CN114364087A - 一种基于多轨编码和光电扫描解码的霓虹灯控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多轨编码和光电扫描解码的霓虹灯控制器，包括一信号控制电路，每一信号控制电路分别连接有一组霓虹灯和一光电扫描解码电路，光电扫描解码电路上设置有多轨编码装置；光电扫描解码电路的发光元件和光敏元件连接，多轨编码装置的驱动机构与圆形遮光件传动连接，圆形遮光件设置在发光元件和光敏元件之间；圆形遮光件设有多个同心轨道，每一轨道设有多个宽度相同的圆弧孔隙。本发明通过设置结构简单的多轨装置、电路简单的光电扫描解码装置以及电路简单的信号控制电路，就能实现霓虹灯的有序运行，大大减少了霓虹灯控制器的制造成本，提高了经济效益。

Description

一种基于多轨编码和光电扫描解码的霓虹灯控制器

技术领域

本发明属于霓虹灯控制技术领域，具体涉及一种基于多轨编码和光电扫描解码的霓虹灯控制器。

背景技术

霓虹灯是一种冷阴极辉光放电管，其辐射光谱具有极强的穿透大气的能力，色彩鲜艳绚丽且多姿，发光效率明显优于普通的白炽灯，它的线条结构表现力丰富，可以加工弯制成任何几何形状，满足设计要求，且通过电子程序控制，可变幻不同色彩、图案和文字，因此在工业上和日常生活中得到广泛应用。

现有技术中，对于霓虹灯的控制方法，主要包括以下几种：一是多功能彩灯程序控制器，该控制器采用时序逻辑电路设计，主要包括一片四D锁存器74LS175的集成电路；二是普通型霓虹灯程序控制器，该控制器采用一部二进制分频器4024获取电网的同步信号，并采用异步地址发生器4040来驱动程序存储器，通过顺序读取预设的灯光控制程序，用以驱动数据端口上的三极管，进而控制霓虹灯的闪烁；三是调光型霓虹灯程序控制器，该控制器采用常规集成电路，例如运算放大器、异步地址发生器和只读程序存储器。

然而，现有的霓虹灯控制器均是采用集成电路设计，电路结构复杂，设备生产成本和维修成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多轨编码和光电扫描解码的霓虹灯控制器，用于解决现有技术中存在的霓虹灯控制器采用集成电路设计，电路结构复杂，设备生产成本和维修成本较高的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种基于多轨编码和光电扫描解码的霓虹灯控制器，包括一信号控制电路，每一信号控制电路分别连接有一组霓虹灯和一光电扫描解码电路，所述光电扫描解码电路上设置有多轨编码装置；

所述光电扫描解码电路包括发光元件和光敏元件，所述发光元件和所述光敏元件连接，所述多轨编码装置包括驱动机构和设有多轨编码的圆形遮光件，所述驱动机构与所述圆形遮光件传动连接，所述圆形遮光件设置在所述发光元件和所述光敏元件之间；

所述发光元件用于提供光源，所述驱动机构用于驱动所述圆形遮光件做圆周运动，以便所述圆形遮光件基于电路编码使得所述发光元件发出的光周期性传输至所述光敏元件，所述光敏元件用于在接收光后增大电流信号，并将增大后的电流信号发送至所述信号控制电路；

所述圆形遮光件设有多个同心轨道，每一轨道设有多个宽度相同的圆弧孔隙，且每一轨道所有圆弧孔隙的长度和相对排列位置构成一组发光元件的电路编码；当所述驱动机构带动所述圆形遮光件做圆周运动时，所述发光元件发出的光透过对应圆弧孔隙并传输至所述光敏元件；

所述信号控制电路用于控制一组霓虹灯周期性闪烁发光。

在一种可能的设计中，所述发光元件包括第一电阻R1和发光二极管D1，所述第一电阻R1的第一端接入电源，所述第一电阻R1的第二端与所述发光二极管D1的正极连接，所述发光二极管D1的负极与所述光敏元件的一端连接后接地。

在一种可能的设计中，所述光敏元件包括第二电阻R2和光敏二极管D2，所述第二电阻R2的第一端接入电源，所述第二电阻R2的第二端与所述光敏二极管D2的正极连接，所述光敏二极管D2的负极与所述发光二极管D1的负极连接后接地，所述第二电阻R2的第二端和所述光敏二极管D2的正极分别与所述信号控制电路连接。

