CN201844353U - 基于多变颜色的led灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种通过控制电路板驱动三组RGB LED灯组合配光形成不同颜色光的LED灯。它包括三组RGB LED灯，LED灯连接控制电路板，LED灯和控制电路板固定在灯罩内，灯罩朝外开口一侧设有防爆玻璃，防爆玻璃和LED灯之间设有凸镜，灯罩的内壁上设有散热器，灯罩外壁设有连接到控制电路板上的颜色转换开关和电流转换开关，灯罩固定在底座上，控制电路板通过电源线连接到外部电路，三组RGB LED灯通过控制电路板驱动相互配光形成不同颜色的光。本实用新型通过控制电路板驱动三组RGB LED灯组合配光自行变换颜色；通过DMX接口电路可以外接控制信号实现颜色变换；另外本实用新型还可以通过电流切换开关来改变不同的电流，调整LED灯具的亮度。

Description

基于多变颜色的LED灯 

技术领域

本实用新型涉及一种LED灯，具体来说涉及一种通过控制电路板驱动三组RGB LED灯组合配光形成不同颜色光的LED灯。 

背景技术

市场现有的LED灯具没有既能自行缓慢变换颜色，又能外接控制信号自动进去控台控制断开返回功能；颜色变换时没有暂停记忆功能；也没有单键选择颜色，亮度不能调节，并且双电流工作功能。这样当需要不同美化效果颜色的灯的时候，只能通过更换不同颜色LED灯具来满足需要，浪费资源。 

实用新型内容

针对以上的不足，本实用新型提供了一种能够通过控制电路板驱动三组RGB LED灯组合配光，以形成不同颜色光的LED灯。 

基于多变颜色的LED灯包括三组RGB LED灯，每组RGB LED灯颜色一致，所述LED灯置于灯罩之中，灯罩固定在底座上所述基于多变颜色的LED灯还包括根据三基色原理驱动所述三组LED灯组合形成不同颜色光的控制电路板。 

所述控制电路板包括：用于将外接电源分别转换成三组LED灯所需 的稳定电流输入的恒流稳压输出电路；用于实现分别提供给三组LED的电流从最小值到最大值循环渐变的PWM控制电路；用于控制PWM控制电路的输出电流变化状态的单片机控制电路。 

所述多变颜色的LED灯的灯罩上设有颜色转换开关，所述控制电路板还包括：用于实现单片机控制电路的在线编程和单片机控制电路自动复位的编程接口和复位电路；用于驱动单片机控制电路实现PWM控制电路改变三组LED的输入电流的值，从而实现改变三组LED配光形成的不同颜色的与所述颜色转换开关对应的状态切换电路；用于存储三组LED配光形成不同稳定颜色状态时的三组LED分别输出电流值的大小的记忆电路；用于根据记忆电路存储的三组LED配光形成不同稳定颜色状态时电流值的大小定义每种稳定颜色状态时的地址码电路。 

所述控制电路板还包括用于接入外部DMX512信号，实现DMX512控制三组LED的输入电流变化的DMX接口电路。 

所述多变颜色的LED灯的灯罩上设有用于设置恒流稳压输出电路的输出电流为700mA和350mA两种状态的电流切换开关，所述控制电路板还包括与所述电流切换开关对应的驱动单片机控制电路控制，实现恒流稳压输出电路的最大输出电流为700mA和350mA两种状态的电流切换控制电路。 

所述灯罩的开口上设有防止LED灯暴露在外面的防爆玻璃。 

所述防爆玻璃与LED灯之间设有透镜。 

所述灯罩内设有散热器。 

所述每组LED灯的数量一致。 

本实用新型的有益效果：本实用新型通过控制电路板，可以根据三 基色远离驱动三组RGB LED灯组合配光自行变换颜色；通过DMX接口电路可以外接控制信号实现颜色变换；此LED灯有12种预置的颜色，可以通过单键颜色转换开关来选择，而且在变换颜色时，此LED灯还可以随时暂停变换并记忆住暂定时的颜色，方便再次选择颜色；另外本实用新型还可以通过电流切换开关来改变不同的电流，调整LED灯具的亮度。 

附图说明

图1为本实用新型基于多变颜色的LED灯的结构图； 

图2和图3为本实用新型控制电路板电路原理图； 

图4为三基色色盘原理图； 

图5为三组RGB LED灯亮度波形示意图； 

图6为本实用新型基于多变颜色的LED灯颜色转换流程图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步阐述。 

