CN111586919A - 多信号输入的调光信号转换器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多信号输入的调光信号转换器，包括DMX输入模块、DALI输入模块、控制模块、输出模块和用于供电的电源模块；所述DMX输入模块的输入端用于接收DMX调光信号，所述DMX输入模块的输出端与控制模块电连接；所述DALI输入模块的输入端用于接收DALI调光信号，所述DALI输入模块的输出端与控制模块电连接；所述输出模块的输入端与控制模块电连接，输出模块的输出端用于连接LED灯；所述电源模块分别与DMX输入模块、DALI输入模块、控制模块和输出模块电连接。本发明兼具DMX调光控制方式和DALI调光控制方式，提升了产品的适用范围。

Description

多信号输入的调光信号转换器

技术领域

本发明涉及LED调光器技术领域，尤其是一种多信号输入的调光信号转换器。

背景技术

随着可调光LED的逐步发展，调光信号的种类已非常多，而且各种信号之间不能相互兼容，只要选定了一种调光信号，就要使用对应这种信号控制的光源驱动。

目前主流的输入控制方式包括DMX和DALI控制方式，这两种调光系统有着自己的通讯协议，可以实现多种场景的变换，以及对单个被控制的光源驱动进行寻址、定时、保存等等，方便用电脑控台进行精确控制，这种比较适合在大型商场、大型舞台等对灯光场景等。

主流的电压输出范围为0-10V，常规的输出方式包括PWM输出、Rx控制输出等，比较简单的只需要外接一个的0-10V电压调节电路即可调光，Rx方式更是只需要外接一个电阻，这种类型的产品，除光源驱动的输入输出电压线之外还需要两条调光信号线，比较适合只需要对灯光亮度进行调节的场所使用。

目前存在的问题是，市面上的信号转换器一般的都是单信号转换，如DMX控制信号转0-10V输出或DALI控制信号转0-10V输出等，一旦选定了某种控制信号输入，就无法兼容另一种控制信号输入，大大降低了产品的适用性。

发明内容

本发明提供一种多信号输入的调光信号转换器，兼具DMX调光控制方式和DALI调光控制方式，提升产品的适用范围。

本发明实施例提供一种多信号输入的调光信号转换器，包括DMX输入模块、DALI输入模块、控制模块、输出模块和用于供电的电源模块；所述DMX输入模块的输入端用于接收DMX调光信号，所述DMX输入模块的输出端与控制模块电连接；所述DALI输入模块的输入端用于接收DALI调光信号，所述DALI输入模块的输出端与控制模块电连接；所述输出模块的输入端与控制模块电连接，输出模块的输出端用于连接LED灯；所述电源模块分别与DMX输入模块、DALI输入模块、控制模块和输出模块电连接。

优选的，所述控制模块包括单片机芯片STM32F030C8T6，单片机芯片STM32F030C8T6的12引脚和13引脚与DMX输入模块的输出端电连接，单片机芯片STM32F030C8T6的18引脚和19引脚与DALI输入模块的输出端电连接，输出模块的输入端与单片机芯片STM32F030C8T6的29引脚、30引脚、31引脚和32引脚中的任意一个引脚电连接。

优选的，所述DMX输入模块包括第一DMX输入端、第二DMX输入端、芯片3485EEN、芯片TLP2361和芯片TLP2160，所述第一DMX输入端和第二DMX输入端分别与芯片3485EEN的6引脚和7引脚电连接；芯片3485EEN的1引脚与芯片TLP2361的3引脚电连接，芯片TLP2361的5引脚与单片机芯片STM32F030C8T6的13引脚电连接；芯片3485EEN的3引脚与芯片TLP2160的7引脚电连接，芯片3485EEN的4引脚与芯片TLP2160的6引脚电连接，芯片TLP2160的3引脚与单片机芯片STM32F030C8T6的12引脚电连接；芯片TLP2160的2引脚与单片机芯片STM32F030C8T6的11引脚电连接。

