CN104633571A - 一种长排警示灯及其电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种长排警示灯及其电路，包括灯座、若干光源组件和固定装置，灯座内设有卡槽，卡槽内设有若干个滑块，滑块可在卡槽内相对灯座滑动，光源组件通过固定板安装在两个滑块之间，固定装置分别安装在灯座两端。本发明的电路包括稳压电路、控制电路、驱动电路和LED发光电路，控制电路上设有单片机(U1)，控制电路接有限流电阻(R1)、稳压二极管(ZD1)、滤波电容(C1)，单片机(U1)上设有14个接脚。本发明具有结构设计合理，安装简单稳定，对光源更换或检修方便的特点。

Description

一种长排警示灯及其电路
技术领域
本发明涉及一种车用灯，尤其涉及一种长排警示灯及其电路。
背景技术
长排警灯通常被应用于警车、救护车以及路政执法车等，它主要起到警示作用，由于长排警灯常年被露天安放在车顶上。
现有的长排警灯的光源组件通常是整体安装在一块与灯座同长度的固定板上，安装好后再将固定板插入灯座的卡槽中，这样的安装方式，不仅在插入时容易卡住，安装麻烦；而且安装后如果要对光源局部进行更换，需要将整个固定在固定板上的光源组件拆下，对光源更换后，再对整个固定板进行安装，更换检修也极为麻烦。
并且常规的警示灯设备，功能单一，为了实现不同的警示效果，要安装各种不同的警示灯，不但增加成本，对于本来就空间不多的汽车来说，各种设备的布线，安装位置，还有每个设备的控制器，将汽车发动机机舱和驾驶室挤得满满的，这样不但安装麻烦，而且发动机机舱布线太多，对车辆是潜在的危险。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明设计了一种长排警示灯，解决现有车用长排警示灯安装复杂，更换检修麻烦的问题，并且在电路设计方面只需3根电线(电源正极/电源负极/控制线)，宽工作电压(DC9-30V)，驾驶室设置一个电源开关和控制按钮，就可以实现以前需要多个设备才能实现的功能。
本发明的技术方案是：该警示灯包括灯座、若干光源组件和固定装置，灯座内设有卡槽，卡槽内设有若干个滑块，滑块可在卡槽内相对灯座滑动，光源组件通过固定板安装在两个滑块之间，固定装置分别安装在灯座两端。
所述固定装置包括端盖和L型支架，所述端盖固定在灯座两端，L型支架通过螺栓固定在端盖外侧，所述L型支架上设有两个调节孔，所述调节孔呈C字型结构，两个调节孔呈对称分布，所述灯座可通过两个调节孔相对L型支架转动一定角度。
所述角度为±30度。
电路包括稳压电路、控制电路、驱动电路和LED发光电路，其特征在于所述控制电路上设有单片机(U1)，控制电路接有限流电阻(R1)、稳压二极管(ZD1)、滤波电容(C1)，单片机(U1)上设有14个接脚，第1脚为5V电源输入端，第14脚接电源负极，第2脚、第5脚悬空，单片机的第6脚至第13脚接输出口，对应控制驱动电路的驱动器，单片机(U1)第3脚为模式触发信号输入和同步信号输出，第4脚为同步信号输入，控制电路上还设有控制按钮(S1)，控制按钮(S1)一端接电源负极，另一端接触发连接点(MS)。
所述稳压电路分为两路，分别设有集成芯片(U2)和集成芯片(U3)，两路稳压电路共接一个电源总开关(S2)，所述两路稳压电路分别接有二极管(D2)和二极管(D4)、滤波电容(C2)和滤波电容(C6)、旁路电容(C3)和旁路电容(C7)、滤波电感(L1)和滤波电感(L2)、续流二极管(D3)和续流二极管(D5)、滤波电容(C4)和滤波电容(C8)、旁路电容(C5)和旁路电容(C9)，电压采样电阻(R6)、电压采样电阻(R7)和电压采样电阻(R8)、电压采样电阻(R9)，集成芯片(U2)和集成芯片(U3)上分别接有集成芯片接脚，集成芯片1脚为电源正极输入，集成芯片3脚为电源负极输入，集成芯片4脚为采样电压输入，集成芯片2脚为PWM电压调制信号输出，集成芯片5脚为控制端接于电源负极。