如图1所示，本实用新型基于多变颜色的LED灯包括三组RGB LED灯2，每组RGB LED灯2的颜色和数量一致，具体数量可以根据实际需要改变，LED灯2连接控制电路板4，LED灯2和控制电路板4固定在灯罩1内，灯罩1朝外开口一侧设有防爆玻璃10，防爆玻璃10和LED灯2之间设有凸镜9，灯罩1的内壁上设有散热器8，灯罩1外壁设有连接到控制电路板4上的颜色转换开关7和电流转换开关6，灯罩1固定在底座3上，控制电路板4通过电源线5连接到外部电路。三组RGB LED 灯2通过控制电路板4驱动相互配光形成不同颜色的光。 

如图2和3所示，2、根据权利要求1所述的基于多变颜色的LED灯，其特征在于，控制电路板包括：用于将外接电源分别转换成三组LED灯所需的稳定电流输入的恒流稳压输出电路；用于实现分别提供给三组LED的电流从最小值到最大值循环渐变的PWM控制电路；用于控制PWM控制电路的输出电流变化状态的单片机控制电路；用于实现单片机控制电路的在线编程和单片机控制电路自动复位的编程接口和复位电路；用于驱动单片机控制电路实现PWM控制电路改变三组LED的输入电流的值，从而实现改变三组LED配光形成的不同颜色的与所述颜色转换开关对应的状态切换电路；用于存储三组LED配光形成不同稳定颜色状态时的三组LED分别输出电流值的大小的记忆电路；用于根据记忆电路存储的三组LED配光形成不同稳定颜色状态时电流值的大小定义每种稳定颜色状态时的地址码的地址码电路；用于接入外部DMX512信号，实现DMX512控制三组LED的输入电流变化的DMX接口电路；用于实现恒流稳压输出电路的最大输出电流为700mA和350mA两种状态的电流切换控制电路。 

恒流稳压输出电路将24V直流电通过防反接肖特基二极管D1到滤波电感L1形成纯直流电压，分别直接进入恒流稳压单元U2、U3、U4和U5的第8脚，再分别由U2、U3、U4和U5的第1脚实现电压电流输出，输出的电压电流再分别与U2、U3、U4和U5的第2脚的电压电流输出进行比较，经过限流电感L2、L3、L4和L5到电流检测电阻，R25、R28、R26、R29、R27、R30、R64和R65反馈到第3脚组成350mA或700mA恒流电路输出，稳定电压通过R31、R35、R32、R36、R33、 R37、R34和R66组成稳压电路； 

DMX接口电路采用专用的全双工RS-485收发芯片U7，DMX信号通过R71、R72滤波抗干扰电阻输入U7的11和12脚，处理后由第2脚输出一个DMX的接受信号通过电阻R67输入到U1的第23脚串行通信口，在由U1的串行口24脚反馈一个信号经过电阻R68到U7的5脚，实现了单片机U1和DMX控台的串口通信。 

记忆电路由U6储存读写数据，EEPROM断电或掉电后数据不会丢失的性能，通过U6的6脚和上拉电阻R5连接到U1时钟信号34脚，U6的5脚和R4连接U1数据信号15脚进行数据交换、储存、读写和擦除。 

编程接口和复位电路的复位电路采用一个两输入的与门电路U8，通过一个轻触开关S2，和一个R11和C9组成的RC冲放电电路，连接到U8的第1脚，U8的第2脚连接一个电阻R20到高电平，U8的第4脚连接到U1的复位脚，当刚上电时，给电容C9充电，与门输出脚保持一段低电平时间，使U1复位，在单片机工作期间按下S2，与门的一个输入脚拉低，使与门输出一个低电平，实现单片机复位，编程接口包括P2，P2的第3脚连接一个上拉电阻R20后连接到与门输入端，与门输出端连接到U1的第8脚进行在线编程控制，P2的4脚通过上拉电阻R51，连接到U1在线编程口第5脚，实现单片机在线编程。 

地址码电路采用一个拨码开关P3和两个上拉排阻RN1/RN2，连接到U1的第41脚、42脚、43脚、45脚、46脚、47脚、48脚、49脚、50脚和51脚，通过拨P3不同的拨码，来实现每种颜色有不同的地址，从1一直到512个地址。 

PWM控制电路由U1的D第17脚、18脚和19脚产生三组PWM波， 分别控制红色、绿色和蓝色，由MOS管Q4、Q5和Q6的栅极将电压逐渐拉低由R41、R42、R43、R44、R45和R46进行分压，MOS管Q4、Q5和Q6的源极对地导通，使P型三极管Q1、Q2和Q3的基极电压拉低，三极管Q1、Q2和Q3输出发射极与集电极导通，输出红、绿、蓝所需的不同电流，控制LED各种颜色。 