在一种可能的设计中，所述驱动机构为驱动电机，所述驱动电机的传动轴插设在所述圆形遮光件上，并带动所述圆形遮光件做同轴圆周运动。

在一种可能的设计中，所述圆形遮光件(6)设置有多个扇区，所述扇区用于沿半径方向对多个所述同心轨道进行分区，其中，每一扇区刻录的多个圆弧孔隙(7)的透光起始端的相对排列位置用于决定受控霓虹灯组被点亮的先后时序。

在一种可能的设计中，所述圆形遮光件(6)包括圆形光盘。

在一种可能的设计中，所述信号控制电路包括电流放大电路和电磁继电器，所述电流放大电路分别与所述光敏元件和所述电磁继电器连接，所述电磁继电器与一组霓虹灯连接。

在一种可能的设计中，所述电流放大电路包括第三电阻R3、第一PNP三极管A1和第二PNP三极管A2，所述第三电阻R3的第一端与所述光敏元件连接，所述第三电阻R3的第二端与所述第一PNP三极管A1的基极连接，所述第一PNP三极管A1的集电极与所述电磁继电器连接，所述第一PNP三极管A1的发射极与所述第二PNP三极管A2的基极连接，所述第二PNP三极管A2的发射极接地，所述第二PNP三极管A2的集电极与所述电磁继电器连接。

在一种可能的设计中，当有多组霓虹灯时，每组霓虹灯对应一信号控制电路，每一信号控制电路对应一组发光元件和一组光敏元件，多组发光元件相互并联，多组光敏元件相互并联；

其中，每组发光元件发出的光周期性透过其中一条同心轨道上的圆弧孔隙传输至对应组的光敏元件。

有益效果：

本发明通过对每组霓虹灯对应设置一信号控制电路，每一信号连接有一光电扫描解码电路，并在所述光电扫描解码电路上设置有多轨编码装置；其中，多轨编码装置设有多个同心轨道，每一轨道设有多个宽度相同的圆弧孔隙，且每一轨道所有圆弧孔隙的长度和相对排列位置构成一组发光元件的电路编码，当所述驱动机构带动所述圆形遮光件做圆周运动时，所述发光元件发出的光透过对应圆弧孔隙并传输至所述光敏元件，进而发送到所述控制信号电路控制霓虹灯按照电路编码对应的灯光闪烁规律进行有节律地且周期性地闪烁。本发明通过设置结构简单的多轨装置、电路简单的光电扫描解码装置以及电路简单的信号控制电路，就能实现霓虹灯的有序运行，大大减少了霓虹灯控制器的制造成本，提高了经济效益。

附图说明

图1为本实施例中的基于多轨编码和光电扫描解码的霓虹灯控制器的电路结构图；

图2为实施例中圆形遮光件的结构示意图；

图3为本实施例中多组霓虹灯对应的控制器电路结构图。

1-信号控制电路；2-发光元件；3-光敏元件；4-驱动机构；5-传动轴；6-圆形遮光件；7-圆弧孔隙。

具体实施方式

为使本说明书实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决现有技术中存在的霓虹灯控制器均是采用集成电路设计，电路结构复杂，设备生产成本和维修成本较高的技术问题，本申请提供了一种基于多轨编码和光电扫描解码的霓虹灯控制器，该控制器通过设置结构简单的多轨装置、电路简单的光电扫描解码装置以及电路简单的信号控制电路1，就能实现霓虹灯的有序运行，大大减少了霓虹灯控制器的制造成本，提高了经济效益。

实施例

如图1-图2所示，本实施例提供一种基于多轨编码和光电扫描解码的霓虹灯控制器，包括一信号控制电路1，每一信号控制电路1分别连接有一组霓虹灯和一光电扫描解码电路，所述光电扫描解码电路上设置有多轨编码装置；

所述光电扫描解码电路包括发光元件2和光敏元件3，所述发光元件2和所述光敏元件3连接，所述多轨编码装置包括驱动机构4和设有多轨编码的圆形遮光件6，所述驱动机构4与所述圆形遮光件6传动连接，所述圆形遮光件6设置在所述发光元件2和所述光敏元件3之间；

