CN102176798A - 一种数字化灯具控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数字化灯具控制系统，包括控制模块、灯具位置信息反馈模块、信号输入/输出插座、调光设备、稳压电源、直流电机驱动模块和隔离电源。其中，调光设备连接信号输入/输出插座，信号输入/输出插座连接控制模块；灯具位置信息反馈模块也连接控制模块；控制模块连接直流电机驱动模块，直流电机驱动模块驱动灯具中的电机；稳压电源一方面给直流电机驱动模块供电，另一方面通过隔离电源给控制模块供电。本发明能够利用DMX 512信号使灯具位于理想中的调焦、俯仰、水平三方向的位置，电路结构简单，控制精度却很高。
Description
技术领域
本发明涉及一种灯具控制系统，尤其涉及一种采用微处理器对灯具位置进行精确控制的数字化灯具控制系统，属于舞台灯具控制技术领域。
背景技术
在现代舞台演出中，舞台灯光的作用主要体现在：①照明演出，使观众看清演员表演和景物形象；②导引观众视线；③塑造人物形象，烘托情感和展现舞台幻觉；④创造剧中需要的空间环境；⑤渲染剧中气氛；⑥显示时、空转换，突出戏剧矛盾冲突和加强舞台节奏，丰富艺术感染力。因此，舞台灯光是演出空间构成的重要组成部分，发挥着不可替代的作用。
在舞台演出前，需要根据演出空间的要求在舞台上布光。此时，往往要调节灯具的调焦、俯仰、水平位置，才能满足舞台演出的需要。目前，调节灯具的调焦、俯仰、水平位置大多是通过电缆连接到远程的人工操作台，通过人工操作选择键和方向键驱动直流电机，从而实现灯具的调整。如果同时使用多台灯具，人工操作台上需要有选择被控灯具的按键。在调整灯具时，首先选择被控灯具，将电源切换到想要调整的灯具上，然后再调节灯具的调焦、俯仰、水平位置等。这种灯具控制方式需要操作人员直接观察被控灯具的具体位置，调整精度不高、效率较低且位置不准确。因此，市场上急需开发一种新的灯具控制系统，能够精确调整灯具的调焦、俯仰、水平位置。
在专利申请号为200810101383.6的中国发明专利申请中，公开了了一种数字化灯具的控制方法和系统，该方法的核心为：首先，获取灯具的当前位置信息和目标位置信息；然后，将灯具的当前位置信息中的当前位置值与目标位置信息中的目标位置值之差的绝对值与一个预定值进行比较，并根据比较结果对该灯具的位置状态进行控制。采用该发明所述的方法及系统，能够实现灯具的自动化闭环控制，大大提高了布光的准确性和效率，并能精确重现已布场景。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种数字化灯具控制系统。该灯具控制系统采用微处理器对灯具位置进行数字化控制，控制精度明显提高。
为实现上述的发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种数字化灯具控制系统，其特征在于：
所述数字化灯具控制系统包括控制模块、灯具位置信息反馈模块、信号输入/输出插座、调光设备、稳压电源、直流电机驱动模块和隔离电源；其中，
所述调光设备连接所述信号输入/输出插座，所述信号输入/输出插座连接所述控制模块；所述灯具位置信息反馈模块也连接所述控制模块；所述控制模块连接所述直流电机驱动模块，所述直流电机驱动模块驱动灯具中的电机；
所述稳压电源一方面给所述直流电机驱动模块供电，另一方面通过所述隔离电源给所述控制模块供电。
其中，所述控制模块包括微控制器、RS485收发器和电机驱动信号隔离部分，所述RS485收发器连接所述微控制器，所述微控制器连接所述电机驱动信号隔离部分。
所述微控制器具有ARM Cortex-M3处理器内核。
所述微控制器连接所述灯具位置信息反馈模块，接收由所述灯具位置信息反馈模块反馈的灯具在调焦、俯仰、水平三方向上的实际位置信息。
所述微控制器将经过所述电机驱动信号隔离部分后的电机驱动信号输入给直流电机驱动模块。
所述数字化灯具控制系统还具有液晶显示模块和功能控制面板，所述微控制器接收所述功能控制面板设置好的DMX 512通道地址信息，将液晶驱动信号输出到所述液晶显示模块中。
本发明所提供的数字化灯具控制系统能够利用DMX 512信号使灯具位于理想中的调焦、俯仰、水平三方向的位置，电路结构简单，控制精度却很高。该灯具控制系统采用按键和液晶显示相结合的方式实现DMX 512通道地址信息的设置和显示，使操作更加直观便捷。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1为本发明所提供的数字化灯具控制系统的电路原理示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所提供的数字化灯具控制系统包括控制模块、灯具位置信息反馈模块、信号输入/输出插座、调光设备、液晶显示模块、功能控制面板、稳压电源、直流电机驱动模块、隔离电源等。其中控制模块中具有微控制器、RS485收发器和电机驱动信号隔离部分，RS485收发器连接微控制器，微控制器连接电机驱动信号隔离部分。