所述驱动电路包括八个接插件，八个接插件(JP3-JP10)与LED发光电路连接，以驱动LED亮和灭，产生警示效果，每个接插件上设有场效应管，分别为场效应管(Q1-Q8)，场效应管(Q1-Q8)分别通过电阻(R10-R17)与单片机驱动I/O口连接。
所述LED发光电路包括蓝白LED闪灯组和红黄LED闪灯组，每组设有4颗LED闪光灯，4颗LED闪光灯通过两两串联后再进行并联的方式连接，红黄LED闪灯组串联有2个并联的限流电阻，分别为限流电阻(R20)和限流电阻(R21)，蓝白LED闪灯组串联有2个并联的限流电阻，分别为限流电阻(R18)和限流电阻(R19)，蓝白LED闪灯组和红黄LED闪灯组分别通过接插件(JP1)和接插件(JP2)与驱动电路相连接。
所述电压采样电阻(R6)和电压采样电阻(R8)为3K欧，电压采样电阻(R7)和电压采样电阻(R9)为680欧。
所述限流电阻(R20)和限流电阻(R21)为10欧，限流电阻(R18)和限流电阻(R19)为2.2欧。
本发明的有益效果是：本发明的长排警示灯，将内部的光源组件分割成若干个独立的单元，将光源组件通过固定板安装在滑块上，滑块又可以在灯座内滑动，安装时可将单个光源组件独立安装，安装简单；更换或检修时，可将要更换或检修的光源组件独立进行拆卸，方便操作；并且在灯座的两端设置了可调节角度的固定装置，能够对光源进行一定角度的调节；在电路控制方面，该警示灯的工作电压宽(DC9-30V)，具有多种警示效果(射灯，跳灯，开道灯，闪灯)，多种警示颜色的组合(红光/黄光/蓝光/白光)。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1中A点位置的局部放大图。
图3为本发明灯座角度调节的第一状态图。
图4为本发明灯座角度调节的第二状态图。
图5为控制电路的电路原理图。
图6为稳压电路的电路原理图。
图7为驱动电路电的路原理图。
图8为LED发光电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1-4所示：本发明包括灯座1、若干光源组件2和固定装置，灯座1内设有卡槽7，卡槽7内设有若干个滑块3，滑块3可在卡槽7内相对灯座1滑动，光源组件2通过固定板8安装在两个滑块3之间，两个滑块3间的距离可根据固定板上安装光源的数量或长度任意调节，安装灵活。
固定装置分别安装在灯座两端，固定装置包括端盖6和L型支架5，端盖6固定在灯座1两端，L型支架5通过螺栓固定在端盖6外侧，L型支架5上设有两个调节孔9，调节孔9呈C字型结构，两个调节孔9呈对称分布，灯座1可通过两个调节孔9相对L型支架5转动一定角度，该调节角度可调的范围为±30度。
本发明的长排警示灯，通过将光源组件分割成若干独立单元进行安装，安装灵活方便：在对光源组件进行更换或检修时，拆装较为方便，降低了维修难度。
本长排警示灯通过L型的支架固定，固定稳定牢固，在L型支架上设置了可调节角度的调节孔，使光源照射角度可以进行调整，适应实际需要。
如图5-8所示，本发明的电路包括稳压电路、控制电路、驱动电路和LED发光电路四个部分。
控制电路以PIC16F688单片机为核心器件，内部运行程序，控制整个设备的工作。R1/ZD1/C1组成5.1V稳压电路，为单片机供电，R1为200欧限流电阻，ZD1为5.1V/0.5W稳压二极管，C1为104滤波电容。单片机第1脚为5V电源输入，第14脚接电源负极，第2/5脚悬空。单片机的第6/7/8/9/10/11/12/13为输出I/O口，对应控制驱动电路的8路驱动器，以实现不同的警示效果。单片机第3脚为模式触发信号输入(程序内部设置为输入I/O口)和同步信号输出(程序内部设置切换为输出I/O口)，第4脚为同步信号输入。S1控制按钮一端接电源负极，一端接MS触发连接点。
模式触发工作方式：待机情况下，单片机第3脚为输入状态，第3脚电压由R2/4.7K欧电阻上拉为5V，当控制按钮S1按下后，D1/4148二极管导通，3脚电压从5V高电平变为0.7V低电平，实现一个触发信号输入。R3/1K欧电阻为限流电阻，在电源反接情况下，会通过单片机内部形成反向回路，这时如果按下S1按钮，就会烧坏单片机，通过R3/1K欧电阻的限流作用，保护单片机不会损坏。