所述发光元件2用于提供光源，所述驱动机构4用于驱动所述圆形遮光件6做圆周运动，以便所述圆形遮光件6基于电路编码使得所述发光元件2发出的光周期性传输至所述光敏元件3，所述光敏元件3用于在接收光后增大电流信号，并将增大后的电流信号发送至所述信号控制电路1；

所述圆形遮光件6设有多个同心轨道，每一轨道设有多个宽度相同的圆弧孔隙7，且每一轨道所有圆弧孔隙7的长度和相对排列位置构成一组发光元件2的电路编码；当所述驱动机构4带动所述圆形遮光件6做圆周运动时，所述发光元件2发出的光透过对应圆弧孔隙7并传输至所述光敏元件3；

所述信号控制电路1用于控制一组霓虹灯周期性闪烁发光。

其中，需要说明的是，所述发光元件2处于常亮状态，所述圆弧孔隙7的对应的圆心角大小对应所述发光元件2发出的光透过圆形遮光件6的时长，进而对应霓虹灯进行发光的时长，所述圆弧孔隙7的相对排列位置对应着各组霓虹灯进行发光的顺序。

其中，需要说明的是，每组霓虹灯包括多个串联的发光二极管，该发光二极管可以有多种颜色，以增加霓虹灯闪烁时的美观度。具体的，可以将同一颜色的多个发光二极管串联在一起，同时在该串联电路中接入限流电阻，以保证电路安全；其中，同一颜色的发光而激光可排列成字形或图案作为一路显示电路，当有多组霓虹灯时，各组串联后的发光二极管的两端电压分别与电磁继电器的两端以及接地端连接。

其中，本实施例中的信号控制电路1、光电扫描解码电路和驱动机构4均连接有电源电路，优选的，该电源电路输出的电压为5V。该电源电路的结构采用现有的电源电路，此处不再对该电源电路的结构进行具体说明。

基于上述公开的内容，本实施例通过对每组霓虹灯对应设置一信号控制电路1，每一信号连接有一光电扫描解码电路，并在所述光电扫描解码电路上设置有多轨编码装置；其中，多轨编码装置设有多个同心轨道，每一轨道设有多个宽度相同的圆弧孔隙7，且每一轨道所有圆弧孔隙7的长度和相对排列位置构成一组发光元件2的电路编码，当所述驱动机构4带动所述圆形遮光件6做圆周运动时，所述发光元件2发出的光透过对应圆弧孔隙7并传输至所述光敏元件3，进而发送到所述控制信号电路控制霓虹灯按照电路编码对应的灯光闪烁规律进行有节律地且周期性地闪烁。本发明通过设置结构简单的多轨装置、电路简单的光电扫描解码装置以及电路简单的信号控制电路1，就能实现霓虹灯的有序运行，大大减少了霓虹灯控制器的制造成本，提高了经济效益。

在一种具体的实施方式中，所述发光元件2包括第一电阻R1和发光二极管D1，所述第一电阻R1的第一端接入电源，所述第一电阻R1的第二端与所述发光二极管D1的正极连接，所述发光二极管D1的负极与所述光敏元件3的一端连接后接地。

在一种具体的实施方式中，所述光敏元件3包括第二电阻R2和光敏二极管D2，所述第二电阻R2的第一端接入电源，所述第二电阻R2的第二端与所述光敏二极管D2的正极连接，所述光敏二极管D2的负极与所述发光二极管D1的负极连接后接地，所述第二电阻R2的第二端和所述光敏二极管D2的正极分别与所述信号控制电路1连接。

在一种具体的实施方式中，所述驱动机构4为驱动电机，所述驱动电机的传动轴5插设在所述圆形遮光件6上，并带动所述圆形遮光件6做同轴圆周运动。

在一种具体的实施方式中，所述圆形遮光件6设置有多个扇区，所述扇区用于沿半径方向对多个所述同心轨道进行分区，其中，每一扇区刻录的多个圆弧孔隙7的透光起始端的相对排列位置用于决定受控霓虹灯组被点亮的先后时序。