优选的，所述DALI输入模块包括第一DALI输入端、第二DALI输入端、桥式整流器和中间电路，所述中间电路包括两个连接端、第一光电耦合器和第二光电耦合器，第一DALI输入端和第二DALI输入端分别与桥式整流器的两个输入端电连接，中间电路的一个连接端与第一DALI输入端电连接，中间电路的另一个连接端与桥式整流器的正向输出端电连接，桥式整流器的负向输出端接地；第一光电耦合器的输出端与单片机芯片STM32F030C8T6的19引脚电连接，第二光电耦合器的输出端与单片机芯片STM32F030C8T6的18引脚电连接。

优选的，所述输出模块包括PWM信号输入端、运算放大器LM358A和调光信号输出端，PWM信号输入端与单片机芯片STM32F030C8T6的29引脚、30引脚、31引脚和32引脚中的任意一个引脚电连接，调光信号输出端用于连接LED灯；PWM信号输入端、电阻R1F、电阻R1E和运算放大器LM358A的3引脚顺次电连接，运算放大器LM358A的8引脚和三极管Q11的集电极电连接，运算放大器LM358A的8引脚与直流电源相连，运算放大器LM358A的1引脚、电阻R1D和三极管Q11的基极顺次电连接，运算放大器LM358A的2引脚、电阻R1A和接地端顺次电连接，运算放大器LM358A的2引脚、电阻R1B和运算放大器LM358A的1引脚顺次电连接，运算放大器LM358A的1引脚、电阻R1C和接地端顺次电连接，电容C69一端接在电阻R1B与运算放大器LM358A的1引脚相连的一端，电容C69另一端接地；运算放大器LM358A的1引脚、电阻R45、电感L11和调光信号输出端顺次电连接，三极管Q11的发射极接在在电阻R45与运算放大器LM358A的1引脚相连的一端，关闭端OFF1、电阻R1和MOS管栅极顺次电连接，MOS管源极接在电感L11与电阻R45相连的一端，MOS管漏极接地。

优选的，所述多信号输入的调光信号转换器还包括继电器控制模块，所述继电器控制模块包括继电器，继电器的一个控制触点与直流电源电连接，继电器的另一个控制触点与三极管Q4的集电极电连接，单片机芯片STM32F030C8T6的20引脚、电阻R141和三极管Q4的基极相连，三极管Q4的发射极接地，继电器的两个工作触点为拓展接口。

优选的，所述多信号输入的调光信号转换器还包括过零点检测模块。

优选的，所述电源模块包括开关变换电路以及与开关变换电路相连的电压调节电路，所述开关变换电路与市电相连，电压调节电路输出直流信号。

优选的，所述开关变换电路包括开关变换输入端、桥式整流单元、变压单元、PWM信号产生单元和信号输出单元，市电、开关变换输入端、桥式整流单元和变压单元顺次电连接，PWM信号产生单元与变压单元电连接，信号输出单元与变压单元的输出端相连。

优选的，所述过零点检测模块的输入端与桥式整流单元的输出端电连接，过零点检测模块的输出端与单片机芯片STM32F030C8T6的38引脚电连接。

本发明具有如下技术效果：本发明的多信号输入的调光信号转换器包括DMX输入模块、DALI输入模块、控制模块、输出模块和用于供电的电源模块。DMX输入模块的输入端用于接收DMX调光信号并将调光信号输入到控制模块，控制模块将控制输出模块输出相应调光信号，对LED灯进行调光控制。DALI输入模块的输入端用于接收DALI调光信号并将调光信号输入到控制模块，控制模块将控制输出模块输出相应调光信号，也可以对LED灯进行调光控制。从而兼具DMX调光控制方式和DALI调光控制方式，大大提升了产品的适用范围。