同步信号工作方式：在多个设备需要同步工作时，将D1/R4/S1的连接点MS并一起。在正常工作周期内，单片机第3脚为输入I/O口(高阻状态)，第4脚为输入I/O口(高阻状态)，同步信号通过R2/4.7K欧电阻，D1/4148二极管，R4/4.7K欧电阻到第4脚，这时第4脚电压为5V高电平。当设备一个工作周期完成后，将单片机第3脚设置为输出I/O口，并输出低电平。通过R2/4.7K欧电阻和R3/1K欧电阻的分压，D1/4148二极管正极端电压为0.9V，在通过D1/4148二极管，MS点电压为0.2V，为低电平。由于D1/4148二极管相与的作用，只有当所有设备的单片机第3脚为低电平时，MS点才会为低电平，单片机第4脚检测到低电平信号，同步完成，开始下一周期。R4/4.7K欧电阻为限流电阻，在电源反接情况下，会通过单片机内部形成反向回路，这时如果按下S1按钮，就会烧坏单片机，通过R4/4.7K欧电阻的限流作用，保护单片机不会损坏。同时R4/4.7K欧电阻和ZD2/5.1V稳压管组成稳压电路，如果S1按钮接错，接到输入电源正极，这时如果按下S1控制按钮，电源电压通过R4/4.7K欧电阻限流和ZD2/5.1V稳压管稳压，保证单片机第4脚电压不超过5V，防止用户在接错线情况下，电源电压直接输入而损坏单片机。单片机第3脚通过D1/4148二极管的单向截止作用，防止电源电压直接输入而损坏单片机。R5/100K欧电阻为下拉电阻，保证单片机第4脚不会悬空，而检测到错误的同步信号。
稳压电路分为两路，分别为A路稳压电路和B路稳压电路，两路稳压电路共接一个电源总开关(S2)，A路稳压电路上接有集成芯片(U2)、二极管(D2)、滤波电容(C2)、旁路电容(C3)、旁路电容(C5)、滤波电感(L1)、续流二极管(D3)、滤波电容(C4)、电压采样电阻(R6)、电压采样电阻(R7)，所述B路稳压电路上接有集成芯片(U3)、二极管(D4)、滤波电容(C6)、旁路电容(C7)、滤波电感(L2)、续流二极管(D5)、和滤波电容(C8)、旁路电容(C9)、电压采样电阻(R8)、电压采样电阻(R9)，所述集成芯片(U2)和集成芯片(U3)上分别接有集成芯片接脚，集成芯片1脚为电源正极输入，集成芯片3脚为电源负极输入，集成芯片4脚为采样电压输入，集成芯片2脚为PWM电压调制信号输出，集成芯片5脚为控制端接于电源负极。
稳压电路采用LM2596集成芯片为主要核心器件，共2路稳压电路，分别以设有集成芯片(U2)和集成芯片(U3)，每路输出功率7V/3A，每路分别为4组驱动电路提供稳压电源。S2为电源总开关，为整个设备供电。D2/D4为SS210二极管，做电源反接保护，在电源反接情况下，截止电源，保护设备不烧坏。C2/C6为35V/220UF滤波电容，给LM2596提供稳定输入电压。C3/C7为104旁路电容，吸收输入电源线上的高频干扰信号。D3/L1/C4/C5和D5/L2/C8/C9，组成输出电压滤波电路。L1/L2为47UH滤波电感，将LM2596输出的PWM电压调制信号，变为平稳的电压输出。D3/D5为SS210续流二极管，为L1/L2提供回路。C4/C8为16V/100UF滤波电容，为驱动电路提供一个稳定的输出电压。C5/C9为104旁路电容，吸收输出电源线上的高频干扰信号。R6/R7和R8/R9为电压采样电阻，用于控制输出电压稳定在7V，其中R6/R8为3K欧，R7/R9为680欧。LM2596为集成降压芯片，1脚为电源正极输入，3脚为电源负极输入，4脚为采样电压输入，2脚为PWM电压调制信号输出，5脚为控制端，接电源负极LM2596开始工作。
驱动电路以3055场效应管(Q1-Q8)作为功率器件，通过JP3-JP10接插件与LED发光电路连接，以驱动LED亮和灭，产生警示效果。Q1-Q8场效应管栅极通过R10-R17/510欧电阻与单片机驱动I/O口连接，由单片机控制场效应管开和关，以控制LED亮和灭。
