CN115568056A - 一种适用于机器人使用的led灯带 - Google Patents

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申超
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Abstract

本发明公开了一种适用于机器人使用的LED灯带，属于的LED灯带技术领域，包括工控机以及MCU控制板，工控机与MCU控制板通过导线相接，MCU控制板通过连接器与LED灯带连接。本发明提出的一种适用于机器人使用的LED灯带，通过更改LED灯珠，排列成灯带便于安装，重新设计灯珠的排列灯带的尺寸与电路。利用LED灯珠的硬件特性，发送特定的指令，灯带就会实现不同灯光的闪烁，达到显示车辆状态效果。通过特定的电信号来控制每个灯珠的亮暗和发光颜色来设计LED的警示方案，来实现多样化的警示功能，此设计方案能覆盖自主引导车辆或自主移动机器人的所有状态灯光显示功能。

Description

一种适用于机器人使用的LED灯带
技术领域
本发明涉及LED灯带技术领域，特别涉及一种适用于机器人使用的LED 灯带。
背景技术
对自主引导车辆或自主移动机器人来说,使用灯光来做车辆运行状态的警示提示是一项基本要求。随着自主引导车辆或自主移动机器人的产业不断发展，功能逐渐丰富的今天，传统的灯光指示功能就显得力不从心，无法涵盖车辆的所用状态指示。比如车辆的左转，右转，任务执行中，待命中，充电中等等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于机器人使用的LED灯带，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于机器人使用的 LED灯带，包括工控机以及MCU控制板，工控机与MCU控制板通过导线相接，MCU控制板通过连接器与LED灯带连接。
进一步地，工控机用于输出车辆的状态至MCU控制板；
所述MCU控制板用于接收工控机发送的车辆状态，并根据车辆状态发送控制LED灯带的状态信号。
进一步地，连接器包括C3030WV-2x4P线对板连接器以及A2008WR-4P 卧式插座针座连接器，其中，MCU控制板通过C3030WV-2x4P线对板连接器以I/O单线串口的方式连接LED灯带，MCU控制板通过通信协议给I/O口电平信号即用于LED灯带的灯光切换。
进一步地，C3030WV-2x4P线对板连接器设置在MCU控制板上， C3030WV-2x4P线对板连接器J12的引脚1、2、3和4并联接地，C3030WV-2x4P 线对板连接器J12的引脚5串联电阻R144接在OUT_X1，C3030WV-2x4P线对板连接器J12的引脚6串联电阻R145接在OUT_X2，C3030WV-2x4P线对板连接器J12的引脚7串联电阻R146接在OUT_X3，C3030WV-2x4P线对板连接器J12的引脚8串联电阻R147接在OUT_X4上。
进一步地，A2008WR-4P卧式插座针座设置有两组并分布于MCU控制板上，A2008WR-4P卧式插座针座之间串联有LED灯带模组。
进一步地，LED灯带模组内设有六颗LED灯珠，每个LED灯珠的型号为XL-3528RGBW，并且每个LED灯珠的VDD引脚并联两个电容，LED灯珠通过DO端和DI端相互串联，且与A2008WR-4P卧式插座针座相接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提出的一种适用于机器人使用的LED灯带，通过更改LED灯珠，排列成灯带便于安装，重新设计灯珠的排列灯带的尺寸与电路。利用LED灯珠的硬件特性，发送特定的指令，灯带就会实现不同灯光的闪烁，达到显示车辆状态效果。通过特定的电信号来控制每个灯珠的亮暗和发光颜色来设计 LED的警示方案，来实现多样化的警示功能，此设计方案能覆盖自主引导车辆或自主移动机器人的所有状态灯光显示功能。
附图说明
图1为本发明的LED灯带功能逻辑框图；
图2为本发明的灯带电路原理图；
图3为本发明的IO驱动电路原理图；
图4为本发明的IO驱动电路数据传输图；
图5为本发明的IO驱动电路24bit数据结构原理图；
图6为本发明的时序波形图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。
为了解决现有传统的灯光指示功能就显得力不从心，无法涵盖车辆的所用状态指示。比如车辆的左转，右转，任务执行中，待命中，充电中各个状态，给出以下技术方案，请参阅图1-6；
一种适用于机器人使用的LED灯带，包括工控机以及MCU控制板，工控机与MCU控制板通过导线相接，MCU控制板通过连接器与LED灯带连接。
工控机用于输出车辆的状态至MCU控制板；
所述MCU控制板用于接收工控机发送的车辆状态，并根据车辆状态发送控制LED灯带的状态信号。
连接器包括C3030WV-2x4P线对板连接器以及A2008WR-4P卧式插座针座连接器，其中，MCU控制板通过C3030WV-2x4P线对板连接器以I/O单线串口的方式连接LED灯带，MCU控制板通过通信协议给I/O口电平信号即用于LED灯带的灯光切换。