附图说明

图1为本发明一种实施例的多信号输入的调光信号转换器的结构示意图。

图2为本发明一种实施例的控制模块的结构示意图；

图3为本发明一种实施例的DMX输入模块的结构示意图；

图4为本发明一种实施例的DALI输入模块的结构示意图；

图5为本发明一种实施例的输出模块的结构示意图；

图6为本发明一种实施例的继电器控制模块的结构示意图；

图7为本发明一种实施例的开关变换电路的结构示意图；

图8为本发明一种实施例的电压调节电路的结构示意图；

图9为本发明一种实施例的过零点检测模块的结构示意图。

具体实施方式

本发明所说的连接包括两个部件直接连接以及通过中间的元器件实现间接连接。下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例提供一种多信号输入的调光信号转换器，如图1所示，其包括DMX输入模块2、DALI输入模块3、控制模块1、输出模块4和用于供电的电源模块5。DMX输入模块2的输入端用于接收DMX调光信号，并将DMX制式的调光信号输入到控制模块1。DALI输入模块3的输入端用于接收DALI调光信号，并将DALI制式的调光信号输入到控制模块1。控制模块1起到核心数据处理的作用，其可以解析DMX制式的调光信号和DALI制式的调光信号，并发出相应的控制信号至输出模块4，由输出模块4输出相应的电压或电流信号，来控制LED灯，起到调节LED灯的作用。输出模块4可以有多个，每个输出模块4均可以控制一路LED灯，实现多通道输出，本发明可提供一种4通道输出的实施例，从而具有四个输出模块4。电源模块5用于向需要供电的模块供电，其包括滤波电路、保护电路、电压转换电路等常规电路，从而分别向DMX输入模块2、DALI输入模块3、控制模块1和输出模块4输出各模块所需的电压或电流信号，例如，有些模块需要12V直流电压信号，有些模块需要3.3V直流电压信号。

在一种实施例中，如图2所示，控制模块1包括单片机芯片STM32F030C8T6，单片机芯片STM32F030C8T6的功能较为强大，可实现多通道的信号输入和输出，并可对DMX制式的调光信号和DALI制式的调光信号进行处理。单片机芯片STM32F030C8T6的一些常规引脚采用常规接法，45引脚和46引脚可连接存储单元，进行数据存储，存储单元可以是AT24C64存储芯片，STM32F030C8T6的1引脚、7引脚、9引脚、24引脚、36引脚和48引脚接直流电源，STM32F030C8T6的8引脚、23引脚、35引脚和47引脚则接地。

单片机芯片STM32F030C8T6的12引脚和13引脚与DMX输入模块的输出端电连接，用于接收DMX输入模块2输出的信号。单片机芯片STM32F030C8T6的18引脚和19引脚与DALI输入模块3的输出端电连接，输出模块4的输入端与单片机芯片STM32F030C8T6的29引脚、30引脚、31引脚和32引脚中的任意一个引脚电连接，当输出模块4有四个时，四个输出模块4的输入端分别与单片机芯片STM32F030C8T6的29引脚、30引脚、31引脚和32引脚电连接。

在一种实施例中，如图3所示，DMX输入模块包括第一DMX输入端D+、第二DMX输入端D-、芯片U21、芯片U6和芯片U7，芯片U21可选用芯片3485EEN，芯片U6可选用芯片TLP2361，芯片U7可选用芯片TLP2160。第一DMX输入端D+和第二DMX输入端D-分别与芯片3485EEN的6引脚和7引脚电连接，如图所示，在第一DMX输入端D+和芯片3485EEN之间以及第二DMX输入端D-与芯片3485EEN之间可设置一些常规的中间元器件。芯片3485EEN的8引脚与3.3v直流电源相连，5引脚接地，为常规的接法。

芯片3485EEN的1引脚与光耦芯片TLP2361的3引脚电连接，3.3v直流电源、电阻R40和光耦芯片TLP2361的1引脚顺次电连接。芯片TLP2361的5引脚与单片机芯片STM32F030C8T6的13引脚电连接。光耦芯片TLP2361的其他引脚则采用常规接法。