单片机控制电路采用一个外部晶振Y1和两个电容C27、C28组成时钟电路，连接到U1的9脚和11脚给U1提供时钟信号，U1的2脚和5脚连接在线编程接口，8脚连接复位口，10脚连接电源地，12脚连接5V电源和连接一个电容C2到地，给U1稳定供电，U1的15脚和34脚连接U6，17脚、18脚和19脚为PWM信号输出口，22脚、23脚和24脚连接到DMX信号，27脚连接电流切换控制电路，38脚连接到状态切换电路，未使用的6脚、7脚、13脚、14脚、16脚、20脚、21脚、30脚、31脚、32脚、33脚、35脚、36脚、38脚和21脚各连接一个10K的电阻到地，使单片机稳定工作。 

状态切换电路由按键S1、C1、R10与U1的27脚组成，当通电由上拉电阻R10供一个低电流5V电压，MCU 27脚为高电平时，MCU软件执行自走程序，按键按1次后C1防抖电容电压立即为0V，27脚检测到低电平后所有灯光在任一颜色暂停并记录，按第2次程序自动进入特设12种颜色轮盘，在暂停和特设颜色状态下都保持记录状态，无论是断电和接入其他信号灯光都保持上一次状态，永不复位，当按键按14次时灯光特设颜色和暂停颜色清除，灯光回到初始化最暗状态自走渐变。 

电流切换控制电路由色S3带锁常开、常锁是按键，主要由软件控制电流方式来实现电流切换功能的，当按键弹开时R1供给U1的38脚一 个高电平，电流输出为350mA；当按键常闭状态时，U1的38脚直接接地，使38脚为低电平，当软件检测到低电平时，电流输出更改为700mA，从而实现了电流切换功能。 

如图4所示，根据三基色原理，这3种LED的发光颜色为红、绿和蓝，3种具有独特颜色发光LED将按照该色度三角的特性进行组合，使得彩灯呈现出不同的色彩。三基色原理的基本公式如下： 

纯红色 

红色+绿色1/2＝橙色 

绿色+红色＝黄色 

红色1/2+绿色＝黄绿色 

纯绿色 

蓝色+绿色＝青色 

蓝色1/2+绿色＝天蓝色 

纯蓝色 

红色1/2+蓝色＝紫色 

红色+蓝色＝红紫色 

红色+蓝色1/2＝玫瑰红 

红色+蓝色+绿色＝白色 

如图5和6所示，当红色LED最高亮，其他颜色LED熄灭，照在物体上就呈现纯红色；红色LED最亮，绿色LED1/2亮度时，呈现橙色；红色LED和绿色LED亮度相同，而蓝色LED熄灭时，呈现出黄色；红色LED1/2亮度，绿色LED最亮，呈现出黄绿色；绿色LED最亮，其他颜色熄灭，呈现出纯绿色，蓝色LED和绿色LED都是最高亮度时，LED就会出现青色；当绿色LED最亮，蓝色LED为1/2亮度时，就会呈现出天蓝色；蓝色LED最高亮度，其他颜色熄灭，呈现出纯蓝色；红色LED1/2，蓝色全亮，呈现出紫色；红色LED和蓝色LED都是最高亮度时，颜色呈现红紫色，红色LED最亮，蓝色LED1/2亮度时，呈现玫瑰红，当三组LED亮度相同是，彩灯呈现白色。 