展现不同状态切换，只需要通信协议给IO口电平信号即可以切换。
C3030WV-2x4P线对板连接器设置在MCU控制板上，C3030WV-2x4P线对板连接器J12的引脚1、2、3和4并联接地，C3030WV-2x4P线对板连接器 J12的引脚5串联电阻R144接在OUT_X1，C3030WV-2x4P线对板连接器J12 的引脚6串联电阻R145接在OUT_X2，C3030WV-2x4P线对板连接器J12的引脚7串联电阻R146接在OUT_X3，C3030WV-2x4P线对板连接器J12的引脚8串联电阻R147接在OUT_X4上。
A2008WR-4P卧式插座针座设置有两组并分布于MCU控制板上， A2008WR-4P卧式插座针座之间串联有LED灯带模组。
LED灯带模组内设有六颗LED灯珠，每个LED灯珠的型号为XL-3528RGBW，每颗LED灯珠上有三个发光二极管，分别是红色，绿色和蓝色，通过改变每个发光二极管的亮度，就可以实现各种颜色，并且每个LED 灯珠的VDD引脚并联两个电容，LED灯珠通过DO端和DI端相互串联，且与A2008WR-4P卧式插座针座相接。
具体的，LED灯珠原理：
LED灯珠内封LED灯珠采用单线通讯方式，采用归零码的方式发送信号。 MCU控制板的芯片在上电复位以后，接收DIN端打来的数据，接收够24bit 后，DO端口开始转发数据，供下一个芯片提供输入数据。在转发之前，DO 口一直拉低。此时LED灯珠将不接收新的数据，内置RGB芯片根据接收到的24bit数据后产生的不同占空比信号，展现不同亮度。如果DIN端输入信号为RESET信号，芯片将接收到的数据送显示，芯片将在该信号结束后重新接收新的数据，在接收完开始的24bit数据后，通过DO口转发数据，LED灯珠在没有接收到RESET码前，RGB亮度保持不变，当接收到100us以上低电平 RESET码后，LED灯珠内部RGB芯片将根据刚才接收到24bit数据后产生的不同占空比信号，展现不同亮度。
LED灯带控制机制：
a、LED灯珠主要根据高电平时间判断“0”码和“1”码。高电平时间介于 200ns～410ns,IC判断为“0”码,高电平时间介于640ns～1000ns,判断为“1”码。“0”码和“1”码的低电平代表此码结束，准备接收下一数据码。
b、低电平复位时间最小为100us，为了留有裕度，一帧数据传输过程中(包括24bit和24bit之间、bit和bit之间)不要中断超过35us，否则可能会被IC 认为是RESET。中断时间在35us之内，控制器可以进行正常数据传输等其他操作。
综上所述；本发明的一种适用于机器人使用的LED灯带，本通过更改LED 灯珠，排列成灯带便于安装，重新设计灯珠的排列灯带的尺寸与电路。利用LED灯珠的硬件特性，发送特定的指令，灯带就会实现不同灯光的闪烁，达到显示车辆状态效果。
使用三色的LED灯珠串联成灯带，通过特定的电信号来控制每个灯珠的亮暗和发光颜色来设计LED的警示方案，来实现多样化的警示功能，此设计方案能覆盖自主引导车辆或自主移动机器人的所有状态灯光显示功能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种适用于机器人使用的LED灯带，包括工控机以及MCU控制板，工控机与MCU控制板通过导线相接，其特征在于，MCU控制板通过连接器与LED灯带连接。
2.如权利要求1所述的一种适用于机器人使用的LED灯带，其特征在于，工控机用于输出车辆的状态至MCU控制板；
所述MCU控制板用于接收工控机发送的车辆状态，并根据车辆状态发送控制LED灯带的状态信号。
3.如权利要求1所述的一种适用于机器人使用的LED灯带，其特征在于，连接器包括C3030WV-2x4P线对板连接器以及A2008WR-4P卧式插座针座连接器，其中，MCU控制板通过C3030WV-2x4P线对板连接器以I/O单线串口的方式连接LED灯带，MCU控制板通过通信协议给I/O口电平信号即用于LED灯带的灯光切换。
4.如权利要求1所述的一种适用于机器人使用的LED灯带，其特征在于，C3030WV-2x4P线对板连接器设置在MCU控制板上，C3030WV-2x4P线对板连接器J12的引脚1、2、3和4并联接地，C3030WV-2x4P线对板连接器J12的引脚5串联电阻R144接在OUT_X1，C3030WV-2x4P线对板连接器J12的引脚6串联电阻R145接在OUT_X2，C3030WV-2x4P线对板连接器J12的引脚7串联电阻R146接在OUT_X3，C3030WV-2x4P线对板连接器J12的引脚8串联电阻R147接在OUT_X4上。
5.如权利要求3所述的一种适用于机器人使用的LED灯带，其特征在于，A2008WR-4P卧式插座针座设置有两组并分布于MCU控制板上，A2008WR-4P卧式插座针座之间串联有LED灯带模组。
6.如权利要求5所述的一种适用于机器人使用的LED灯带，其特征在于，LED灯带模组内设有六颗LED灯珠，每个LED灯珠的型号为XL-3528RGBW，并且每个LED灯珠的VDD引脚并联两个电容，LED灯珠通过DO端和DI端相互串联，且与A2008WR-4P卧式插座针座相接。
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