芯片3485EEN的3引脚与芯片TLP2160的7引脚电连接，芯片3485EEN的4引脚与芯片TLP2160的6引脚电连接，芯片TLP2160的3引脚与单片机芯片STM32F030C8T6的12引脚电连接；芯片TLP2160的2引脚与单片机芯片STM32F030C8T6的11引脚电连接。芯片TLP2160的其他引脚也采用常规接法。DMX制式的调光信号通过芯片TLP2361的5引脚和芯片TLP2160的3引脚输入到单片机芯片STM32F030C8T6。

在一种实施例中，如图4所示，DALI输入模块3包括第一DALI输入端DA1、第二DALI输入端DA2、桥式整流器DB1和中间电路，中间电路包括两个连接端(电阻R88左侧的一个连接端和电阻R95左侧的一个连接端)、第一光电耦合器U17和第二光电耦合器U19，第一光电耦合器U17可以是光耦芯片EL1019和第二光电耦合器U19可以是光耦芯片EL1018。当然，中间电路还包括其他常规的电路元器件，具体可参考附图4，在此不做赘述。

第一DALI输入端DA1和第二DALI输入端DA2分别与桥式整流器DB1的两个输入端电连接，桥式整流器进行桥式整流之后，从其输出端输出直流信号。电阻R88左侧的一个连接端与第一DALI输入端DA1电连接，中间电路的另一个连接端(电阻R95左侧的连接端)与桥式整流器的正向输出端电连接，桥式整流器的负向输出端接地。第一光电耦合器EL1019的4引脚与单片机芯片STM32F030C8T6的19引脚电连接，第二光电耦合器EL1018的1引脚、电阻R108与单片机芯片STM32F030C8T6的18引脚电连接。DALI制式的调光信号通过第一光电耦合器EL1019的4引脚和第二光电耦合器EL1018的1引脚输入到单片机芯片STM32F030C8T6。

在一种实施例中，如图5所示，输出模块4包括PWM信号输入端PWM1、运算放大器U18A和调光信号输出端CH1，运算放大器U18A可选用运放芯片LM358APWM，信号输入端与单片机芯片STM32F030C8T6的29引脚、30引脚、31引脚和32引脚中的任意一个引脚电连接，当输出模块4具有四个时，四个PWM信号输入端分别与单片机芯片STM32F030C8T6的29引脚、30引脚、31引脚和32引脚相连。调光信号输出端CH1用于连接LED灯，对LED灯进行调光控制。PWM信号输入端、电阻R1F、电阻R1E和运算放大器LM358A的3引脚顺次电连接，电容C67和电容C64为滤波电容。运算放大器LM358A的8引脚和三极管Q11的集电极电连接，运算放大器LM358A的8引脚与直流电源VDD相连，运算放大器LM358A的1引脚、电阻R1D和三极管Q11的基极顺次电连接，运算放大器LM358A的2引脚、电阻R1A和接地端顺次电连接，运算放大器LM358A的2引脚、电阻R1B和运算放大器LM358A的1引脚顺次电连接，运算放大器LM358A的1引脚、电阻R1C和接地端顺次电连接，电容C69一端接在电阻R1B与运算放大器LM358A的1引脚相连的一端，电容C69另一端接地；运算放大器LM358A的1引脚、电阻R45、电感L11和调光信号输出端顺次电连接，三极管Q11的发射极接在在电阻R45与运算放大器LM358A的1引脚相连的一端，关闭端OFF1、电阻R1和MOS管CJ2310的栅极顺次电连接，MOS管源极接在电感L11与电阻R45相连的一端，MOS管漏极接地。单片机芯片STM32F030C8T6输出PWM控制信号到PWM信号输入端，调光信号从CH1端口输出。关闭端OFF1与单片机芯片STM32F030C8T6的25-28引脚中的任意一个引脚相连，当输出模块4具有四个时，四个关闭端分别与单片机芯片STM32F030C8T6的25-28引脚相连。单片机芯片STM32F030C8T6可通过MOS管来控制调光信号输出端是否输出调光信号。