其中，需要说明的是，每一扇区上的圆孔孔隙7的长度和相对排列位置都可以根据实际应用场景进行调整，从而改变所述发光元件2的电路编码，进而改变霓虹灯组的发光闪烁节律和样式，以满足用户的多样性需求。

在一种具体的实施方式中，所述圆形遮光件6包括圆形光盘，当然，可以理解的是，本实施例中的圆形遮光件6并不限于使用光盘，任何非透光的且易于刻录的材质制成的圆形遮光件6均属于本实施例的保护范围，此处不做限定。

在一种具体的实施方式中，所述信号控制电路1包括电流放大电路和电磁继电器，所述电流放大电路分别与所述光敏元件3和所述电磁继电器连接，所述电磁继电器与一组霓虹灯连接。

在一种具体的实施方式中，所述电流放大电路包括第三电阻R3、第一PNP三极管A1和第二PNP三极管A2，所述第三电阻R3的第一端与所述光敏元件3连接，所述第三电阻R3的第二端与所述第一PNP三极管A1的基极连接，所述第一PNP三极管A1的集电极与所述电磁继电器连接，所述第一PNP三极管A1的发射极与所述第二PNP三极管A2的基极连接，所述第二PNP三极管A2的发射极接地，所述第二PNP三极管A2的集电极与所述电磁继电器连接。

基于上述公开的内容，本申请中的基于多轨编码和光电扫描解码的霓虹灯控制器具体工作原理如下：

首先，在圆形遮光件6的每一同心轨道上设置有多个弧形孔隙，每一弧形孔隙的宽度相同，长度可能相同也可能不同。驱动电机上电，带动所述圆形遮光件6做圆周运动，此时所述发光元件2发出的光可以间歇性透过不同的弧形孔隙，且根据弧形孔隙的对应的圆心角大小可以决定对应所述发光元件2发出的光透过圆形遮光件6的时长，进而对应霓虹灯进行发光的时长，所述圆弧孔隙7的相对排列位置对应着各组霓虹灯进行发光的顺序。

其次，当有光透过圆形孔隙传输至光敏元件3后，光敏元件3中的光敏二极管电阻减少使得电流增大，从而将增大后的电流信号通过电流放大电路进一步放大后，驱动电磁继电器导通，从而导通与电磁继电器连接的霓虹灯，使其发光；当没有光照射时，即发光二级光发出的光未从遮光圆形件上透出时，光敏二极管的电阻增大使电路电流减小，电磁继电器断开，而使霓虹灯熄灭，从而实现了霓虹灯的周期性闪烁。

如图3所示，在一种具体的实施方式中，当有多组霓虹灯时，每组霓虹灯对应一信号控制电路1，每一信号控制电路1对应一组发光元件2和一组光敏元件3，多组发光元件2相互并联，多组光敏元件3相互并联；其中，每组发光元件2发出的光周期性透过其中一条同心轨道上的圆弧孔隙7传输至对应组的光敏元件3。

1.用于店招、建筑物等的标识和装饰。本实施例电路结构简单，设备成本低，极大提高了产品的应用广度。

2.用于交通信号灯控制。本实施例可通过改变圆形遮光件6上的圆弧孔隙7的长度和相对排列方式，并改变霓虹灯的电路设置方式，可实现交通信号灯的周期性显示，从而实现交通信号灯的信号控制。

3.用于多路生产线的控制。本实施例通过改变圆形遮光件6上的圆弧孔隙7的长度和相对排列方式，从而实现简单的周期性自动化生产流水线控制。每路控制信号控制对应的一条生产流程的一个环节，从而实现多路生产线的控制。

当然，可以理解的是，上述具体应用场景只是其中几种举例，本实施例还可以应用于各行各业的工业生产或日常生活中，此处不做限定。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于多轨编码和光电扫描解码的霓虹灯控制器，其特征在于，包括一信号控制电路(1)，每一信号控制电路(1)分别连接有一组霓虹灯和一光电扫描解码电路，所述光电扫描解码电路上设置有多轨编码装置；

所述光电扫描解码电路包括发光元件(2)和光敏元件(3)，所述发光元件(2)和所述光敏元件(3)连接，所述多轨编码装置包括驱动机构(4)和设有多轨编码的圆形遮光件(6)，所述驱动机构(4)与所述圆形遮光件(6)传动连接，所述圆形遮光件(6)设置在所述发光元件(2)和所述光敏元件(3)之间；

