CN105792424B - 一种基于dmx512协议的控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于DMX512协议的控制器，包括：RS‑485总线电路、信号收发模块、智能控制模块、功率放大模块、电源稳压模块和继电器U9；计算机通过网络协议将指令传送到信号收发模块，将网络信号转变为以DMX512协议进行传输至智能控制模块，信号经由智能控制处理器U2处理后，输出信号经过功率放大模块后，利用大功率的输出信号控制继电器的吸合与断开，最终实现计算机对远程终端的控制。本发明主要用于大规模灯光亮化工程、主题公园及广场等大型灯光表演秀中，对喷泉、烟花、电脑摇头灯及激光灯等大型表演设备与全彩LED灯具之间进行整体联动控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种信号控制器，属于LED照明控制技术领域。
背景技术
近年来，灯光照明工程越来越人们所熟知，但夜晚的灯光除了照明作用之外也成为表演艺术的重要组成部分。例如户外亮化工程中的楼体亮化工程，公园亮化工程等、室内照明工程以及舞台灯光表演等。它们都以自己独特的方式在创造某种意境或表达某种情感。然而户外亮化工程与舞台灯光表演并没有联系在一起，它们使用不同的灯具，不同的控制系统来诠释它们独特的思想。如何将两者形成一个整体表现更多的内容便是本发明索要解决的问题。
户外亮化工程采用的灯具多为洗墙灯、数码管、硬条灯、投光灯等灯具，其特点是工程使用灯具数量多，灯具体积小，变现内容复杂，多以显示具体内容为主。控制系统多为DMX512控制器与SPI控制器，其特点是成本低，可控灯具数量多等特点。
舞台灯光表演工程多采用的灯具为电脑灯、激光灯等灯具，其特点是灯具体积大，价格高，可控制照射方向，显示内容简单，多以渲染气氛为主。控制系统多采用DMX512控制台，其特点是可灵活控制每个通道的变化，控制灯具数量少等特点。
然而目前全彩灯具与单色照明灯具使用不同的控制系统，因此，如何将两者形成整体、实现统一控制，来表现更多的内容便是急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的通信控制器，简洁方便，效率高，电路简单，布线方便，具有很好的抗干扰能力。
本发明采用以下技术方案：
一种基于DMX512协议的控制器，包括： RS-485总线电路、信号收发模块、智能控制模块、功率放大模块、电源稳压模块和继电器U9；
其中，信号收发模块包括通讯芯片U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、TVS、电阻R5、和电容C2；通讯芯片U1的第1引脚与智能控制处理器U2的第3引脚连接，通讯芯片U1的第2引脚、第3引脚、第5引脚分别与稳压模块输出的电源（下文中简称电源）地连接，通讯芯片U1的第6引脚分别与电阻R3的一端、TVS第1引脚、电阻R5的一端连接，电阻R3的另一端与RS-485信号线的A端连接，电阻R5的另一端与电源+5V连接，通讯芯片U1的第7引脚分别与电阻R1的一端、TVS第2引脚、电阻R2的一端连接，电阻R1的另一端与电源地连接，电阻R2的另一端与RS-485信号线的B端连接，TVS的第3引脚与电源地连接，通讯芯片U1的第8引脚分别与电源+5V和电容C2的一端连接，电容C2的另一端与电源地连接；
智能控制模块包括：智能控制处理器U2、电容C1、电容C3、电容C4和电容C5；智能控制处理器U2的第4引脚与电容C1的一端连接，电容C1的另一端与电源地连接，处理器U2的第7引脚与电源地连接，处理器U2的第8引脚与电容C3的一端连接，电容C3的另一端与电源地连接，处理器U2的第9引脚，电容C4的一端，C5的一端分别与电源+5V连接，电容C4的另一端,C5的另一端分别与电源地连接，处理器U2的第10引脚与恒流驱动U4的第5引脚连接；