在一种实施例中，如图6所示，多信号输入的调光信号转换器还包括继电器控制模块6，继电器控制模块6包括继电器K1，继电器K1包括两个控制触点和两个工作触点RY+和RY-，通过两个控制触点之间的信号来控制两个工作触点之间的通断，起到继电器控制作用。继电器其中一个控制触点与直流电源VDD电连接，继电器的另一个控制触点与三极管Q4的集电极电连接，单片机芯片STM32F030C8T6的20引脚、电阻R141和三极管Q4的基极相连，三极管Q4的发射极接地，继电器的两个工作触点RY+和RY-为拓展接口。在一种实施例中，两个拓展接口可以接在被控制的光源驱动上，通过继电器来控制光源驱动是否工作，降低电源的待机功耗。

在一种实施例中，多信号输入的调光信号转换器还包括过零点检测模块7。由于继电器在经常的通断过程中会被电弧腐蚀，很容易损坏，可加入过零点检测模块7，让继电器在交流市电的零点附近开通，从而延长其寿命。

在一种实施例中，电源模块5包括开关变换电路以及与开关变换电路相连的电压调节电路，开关变换电路与市电相连，其用于将市电的交流信号转换为直流信号，电压调节电路用于对开关变换电路输出的直流进行调节，输出各模块所需的直流信号。

如图7所示，开关变换电路整体为开关电源的结构，其包括两个开关变换输入端、桥式整流单元DB2、变压单元、PWM信号产生单元和信号输出单元，两个开关变换输入端分别接市电的零线和火线，桥式整流单元为桥式整流器，变压单元可以是变压器，在开关变换输入端和桥式整流器之间还可设置保护电路。PWM信号产生单元包括芯片U2,芯片U2可以是芯片VIPER12A，其产生PWM波形至变压器，最终从信号输出单元输出直流信号，图7中，电容C14的右侧即输出VDD12v直流信号。

电压调节电路则如图8所示，通过常规的降压芯片将开关变换电路输出的12v直流信号降压为3.3v的直流信号。图中的降压芯片U8可选用芯片HT7333。

进一步的，如图9所示，过零点检测模块7的两个输入端N5和N6，接在图7中桥式整理单元BD2的输出端，过零点检测模块的输出端I/O-1与单片机芯片STM32F030C8T6的38引脚电连接,就将过零点信号输入到单片机芯片STM32F030C8T6。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种多信号输入的调光信号转换器，其特征在于：包括DMX输入模块、DALI输入模块、控制模块、输出模块和用于供电的电源模块；所述DMX输入模块的输入端用于接收DMX调光信号，所述DMX输入模块的输出端与控制模块电连接；所述DALI输入模块的输入端用于接收DALI调光信号，所述DALI输入模块的输出端与控制模块电连接；所述输出模块的输入端与控制模块电连接，输出模块的输出端用于连接LED灯；所述电源模块分别与DMX输入模块、DALI输入模块、控制模块和输出模块电连接。

2.根据权利要求1所述的多信号输入的调光信号转换器，其特征在于：所述控制模块包括单片机芯片STM32F030C8T6，单片机芯片STM32F030C8T6的12引脚和13引脚与DMX输入模块的输出端电连接，单片机芯片STM32F030C8T6的18引脚和19引脚与DALI输入模块的输出端电连接，输出模块的输入端与单片机芯片STM32F030C8T6的29引脚、30引脚、31引脚和32引脚中的任意一个引脚电连接。

3.根据权利要求2所述的多信号输入的调光信号转换器，其特征在于：所述DMX输入模块包括第一DMX输入端、第二DMX输入端、芯片3485EEN、芯片TLP2361和芯片TLP2160，所述第一DMX输入端和第二DMX输入端分别与芯片3485EEN的6引脚和7引脚电连接；芯片3485EEN的1引脚与芯片TLP2361的3引脚电连接，芯片TLP2361的5引脚与单片机芯片STM32F030C8T6的13引脚电连接；芯片3485EEN的3引脚与芯片TLP2160的7引脚电连接，芯片3485EEN的4引脚与芯片TLP2160的6引脚电连接，芯片TLP2160的3引脚与单片机芯片STM32F030C8T6的12引脚电连接；芯片TLP2160的2引脚与单片机芯片STM32F030C8T6的11引脚电连接。