各个状态的颜色变化具体为： 

[0046] 状态1(T1)红色渐亮：红色LED逐渐由暗变亮，蓝色和绿色LED始终熄灭，彩灯最终呈现红色； 

状态2(T2)绿色渐亮：彩灯色彩由红→橙→黄，最终稳定在黄色； 

状态3(T3)红色渐暗：彩灯色彩由黄→黄绿→绿，最终稳定在绿色； 

状态4(T4)蓝色渐亮：彩灯色彩的变化为绿→绿蓝→青，最终稳定在青色； 

状态5(T5)绿色渐暗：彩灯色彩的变化为青→蓝绿→蓝，最终稳定在蓝色； 

状态6(T6)红色渐亮：彩灯色彩的变化为蓝→蓝紫→紫，最终稳定在紫色； 

状态7(T7)蓝色渐暗：彩灯色彩的变化为紫→紫红→红，最终稳定在红色； 

状态8(T8)蓝色渐暗：彩灯色彩的变化为紫→紫红→红，最终稳定在红色。 

本实用新型的基于多变颜色的LED灯没有外部控制信号时，在控制 电路板4的驱动下LED灯2初始状态灯光颜色会有个柔和渐变自走程序，可以变换255×255×255种颜色；利用颜色转换开关7，随机按一次按键，灯光颜色进入暂停状态并记忆(颜色停止变换)，如果没有退出，灯光颜色将会记忆，断电后再次开启时，同样保持这个颜色不变。如果有外部DMX512信号接入时，自动进入DMX512控制状态，断开DMX512信号后，仍然回到暂停的颜色状态；按键第二次进入到特设颜色，红色状态，为了在特殊的季节和特殊环境设置特殊的颜色，比如(圣诞节为红色，可先预置红色，到节日的时候，断开DMX512控制就直接进入红色状态。)根据色盘要求按键第三次……一直按键转换到第十三次，进入特殊颜色的不同色区，按第十四次退出特设状态；进入自走程序状态，如果再自动变换程序接入DMX512信号，同样会自动进入DMX512控制状态，断开或断电后，程序都会复位，所有LED从暗缓缓亮起。 

利用一个更改电流的电流切换开关6，按一次开关，开关处于闭合状态，此时通过LED灯2的电流为350mA；再按一次开关，开关处于断开状态，此时通过LED灯2的电流为700mA；在不同的场和使用不同的电流改变LED的亮度；比如(在人员密集的地方照射不需要太远的地方可以切换350mA电流点亮LED灯具，如果需要照射到很高的大楼需要远观的时候可切换电流700mA点亮)。 

Claims (10)

1.一种基于多变颜色的LED灯，它包括LED灯，所述LED灯置于灯罩之中，灯罩固定在底座上，其特征在于，所述LED灯为三组RGB LED灯，每组RGB LED灯颜色一致，所述基于多变颜色的LED灯还包括根据三基色原理驱动所述三组LED灯组合形成不同颜色光的控制电路板。

2.根据权利要求1所述的基于多变颜色的LED灯，其特征在于，所述控制电路板包括：

用于将外接电源分别转换成三组LED灯所需的稳定电流输入的恒流稳压输出电路；

用于实现分别提供给三组LED的电流从最小值到最大值循环渐变的PWM控制电路；

用于控制PWM控制电路的输出电流变化状态的单片机控制电路。

3.根据权利要求2所述的基于多变颜色的LED灯，其特征在于，所述多变颜色的LED灯的灯罩上设有颜色转换开关，所述控制电路板还包括：

用于实现单片机控制电路的在线编程和单片机控制电路自动复位的编程接口和复位电路；

用于驱动单片机控制电路实现PWM控制电路改变三组LED的输入电流的值，从而实现改变三组LED配光形成的不同颜色的与所述颜色转换开关对应的状态切换电路；

用于存储三组LED配光形成不同稳定颜色状态时的三组LED分别输出电流值的大小的记忆电路； 

用于根据记忆电路存储的三组LED配光形成不同稳定颜色状态时电流值的大小定义每种稳定颜色状态时的地址码的地址码电路。

4.根据权利要求3所述的基于多变颜色的LED灯，其特征在于，所述控制电路板还包括用于接入外部DMX512信号，实现DMX512控制三组LED的输入电流变化的DMX接口电路。

5.根据权利要求4所述的基于多变颜色的LED灯，其特征在于，所述多变颜色的LED灯的灯罩上设有用于设置恒流稳压输出电路的输出电流为700mA和350mA两种状态的电流切换开关，所述控制电路板还包括与所述电流切换开关对应的驱动单片机控制电路控制，实现恒流稳压输出电路的最大输出电流为700mA和350mA两种状态的电流切换控制电路。

6.根据权利要求5所述的基于多变颜色的LED灯，其特征在于，所述：

恒流稳压输出电路将24V直流电通过防反接肖特基二极管D1到滤波电感L1形成纯直流电压，分别直接进入恒流稳压单元U2、U3、U4和U5的第8脚，再分别由U2、U3、U4和U5的第1脚实现电压电流输出，输出的电压电流再分别与U2、U3、U4和U5的第2脚的电压电流输出进行比较，经过限流电感L2、L3、L4和L5到电流检测电阻，R25、R28、R26、R29、R27、R30、R64和R65反馈到第3脚组成350mA或700mA恒流电路输出，稳定电压通过R31、R35、R32、R36、R33、R37、R34和R66组成稳压电路；

