за комуникация чрез DMX512 интерфейс (140), блок за комуникация чрез TCP/IP протоколен стек (150), блок за взаимодействие с крайния потребител (160) и микропроцесорен блок (170), включващ микропроцесор (171) характеризиращо се с това, че блокът за комуникация чрез TCP/IP протоколен стек (150) включва специализирана интегрална схема (151), свързана към цифрови входо-изходи на микропроцесора (171) и към импулсен трансформатор (152), междинният захранващ блок (120) включва галванично развързан импулсен регулатор на напрежение (121), блокът за комуникация чрез DMX512 интерфейс (140) включва елементи за галванично развързване и промяна на напрежението (141), които включват специализирана интегрална схема, свързана с изходното напрежение на междинния захранващ блок (120) и с микропроцесора (171), а микропроцесорният блок (170) включва изход за управление на моторизиран закрепващ механизъм (174), който от своя страна включва конектор с четири пина, два от които са свързани към цифрови изходи на микропроцесора (171) и елементи за управление на вентилатори и/или нагреватели (176), които включват два управляващи канала, като всеки канал включва две съпротивления, един транзистор от тип N- MOSFET, един Шотки-диод и един конектор с два пина
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BG5676U BG4440U1 (bg) | 2023-02-22 | 2023-02-22 | Електронно устройство за управление на лазерни и светодиодни светлинни ефекти |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BG5676U BG4440U1 (bg) | 2023-02-22 | 2023-02-22 | Електронно устройство за управление на лазерни и светодиодни светлинни ефекти |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BG4440U1 true BG4440U1 (bg) | 2023-05-31 |
Family
ID=89033778
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BG5676U BG4440U1 (bg) | 2023-02-22 | 2023-02-22 | Електронно устройство за управление на лазерни и светодиодни светлинни ефекти |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
BG (1) | BG4440U1 (bg) |
-
2023
- 2023-02-22 BG BG5676U patent/BG4440U1/bg unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109644533B (zh) | 用于发光装置的驱动器系统 | |
US6188181B1 (en) | Lighting control system for different load types | |
US8164281B2 (en) | Luminaire system and method | |
EP2122244B1 (en) | Control module for a lighting system, lighting system and light module for a lighting system | |
CN107990221B (zh) | 一种组合灯具及照明系统 | |
EP3858111B1 (en) | Controllable modular luminaire driver | |
EP3603343B1 (en) | Dual led drive circuit | |
EP4190126A1 (en) | Linear lighting device | |
CN108289358B (zh) | 一种兼容多重调光信号的调光方法 | |
CN104054398B (zh) | 照明模块及相应照明系统 | |
WO2019129073A1 (zh) | 一种组合灯具及照明系统 | |
US20090134810A1 (en) | Led string | |
CN113864681A (zh) | 一种拼接式灯具系统 | |
TWI596983B (zh) | 模組化燈光控制裝置與調光控制系統 | |
BG4440U1 (bg) | Електронно устройство за управление на лазерни и светодиодни светлинни ефекти | |
EP3751965A1 (en) | System for controlling a series of lighting fixtures | |
JP6665460B2 (ja) | 照明装置および照明器具 | |
US10757792B2 (en) | Device having data signal transmission over power line | |
CN102980053B (zh) | Led照明装置 | |
US20210168913A1 (en) | Remote power delivery for distributed lighting with integrated data transmission | |
KR20130119602A (ko) | 엘이디 조명 제어장치 | |
EP3755123A1 (en) | Communication interface for lighting means | |
CN205596396U (zh) | 一种车载音响导航系统的按键背光亮度自动调节装置 | |
CN211580259U (zh) | 一种led恒流控制器 | |
CN216134620U (zh) | 一种可消除回闪的驱动电路及led灯具 |