4.根据权利要求2所述的多信号输入的调光信号转换器，其特征在于：所述DALI输入模块包括第一DALI输入端、第二DALI输入端、桥式整流器和中间电路，所述中间电路包括两个连接端、第一光电耦合器和第二光电耦合器，第一DALI输入端和第二DALI输入端分别与桥式整流器的两个输入端电连接，中间电路的一个连接端与第一DALI输入端电连接，中间电路的另一个连接端与桥式整流器的正向输出端电连接，桥式整流器的负向输出端接地；第一光电耦合器的输出端与单片机芯片STM32F030C8T6的19引脚电连接，第二光电耦合器的输出端与单片机芯片STM32F030C8T6的18引脚电连接。

5.根据权利要求2所述的多信号输入的调光信号转换器，其特征在于：所述输出模块包括PWM信号输入端、运算放大器LM358A和调光信号输出端，PWM信号输入端与单片机芯片STM32F030C8T6的29引脚、30引脚、31引脚和32引脚中的任意一个引脚电连接，调光信号输出端用于连接LED灯；PWM信号输入端、电阻R1F、电阻R1E和运算放大器LM358A的3引脚顺次电连接，运算放大器LM358A的8引脚和三极管Q11的集电极电连接，运算放大器LM358A的8引脚与直流电源相连，运算放大器LM358A的1引脚、电阻R1D和三极管Q11的基极顺次电连接，运算放大器LM358A的2引脚、电阻R1A和接地端顺次电连接，运算放大器LM358A的2引脚、电阻R1B和运算放大器LM358A的1引脚顺次电连接，运算放大器LM358A的1引脚、电阻R1C和接地端顺次电连接，电容C69一端接在电阻R1B与运算放大器LM358A的1引脚相连的一端，电容C69另一端接地；运算放大器LM358A的1引脚、电阻R45、电感L11和调光信号输出端顺次电连接，三极管Q11的发射极接在在电阻R45与运算放大器LM358A的1引脚相连的一端，关闭端OFF1、电阻R1和MOS管栅极顺次电连接，MOS管源极接在电感L11与电阻R45相连的一端，MOS管漏极接地。

6.根据权利要求2-5任一项所述的多信号输入的调光信号转换器，其特征在于：所述多信号输入的调光信号转换器还包括继电器控制模块，所述继电器控制模块包括继电器，继电器的一个控制触点与直流电源电连接，继电器的另一个控制触点与三极管Q4的集电极电连接，单片机芯片STM32F030C8T6的20引脚、电阻R141和三极管Q4的基极相连，三极管Q4的发射极接地，继电器的两个工作触点为拓展接口。

7.根据权利要求6所述的多信号输入的调光信号转换器，其特征在于：所述多信号输入的调光信号转换器还包括过零点检测模块。

8.根据权利要求7所述的多信号输入的调光信号转换器，其特征在于：所述电源模块包括开关变换电路以及与开关变换电路相连的电压调节电路，所述开关变换电路与市电相连，电压调节电路输出直流信号。

9.根据权利要求8所述的多信号输入的调光信号转换器，其特征在于：所述开关变换电路包括开关变换输入端、桥式整流单元、变压单元、PWM信号产生单元和信号输出单元，市电、开关变换输入端、桥式整流单元和变压单元顺次电连接，PWM信号产生单元与变压单元电连接，信号输出单元与变压单元的输出端相连。

10.根据权利要求9所述的多信号输入的调光信号转换器，其特征在于：所述过零点检测模块的输入端与桥式整流单元的输出端电连接，过零点检测模块的输出端与单片机芯片STM32F030C8T6的38引脚电连接。

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