DMX接口电路采用专用的全双工RS-485收发芯片U7，DMX信号通过R71、R72滤波抗干扰电阻输入U7的11和12脚，处理后由第2脚 输出一个DMX的接受信号通过电阻R67输入到U1的第23脚串行通信口，在由U1的串行口24脚反馈一个信号经过电阻R68到U7的5脚，实现了单片机U1和DMX控台的串口通信；

记忆电路由U6储存读写数据，EEPROM断电或掉电后数据不会丢失的性能，通过U6的6脚和上拉电阻R5连接到U1时钟信号34脚，U6的5脚和R4连接U1数据信号15脚进行数据交换、储存、读写和擦除；

编程接口和复位电路的复位电路采用一个两输入的与门电路U8，通过一个轻触开关S2，和一个R11和C9组成的RC冲放电电路，连接到U8的第1脚，U8的第2脚连接一个电阻R20到高电平，U8的第4脚连接到U1的复位脚，当刚上电时，给电容C9充电，与门输出脚保持一段低电平时间，使U1复位，在单片机工作期间按下S2，与门的一个输入脚拉低，使与门输出一个低电平，实现单片机复位，编程接口包括P2，P2的第3脚连接一个上拉电阻R20后连接到与门输入端，与门输出端连接到U1的第8脚进行在线编程控制，P2的4脚通过上拉电阻R51，连接到U1在线编程口第5脚，实现单片机在线编程；

地址码电路采用一个拨码开关P3和两个上拉排阻RN1/RN2，连接到U1的第41脚、42脚、43脚、45脚、46脚、47脚、48脚、49脚、50脚和51脚，通过拨P3不同的拨码，来实现每种颜色有不同的地址，从1一直到512个地址；

PWM控制电路由U1的D第17脚、18脚和19脚产生三组PWM波，分别控制红色、绿色和蓝色，由MOS管Q4、Q5和Q6的栅极将电压逐渐拉低由R41、R42、R43、R44、R45和R46进行分压，MOS管Q4、Q5和Q6的源极对地导通，使P型三极管Q1、Q2和Q3的基极电压拉 低，三极管Q1、Q2和Q3输出发射极与集电极导通，输出红、绿、蓝所需的不同电流，控制LED各种颜色；

单片机控制电路采用一个外部晶振Y1和两个电容C27、C28组成时钟电路，连接到U1的9脚和11脚给U1提供时钟信号，U1的2脚和5脚连接在线编程接口，8脚连接复位口，10脚连接电源地，12脚连接5V电源和连接一个电容C2到地，给U1稳定供电，U1的15脚和34脚连接U6，17脚、18脚和19脚为PWM信号输出口，22脚、23脚和24脚连接到DMX信号，27脚连接电流切换控制电路，38脚连接到状态切换电路，未使用的6脚、7脚、13脚、14脚、16脚、20脚、21脚、30脚、31脚、32脚、33脚、35脚、36脚、38脚和21脚各连接一个10K的电阻到地，使单片机稳定工作；

状态切换电路由按键S1、C1、R10与U1的27脚组成，当通电由上拉电阻R10供一个低电流5V电压，MCU 27脚为高电平时，MCU软件执行自走程序，按键按1次后C1防抖电容电压立即为0V，27脚检测到低电平后所有灯光在任一颜色暂停并记录，按第2次程序自动进入特设12种颜色轮盘，在暂停和特设颜色状态下都保持记录状态，无论是断电和接入其他信号灯光都保持上一次状态，永不复位，当按键按14次时灯光特设颜色和暂停颜色清除，灯光回到初始化最暗状态自走渐变；

电流切换控制电路由色S3带锁常开、常锁是按键，主要由软件控制电流方式来实现电流切换功能的，当按键弹开时R1供给U1的38脚一个高电平，电流输出为350mA；当按键常闭状态时，U1的38脚直接接地，使38脚为低电平，当软件检测到低电平时，电流输出更改为700mA，从而实现了电流切换功能。 

7.根据权利要求6所述的基于多变颜色的LED灯，其特征在于，所述灯罩的开口上设有防止LED灯暴露在外面的防爆玻璃。

8.根据权利要求7所述的基于多变颜色的LED灯，其特征在于，所述防爆玻璃与LED灯之间设有透镜。

9.根据权利要求8所述的基于多变颜色的LED灯，其特征在于，所述灯罩内设有散热器。

10.根据权利要求8所述的基于多变颜色的LED灯，其特征在于，所述每组LED灯的数量一致。 

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