功率放大模块包括恒流驱动U4、电阻R7和电阻R4；U4的第1引脚与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与电源+24V连接，U4的第3引脚、第4引脚分别与电源地连接，U4的第2引脚与继电器U9的第8引脚连接，继电器U9的第1引脚与电源+24V连接，U9的第16引脚与电源地连接，U2的第18引脚与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与电源+5V连接；
在此只描述其中的一个控制通道，其余控制通道的结构与连接方式相同，只需在智能控制处理器U2上连接重复得功率放大模块及继电器即可；
电源稳压模块包括转压芯片VR1、电阻R6、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9 、二极管D1、二极管D2和二极管D3；转压芯片VR1的Vin引脚与R6的一端、C8的一端、C6的一端连接，R6的另一端与D1连接，D1的另一端和D3的一端与+24V直流电源连接，C9的一端、C7的一端、D2的一端与VR1的Vout引脚连接，D3的另一端、C8的另一端、C6的另一端、C9的另一端、C7的另一端、D2的另一端、VR1的GND引脚分别于电源地连接。
优选地，所述通讯芯片U1采用MAX13085；
优选地，所述智能控制处理器U2为STM8，电容C4为10μF，电容C5为1μF；电阻R4为4700欧姆的上拉电阻；电容C3为0.47μF，电容C1为1μF；
优选地，所述转压芯片VR1采用78M05，电容C8为100nF/50V，电容C6为47μF/50V，电容C9为100nF，电容C7为10μF，所述电阻R2为47欧姆，电阻R4为4700欧姆；
优选地，所述恒流驱动U4为DD311，电阻R7为9000欧姆，其精度为1%。
优选地，智能控制处理器U2连接的功率放大模块与配套继电器的数量多于一组，进一步优选为6组。
本发明的控制方法：计算机通过网络协议将指令传送到信号收发模块，将网络信号转变为以DMX512协议进行传输至智能控制模块，信号经由智能控制处理器U2处理后，输出信号经过功率放大模块后，利用大功率的输出信号控制继电器的吸合与断开，最终实现计算机对远程终端的控制。
本发明的有益效果：本发明中一种基于DMX512协议的控制器的优势及特点在于，本控制器是可接收DMX512信号，并根据此信号协议对普通非智能设备进行控制，被控制设备本身无需安装任何智能控制装置。本发明采用DC12-24V供电，主要用于完成在大规模灯光亮化工程、主题公园及广场等大型灯光表演秀中，对喷泉、烟花、电脑摇头灯及激光灯等大型表演设备与全彩LED灯具之间进行整体联动控制。
附图说明
图1为本发明电路原理图；
图2为本发明的收发信号电路连接示意图；
图3为本发明的控制模块电路连接示意图；
图4为本发明的功率放大电路连接示意图；
图5为本发明的电源稳压电路连接示意图。
具体实施方式
实施例1
一种基于DMX512协议的控制器，包括： RS-485总线电路、信号收发模块、智能控制模块、功率放大模块、电源稳压模块和继电器U9；
其中，信号收发模块包括通讯芯片U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、TVS、电阻R5、和电容C2；通讯芯片U1的第1引脚与智能控制处理器U2的第3引脚连接，通讯芯片U1的第2引脚、第3引脚、第5引脚分别与稳压模块输出的电源（下文中简称电源）地连接，通讯芯片U1的第6引脚分别与电阻R3的一端、TVS第1引脚、电阻R5的一端连接，电阻R3的另一端与RS-485信号线的A端连接，电阻R5的另一端与电源+5V连接，通讯芯片U1的第7引脚分别与电阻R1的一端、TVS第2引脚、电阻R2的一端连接，电阻R1的另一端与电源地连接，电阻R2的另一端与RS-485信号线的B端连接，TVS的第3引脚与电源地连接，通讯芯片U1的第8引脚分别与电源+5V和电容C2的一端连接，电容C2的另一端与电源地连接；
智能控制模块包括：智能控制处理器U2、电容C1、电容C3、电容C4和电容C5；智能控制处理器U2的第4引脚与电容C1的一端连接，电容C1的另一端与电源地连接，处理器U2的第7引脚与电源地连接，处理器U2的第8引脚与电容C3的一端连接，电容C3的另一端与电源地连接，处理器U2的第9引脚，电容C4的一端，C5的一端分别与电源+5V连接，电容C4的另一端,C5的另一端分别与电源地连接，处理器U2的第10引脚与恒流驱动U4的第5引脚连接；