所述发光元件(2)用于提供光源，所述驱动机构(4)用于驱动所述圆形遮光件(6)做圆周运动，以便所述圆形遮光件(6)基于电路编码使得所述发光元件(2)发出的光周期性传输至所述光敏元件(3)，所述光敏元件(3)用于在接收光后增大电流信号，并将增大后的电流信号发送至所述信号控制电路(1)；

所述圆形遮光件(6)设有多个同心轨道，每一轨道设有多个宽度相同的圆弧孔隙(7)，且每一轨道所有圆弧孔隙(7)的长度和相对排列位置构成一组发光元件(2)的电路编码；当所述驱动机构(4)带动所述圆形遮光件(6)做圆周运动时，所述发光元件(2)发出的光透过对应圆弧孔隙(7)并传输至所述光敏元件(3)；

所述信号控制电路(1)用于控制一组霓虹灯周期性闪烁发光。

2.根据权利要求1所述的基于多轨编码和光电扫描解码的霓虹灯控制器，其特征在于，所述发光元件(2)包括第一电阻R1和发光二极管D1，所述第一电阻R1的第一端接入电源，所述第一电阻R1的第二端与所述发光二极管D1的正极连接，所述发光二极管D1的负极与所述光敏元件(3)的一端连接后接地。

3.根据权利要求2所述的基于多轨编码和光电扫描解码的霓虹灯控制器，其特征在于，所述光敏元件(3)包括第二电阻R2和光敏二极管D2，所述第二电阻R2的第一端接入电源，所述第二电阻R2的第二端与所述光敏二极管D2的正极连接，所述光敏二极管D2的负极与所述发光二极管D1的负极连接后接地，所述第二电阻R2的第二端和所述光敏二极管D2的正极分别与所述信号控制电路(1)连接。

4.根据权利要求1所述的基于多轨编码和光电扫描解码的霓虹灯控制器，其特征在于，所述驱动机构(4)为驱动电机，所述驱动电机的传动轴(5)插设在所述圆形遮光件(6)上，并带动所述圆形遮光件(6)做同轴圆周运动。

5.根据权利要求1所述的基于多轨编码和光电扫描解码的霓虹灯控制器，其特征在于，所述圆形遮光件(6)设置有多个扇区，所述扇区用于沿半径方向对多个所述同心轨道进行分区，其中，每一扇区刻录的多个圆弧孔隙(7)的透光起始端的相对排列位置用于决定受控霓虹灯组被点亮的先后时序。

6.根据权利要求1所述的基于多轨编码和光电扫描解码的霓虹灯控制器，其特征在于，所述圆形遮光件(6)包括圆形光盘。

7.根据权利要求1所述的基于多轨编码和光电扫描解码的霓虹灯控制器，其特征在于，所述信号控制电路(1)包括电流放大电路和电磁继电器，所述电流放大电路分别与所述光敏元件(3)和所述电磁继电器连接，所述电磁继电器与一组霓虹灯连接。

8.根据权利要求7所述的基于多轨编码和光电扫描解码的霓虹灯控制器，其特征在于，所述电流放大电路包括第三电阻R3、第一PNP三极管A1和第二PNP三极管A2，所述第三电阻R3的第一端与所述光敏元件(3)连接，所述第三电阻R3的第二端与所述第一PNP三极管A1的基极连接，所述第一PNP三极管A1的集电极与所述电磁继电器连接，所述第一PNP三极管A1的发射极与所述第二PNP三极管A2的基极连接，所述第二PNP三极管A2的发射极接地，所述第二PNP三极管A2的集电极与所述电磁继电器连接。

9.根据权利要求1所述的基于多轨编码和光电扫描解码的霓虹灯控制器，其特征在于，当有多组霓虹灯时，每组霓虹灯对应一信号控制电路(1)，每一信号控制电路(1)对应一组发光元件(2)和一组光敏元件(3)，多组发光元件(2)相互并联，多组光敏元件(3)相互并联；

其中，每组发光元件(2)发出的光周期性透过其中一条同心轨道上的圆弧孔隙(7)传输至对应组的光敏元件(3)。

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