LED闪灯一组采用4颗1W大功率LED，采用两两串联再并联方式连接，红色/黄色LED灯组串联2个并联的10欧限流电阻，蓝色/白色LED灯组串联2个并联的2.2欧限流电阻，每组灯部件电流为0.7安培，并通过接插件与驱动电路相连接。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种长排警示灯，包括灯座、若干光源组件和固定装置，其特征在于所述灯座内设有卡槽，卡槽内设有若干个滑块，滑块可在卡槽内相对灯座滑动，所述光源组件通过固定板安装在两个滑块之间，所述固定装置分别安装在灯座两端。
2.根据权利要求1所述的长排警示灯，其特征在于所述固定装置包括端盖和L型支架，所述端盖固定在灯座两端，L型支架通过螺栓固定在端盖外侧，所述L型支架上设有两个调节孔，所述调节孔呈C字型结构，两个调节孔呈对称分布，所述灯座可通过两个调节孔相对L型支架转动一定角度。
3.根据权利要求2所述的长排警示灯，其特征在于所述角度为±30度。
4.一种长排警示灯的电路，其特征在于所述电路包括稳压电路、控制电路、驱动电路和LED发光电路，其特征在于所述控制电路上设有单片机(U1)，控制电路接有限流电阻(R1)、稳压二极管(ZD1)、滤波电容(C1)，单片机(U1)上设有14个接脚，第1脚为5V电源输入端，第14脚接电源负极，第2脚、第5脚悬空，单片机的第6脚至第13脚接输出口，对应控制驱动电路的驱动器，单片机(U1)第3脚为模式触发信号输入和同步信号输出，第4脚为同步信号输入，控制电路上还设有控制按钮(S1)，控制按钮(S1)一端接电源负极，另一端接触发连接点(MS)。
5.根据权利要求4所述的长排警示灯的电路，其特征在于所述稳压电路分为两路，分别为A路稳压电路和B路稳压电路，两路稳压电路共接一个电源总开关(S2)，A路稳压电路上接有集成芯片(U2)、二极管(D2)、滤波电容(C2)、旁路电容(C3)、旁路电容(C5)、滤波电感(L1)、续流二极管(D3)、滤波电容(C4)、电压采样电阻(R6)、电压采样电阻(R7)，所述B路稳压电路上接有集成芯片(U3)、二极管(D4)、滤波电容(C6)、旁路电容(C7)、滤波电感(L2)、续流二极管(D5)、和滤波电容(C8)、旁路电容(C9)、电压采样电阻(R8)、电压采样电阻(R9)，所述集成芯片(U2)和集成芯片(U3)上分别接有集成芯片接脚，集成芯片1脚为电源正极输入，集成芯片3脚为电源负极输入，集成芯片4脚为采样电压输入，集成芯片2脚为PWM电压调制信号输出，集成芯片5脚为控制端接于电源负极。
6.根据权利要求4所述的长排警示灯的电路，其特征在于所述驱动电路包括八个接插件，八个接插件(JP3-JP10)与LED发光电路连接，以驱动LED亮和灭，产生警示效果，每个接插件上设有场效应管，分别为场效应管(Q1-Q8)，场效应管(Q1-Q8)分别通过电阻(R10-R17)与单片机驱动I/O口连接。
7.根据权利要求4所述的长排警示灯的电路，其特征在于所述LED发光电路包括蓝白LED闪灯组和红黄LED闪灯组，每组设有4颗LED闪光灯，4颗LED闪光灯通过两两串联后再进行并联的方式连接，红黄LED闪灯组串联有2个并联的限流电阻，分别为限流电阻(R20)和限流电阻(R21)，蓝白LED闪灯组串联有2个并联的限流电阻，分别为限流电阻(R18)和限流电阻(R19)，蓝白LED闪灯组和红黄LED闪灯组分别通过接插件(JP1)和接插件(JP2)与驱动电路相连接。
8.根据权利要求5所述的长排警示灯的电路，其特征在于所述电压采样电阻(R6)和电压采样电阻(R8)为3K欧，电压采样电阻(R7)和电压采样电阻(R9)为680欧。
9.根据权利要求7所述的长排警示灯的电路，其特征在于所述限流电阻(R20)和限流电阻(R21)为10欧，限流电阻(R18)和限流电阻(R19)为2.2欧。
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