功率放大模块包括恒流驱动U4、电阻R7和电阻R4；U4的第1引脚与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与电源+24V连接，U4的第3引脚、第4引脚分别与电源地连接，U4的第2引脚与继电器U9的第8引脚连接，继电器U9的第1引脚与电源+24V连接，U9的第16引脚与电源地连接，U2的第18引脚与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与电源+5V连接；
电源稳压模块包括转压芯片VR1、电阻R6、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9 、二极管D1、二极管D2和二极管D3；转压芯片VR1的Vin引脚与R6的一端、C8的一端、C6的一端连接，R6的另一端与D1连接，D1的另一端和D3的一端与+24V直流电源连接，C9的一端、C7的一端、D2的一端与VR1的Vout引脚连接，D3的另一端、C8的另一端、C6的另一端、C9的另一端、C7的另一端、D2的另一端、VR1的GND引脚分别于电源地连接。
其中，所述通讯芯片U1采用MAX13085；所述智能控制处理器U2为STM8，电容C4为10μF，电容C5为1μF；电阻R4为4700欧姆的上拉电阻；电容C3为0.47μF，电容C1为1μF；所述转压芯片VR1采用78M05，电容C8为100nF/50V，电容C6为47μF/50V，电容C9为100nF，电容C7为10μF，所述电阻R2为47欧姆，电阻R4为4700欧姆；所述恒流驱动U4为DD311，电阻R7为9000欧姆，其精度为1%。
实施例2
一种基于DMX512协议的控制器，包括： RS-485总线电路、信号收发模块、智能控制模块、功率放大模块、电源稳压模块和继电器U9；
其中，信号收发模块包括通讯芯片U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、TVS、电阻R5、和电容C2；通讯芯片U1的第1引脚与智能控制处理器U2的第3引脚连接，通讯芯片U1的第2引脚、第3引脚、第5引脚分别与稳压模块输出的电源（下文中简称电源）地连接，通讯芯片U1的第6引脚分别与电阻R3的一端、TVS第1引脚、电阻R5的一端连接，电阻R3的另一端与RS-485信号线的A端连接，电阻R5的另一端与电源+5V连接，通讯芯片U1的第7引脚分别与电阻R1的一端、TVS第2引脚、电阻R2的一端连接，电阻R1的另一端与电源地连接，电阻R2的另一端与RS-485信号线的B端连接，TVS的第3引脚与电源地连接，通讯芯片U1的第8引脚分别与电源+5V和电容C2的一端连接，电容C2的另一端与电源地连接；
智能控制模块包括：智能控制处理器U2、电容C1、电容C3、电容C4和电容C5；智能控制处理器U2的第4引脚与电容C1的一端连接，电容C1的另一端与电源地连接，处理器U2的第7引脚与电源地连接，处理器U2的第8引脚与电容C3的一端连接，电容C3的另一端与电源地连接，处理器U2的第9引脚，电容C4的一端，C5的一端分别与电源+5V连接，电容C4的另一端,C5的另一端分别与电源地连接，处理器U2的第10引脚与恒流驱动U4的第5引脚连接；
功率放大模块包括恒流驱动U4、电阻R7和电阻R4；U4的第1引脚与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与电源+24V连接，U4的第3引脚、第4引脚分别与电源地连接，U4的第2引脚与继电器U9的第8引脚连接，继电器U9的第1引脚与电源+24V连接，U9的第16引脚与电源地连接，U2的第18引脚与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与电源+5V连接；
智能控制处理器U2连接的功率放大模块与配套继电器的数量为2组；