在本数字化灯具控制系统中，微控制器是构成控制模块的主要部分。该微控制器连接灯具位置信息反馈模块，直接接收由灯具位置信息反馈模块反馈回的灯具在调焦、俯仰、水平三方向上的实际位置信息。微控制器同时连接电机驱动信号隔离部分，将经过电机驱动信号隔离部分隔离后的电机驱动信号输入给直流电机驱动模块。直流电机驱动模块直接驱动灯具内部的直流电机，通过直流电机的动作精确调整灯具的调焦、俯仰、水平三方向的位置。
上述的信号输入/输出插座和调光设备都支持DMX 512协议，因此分别称为DMX 512信号输入/输出插座和DMX 512调光设备。DMX 512调光设备连接DMX 512信号输入/输出插座，DMX 512信号输入/输出插座连接RS485收发器。这样，DMX 512调光设备输出的DMX 512信号，经DMX 512输入/输出插座，输出到RS485收发器，RS 485收发器将其输出到微控制器中。微控制器通过软件编程转换成所需要的灯具在调焦、俯仰、水平三方向上的目标位置信息。
微控制器分别与液晶显示模块和功能控制面板相连接。该微控制器接收到功能控制面板设置好的DMX 512通道地址信息，将液晶驱动信号输出到液晶显示模块中，显示出DMX 512通道地址信息。
另外，稳压电源的输出端接隔离电源的输入端，通过隔离电源给控制模块供电。同时，稳压电源也输出到直流电机驱动模块的输入端，为直流电机驱动模块供电。
在本发明中，所使用的微控制器具有ARM Cortex-M3处理器内核。该微控制器本身集成有ADC模块，ADC模块具有10位采样精度、1Msps采样率等性能，有效提高了灯具控制系统的控制精度。微控制器内部的Flash具有擦除/编程特性，将其当作EEPROM来使用非常方便，可使用其存储DMX 512通道地址信息，而不必另外使用存储芯片。微控制器内置的PWM模块可产生用来驱动直流电机的PWM信号。PWM信号及电机转动方向控制信号由微控制器发出，经过光耦隔离后发送到直流电机驱动模块，同时直流电机驱动模块的电源与控制模块的电源也经过相应的隔离，从而实现了控制模块和驱动模块的隔离，确保互不干扰，加强了灯具控制系统的稳定性。
本数字化灯具控制系统的工作原理是这样的：在功能控制面板上设有三个按键，通过按下三个按键，设置好所需要的DMX 512通道地址信息，将其输入到微控制器。微控制器接收到功能控制面板设置好的DMX 512通道地址信息，将液晶驱动信号输出给液晶显示模块，显示出DMX 512通道地址信息。DMX 512调光设备输出DMX 512信号，输入到DMX 512输入/输出插座。DMX 512输入/输出插座输出此DMX 512信号到RS 485收发器，RS 485收发器输出到微控制器，微控制器将DMX512信号通过软件编程转换成所需要的灯具水平、俯仰、聚焦三方向的目标位置信息。另一方面，灯具位置信息反馈模块输出灯具的实际位置信息，也输入到微控制器，微控制器将灯具的实际位置信息和目标位置信息进行比较，然后将电机驱动信号(PWM信号和电机转动方向信号)输入到电机驱动信号隔离部分，电机驱动信号隔离部分输出经过隔离后的电机驱动信号，输入到直流电机驱动模块，驱动安装在灯具内的直流电机转动，从而实现灯具在水平、俯仰、聚焦三方向上的动作。
以上对本发明所提供的数字化灯具控制系统进行了详细的说明，但显然本发明的具体实现形式并不局限于此。对于本技术领域的一般技术人员来说，在不背离本发明的权利要求范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种数字化灯具控制系统，其特征在于：
所述数字化灯具控制系统包括控制模块、灯具位置信息反馈模块、信号输入/输出插座、调光设备、稳压电源、直流电机驱动模块和隔离电源；其中，
所述调光设备连接所述信号输入/输出插座，所述信号输入/输出插座连接所述控制模块；所述灯具位置信息反馈模块也连接所述控制模块；所述控制模块连接所述直流电机驱动模块，所述直流电机驱动模块驱动灯具中的电机；
所述稳压电源一方面给所述直流电机驱动模块供电，另一方面通过所述隔离电源给所述控制模块供电。
2.如权利要求1所述的数字化灯具控制系统，其特征在于：
所述控制模块包括微控制器、RS485收发器和电机驱动信号隔离部分，所述RS485收发器连接所述微控制器，所述微控制器连接所述电机驱动信号隔离部分。
3.如权利要求2所述的数字化灯具控制系统，其特征在于：
所述微控制器具有ARM Cortex-M3处理器内核。
4.如权利要求2所述的数字化灯具控制系统，其特征在于：
所述微控制器连接所述灯具位置信息反馈模块，接收由所述灯具位置信息反馈模块反馈的灯具在调焦、俯仰、水平三方向上的实际位置信息。
5.如权利要求2所述的数字化灯具控制系统，其特征在于：
所述微控制器将经过所述电机驱动信号隔离部分后的电机驱动信号输入给直流电机驱动模块。
6.如权利要求2所述的数字化灯具控制系统，其特征在于：
所述数字化灯具控制系统还具有液晶显示模块和功能控制面板，所述微控制器接收所述功能控制面板设置好的DMX 512通道地址信息，将液晶驱动信号输出到所述液晶显示模块中。
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