电源稳压模块包括转压芯片VR1、电阻R6、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9 、二极管D1、二极管D2和二极管D3；转压芯片VR1的Vin引脚与R6的一端、C8的一端、C6的一端连接，R6的另一端与D1连接，D1的另一端和D3的一端与+24V直流电源连接，C9的一端、C7的一端、D2的一端与VR1的Vout引脚连接，D3的另一端、C8的另一端、C6的另一端、C9的另一端、C7的另一端、D2的另一端、VR1的GND引脚分别于电源地连接。
其中，所述通讯芯片U1采用MAX13085；所述智能控制处理器U2为STM8，电容C4为10μF，电容C5为1μF；电阻R4为4700欧姆的上拉电阻；电容C3为0.47μF，电容C1为1μF；所述转压芯片VR1采用78M05，电容C8为100nF/50V，电容C6为47μF/50V，电容C9为100nF，电容C7为10μF，所述电阻R2为47欧姆，电阻R4为4700欧姆；所述恒流驱动U4为DD311，电阻R7为9000欧姆，其精度为1%。
实施例3
一种基于DMX512协议的控制器，包括： RS-485总线电路、信号收发模块、智能控制模块、功率放大模块、电源稳压模块和继电器U9；
其中，信号收发模块包括通讯芯片U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、TVS、电阻R5、和电容C2；通讯芯片U1的第1引脚与智能控制处理器U2的第3引脚连接，通讯芯片U1的第2引脚、第3引脚、第5引脚分别与稳压模块输出的电源（下文中简称电源）地连接，通讯芯片U1的第6引脚分别与电阻R3的一端、TVS第1引脚、电阻R5的一端连接，电阻R3的另一端与RS-485信号线的A端连接，电阻R5的另一端与电源+5V连接，通讯芯片U1的第7引脚分别与电阻R1的一端、TVS第2引脚、电阻R2的一端连接，电阻R1的另一端与电源地连接，电阻R2的另一端与RS-485信号线的B端连接，TVS的第3引脚与电源地连接，通讯芯片U1的第8引脚分别与电源+5V和电容C2的一端连接，电容C2的另一端与电源地连接；
智能控制模块包括：智能控制处理器U2、电容C1、电容C3、电容C4和电容C5；智能控制处理器U2的第4引脚与电容C1的一端连接，电容C1的另一端与电源地连接，处理器U2的第7引脚与电源地连接，处理器U2的第8引脚与电容C3的一端连接，电容C3的另一端与电源地连接，处理器U2的第9引脚，电容C4的一端，C5的一端分别与电源+5V连接，电容C4的另一端,C5的另一端分别与电源地连接，处理器U2的第10引脚与恒流驱动U4的第5引脚连接；
功率放大模块包括恒流驱动U4、电阻R7和电阻R4；U4的第1引脚与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与电源+24V连接，U4的第3引脚、第4引脚分别与电源地连接，U4的第2引脚与继电器U9的第8引脚连接，继电器U9的第1引脚与电源+24V连接，U9的第16引脚与电源地连接，U2的第18引脚与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与电源+5V连接；
智能控制处理器U2连接的功率放大模块与配套继电器的数量为6组；
电源稳压模块包括转压芯片VR1、电阻R6、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9 、二极管D1、二极管D2和二极管D3；转压芯片VR1的Vin引脚与R6的一端、C8的一端、C6的一端连接，R6的另一端与D1连接，D1的另一端和D3的一端与+24V直流电源连接，C9的一端、C7的一端、D2的一端与VR1的Vout引脚连接，D3的另一端、C8的另一端、C6的另一端、C9的另一端、C7的另一端、D2的另一端、VR1的GND引脚分别于电源地连接。
其中，所述通讯芯片U1采用MAX13085；所述智能控制处理器U2为STM8，电容C4为10μF，电容C5为1μF；电阻R4为4700欧姆的上拉电阻；电容C3为0.47μF，电容C1为1μF；所述转压芯片VR1采用78M05，电容C8为100nF/50V，电容C6为47μF/50V，电容C9为100nF，电容C7为10μF，所述电阻R2为47欧姆，电阻R4为4700欧姆；所述恒流驱动U4为DD311，电阻R7为9000欧姆，其精度为1%。
Claims (7)
1.一种基于DMX512协议的控制器，其特征在于，包括： RS-485总线电路、信号收发模块、智能控制模块、功率放大模块、电源稳压模块和继电器U9；
其中，信号收发模块包括通讯芯片U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、TVS、电阻R5、和电容C2；通讯芯片U1的第1引脚与智能控制处理器U2的第3引脚连接，通讯芯片U1的第2引脚、第3引脚、第5引脚分别与稳压模块输出的电源地连接，通讯芯片U1的第6引脚分别与电阻R3的一端、TVS第1引脚、电阻R5的一端连接，电阻R3的另一端与RS-485信号线的A端连接，电阻R5的另一端与电源+5V连接，通讯芯片U1的第7引脚分别与电阻R1的一端、TVS第2引脚、电阻R2的一端连接，电阻R1的另一端与电源地连接，电阻R2的另一端与RS-485信号线的B端连接，TVS的第3引脚与电源地连接，通讯芯片U1的第8引脚分别与电源+5V和电容C2的一端连接，电容C2的另一端与电源地连接；
智能控制模块包括：智能控制处理器U2、电容C1、电容C3、电容C4和电容C5；智能控制处理器U2的第4引脚与电容C1的一端连接，电容C1的另一端与电源地连接，处理器U2的第7引脚与电源地连接，处理器U2的第8引脚与电容C3的一端连接，电容C3的另一端与电源地连接，处理器U2的第9引脚，电容C4的一端，C5的一端分别与电源+5V连接，电容C4的另一端,C5的另一端分别与电源地连接，处理器U2的第10引脚与恒流驱动U4的第5引脚连接；
功率放大模块包括恒流驱动U4、电阻R7和电阻R4；U4的第1引脚与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与电源+24V连接，U4的第3引脚、第4引脚分别与电源地连接，U4的第2引脚与继电器U9的第8引脚连接，继电器U9的第1引脚与电源+24V连接，U9的第16引脚与电源地连接，U2的第18引脚与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与电源+5V连接；
电源稳压模块包括转压芯片VR1、电阻R6、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9 、二极管D1、二极管D2和二极管D3；转压芯片VR1的Vin引脚与R6的一端、C8的一端、C6的一端连接，R6的另一端与D1连接，D1的另一端和D3的一端与+24V直流电源连接，C9的一端、C7的一端、D2的一端与VR1的Vout引脚连接，D3的另一端、C8的另一端、C6的另一端、C9的另一端、C7的另一端、D2的另一端、VR1的GND引脚分别于电源地连接。
2.如权利要求1所述的一种基于DMX512协议的控制器，其特征在于，所述的通讯芯片U1采用MAX13085。
3.如权利要求1所述的一种基于DMX512协议的控制器，其特征在于，所述智能控制处理器U2为STM8，电容C4为10μF，电容C5为1μF；电阻R4为4700欧姆的上拉电阻；电容C3为0.47μF，电容C1为1μF。
4.如权利要求1所述的一种基于DMX512协议的控制器，其特征在于，所述转压芯片VR1采用78M05，电容C8为100nF/50V，电容C6为47μF/50V，电容C9为100nF，电容C7为10μF，所述电阻R2为47欧姆，电阻R4为4700欧姆。
5.如权利要求1所述的一种基于DMX512协议的控制器，其特征在于，所述的恒流驱动U4为DD311，电阻R7为9000欧姆，其精度为1%。
6.如权利要求1-5任意一项所述的一种基于DMX512协议的控制器，其特征在于，所述智能控制处理器U2连接的功率放大模块与配套继电器的数量多于一组。
7.如权利要求6所述的一种基于DMX512协议的控制器，其特征在于，所述智能控制处理器U2连接的功率放大模块与配套继电器的数量为6组。
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