CN202385363U - 一种舞台灯控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种舞台灯控制系统，包括：信号输入单元、信号处理单元、信号执行单元和信号输出单元，信号处理单元分别与信号输入单元、信号执行单元双向电连接，信号处理单元的输出端连接信号输出单元的输入端。信号输入单元是触摸屏、网络单元、DMX512单元三种控制方式控制灯具俯仰角度、水平转动，并可通过DMX512信号实现多台灯同时控制同步动作，本舞台灯控制系统定位准确、控制简单、系统运行稳定可靠，尤其适合影视舞台的需要。

Description

一种舞台灯控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种舞台灯控制系统，尤其涉及一种通过不同接口输入控制信号实现对舞台灯具控制的舞台灯控制系统，属于影视舞台灯具控制技术领域。

背景技术

随着现代社会的发展，大型户外或室内演出活动也越来越多，如广场晚会、大中型的个人演唱会及室内的大中型舞台剧等。各种舞台会动所用的舞台灯具种类繁多，例如电脑效果灯，电脑换色灯，追光灯、聚光灯等。聚光灯是舞台照明上使用最广泛的主要灯具之一，它照射光线集中，光斑轮廓边沿清晰，能凸起杰出一个局部，也可放大光斑照明一个区域，作为舞台主要光源，常用于面光、耳光、侧光等光位。

在一场演出中，为了达到各种照明效果往往要使用大量聚光灯精确的照到指定的位置，在不同的场景中要求同一台聚光灯精确的照到预定位置，必须要调整灯具焦距、俯仰角度、水平方向转动，来实现各种不同的效果，而目前的聚光灯多数不具备自动调节动作功能，只能手动调节，少数具有动作调节功能但定位精度不高，无法满足舞台剧场的需求。

中国发明专利申请200510102315.8公开了一种舞台灯光调节装置，该舞台灯光调节装置，包括信号输入及处理部分、控制生成部分口和执行部分；信号输入处理部分包括信号输入单元和信号处理单元，控制生成部分包括微电脑控制单元及反馈单元构成，执行部分包括主IGBT单元、辅IGBT单元、滤波单元和受控功率单元；控制生成部分的信号输入端连接信号输入处理部分的输出端、控制输出端连接执行部分的输入端、反馈输入端通过反馈单元连接执行部分的反馈输出端、反馈输出端连接信号输入及处理部分的反馈输入端。本实用新型的输出电流和电压都是正弦波。可以方便地驱动电动机类负载。适用于所有类型的负载调光以及所有类型的负载调压。该技术方案虽然能实现自动调节功能，但是仍然不能达到定位的精度不能统一自动控制多台舞台灯具，控制方式单一不稳定，不能满足于目前舞台灯具市场的需求。

发明内容

针对现有技术所存在的不足，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种舞台灯控制系统。该舞台灯控制系统定位准确、控制简单、系统运行稳定可靠，尤其适合影视舞台的需要。

为实现上述的目的，本实用新型采用下述的技术方案：

一种舞台灯控制系统，包括：信号输入单元、信号处理单元、信号执行单元和信号输出单元，所述信号处理单元分别与所述信号输入单元、所述信号执行单元双向电连接，所述信号处理单元的输出端连接所述信号输出单元的输入端，其中，

所述信号输入单元用于接收控制信号；

所述信号处理单元用于分析、解码控制信号；

所述信号执行单元用于执行各种动作命令；

所述输出单元用于输出信号。

其中较优地，所述舞台灯控制系统还包括掉电控制装置和存储单元，掉电控制装置输出端连接所述信号处理单元的输入端，所述存储单元与所述信号处理单元双向电连接，

所述掉电控制装置用于判断系统掉电；

所述存储单元用于储存和恢复所述舞台灯控制系统信息。

其中较优地，所述信号输入单元是触摸屏、网络单元、DMX512单元中的任意一个或多个。

其中较优地，所述MX512单元包括DMX512接口和电气隔离装置。

其中较优地，所述舞台灯控制系统还包括第二DMX512单元，所述第二DMX512单元用于传输控制信号至下游受控设备。

其中较优地，所述信号处理单元是ARM处理芯片。

其中较优地，所述信号执行单元包括：第三电气隔离装置、电机细分驱动、电机、电机编码器，所述第三电气隔离装置与所述电机细分驱动、所述信号处理单元双向电连接，电机细分驱动的输出端连接电机的输入端，电机的输出端连接电机编码器输入端，电机编码器输出端连接信号处理单元输入端。

其中较优地，所述电机是步进电机。

本实用新型所提供的舞台灯控制系统系统采用了步进电机，并且支持细分驱动，可以保证很高的定位精度；结合ARM处理芯片精准的调速控制保证了电机运行平滑，定位准确，系统运行稳定可靠。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型所提供的舞台灯控制系统结构示意图；

图2是本实用新型第一实施例所提供的舞台灯控制系统控制界面图；

图3是本实用新型第一实施例所提供的舞台灯控制系统参数设置界面图；

图4是本实用新型第一实施例所提供的舞台灯控制系统光控制参数设置界面图。

图中标号说明：1：信号输入单元，2：ARM处理芯片，3：闪存存储器，4：信号执行单元，5：PWM输出接口，6：掉电检测控制器，11：触摸显示屏，12：以太网接口，131：第一DMX512接口，132：第一电气隔离装置，133：第二DMX512接口，134：第二电气隔离装置，41：第三电气隔离装置，421：水平电机细分驱动，422：仰俯电机细分驱动，431：水平电机，432：俯仰电机，441：水平电机编码器，442：俯仰电机编码器。

具体实施方式

本实用新型所提供的舞台灯控制系统主要包括：信号输入单元1、信号处理单元、信号执行单元4和信号输出单元。其中信号输入单元1可以通过触摸屏输入控制信号，可以通过网络协议输入控制信号，也可以通过DMX512协议输入控制信号或者其他具有控制信号输入功能的设备或接口。信号处理单元可以是具备控制信号分析、解码功能的各种处理装置。信号执行单元4可以是执行各种动作命令的各种设备。输出单元可以是具备信号输出功能的各种接口。本控制系统工作时由信号输入单元1输入控制信号，将控制信号传送至信号处理单元，信号处理单元处理接收到的信号，经过分析处理后转化成动作信号和输出信号，动作信号传送至执行单元4；输出信号传送至输出单元，执行单元根据接收到的动作信号执行动作，输出单元根据输出信号向外输出信息。

为了更全面地理解本实用新型及其优点，下面结合附图及具体实例对本实用新型做进一步详细地说明，但该实施例并不能理解为对本实用新型的限定。

实施例一

图1为本实用新型所提供的舞台灯控制系统的结构示意图。如图1所示，本实施例所提供的舞台灯控制系统主要包括：信号输入单元1、信号处理单元、信号执行单元4和信号输出单元。在本实施例中，将以信号输入单元1采用触摸显示屏11，信号处理单元采用ARM处理芯片2，信号输出单元采用PWM输出接口5、信号执行单元4采用具有俯仰角度、水平转动的大功率LED舞台聚光灯为优选施例做详细的说明。当然不仅限于大功率LED舞台聚光灯，其它舞台灯具也可以安装本系统实现对舞台灯具的控制。ARM处理芯片2分别与触摸显示屏11、大功率LED舞台聚光灯双向电连接，ARM处理芯片2的输出端与PWM接口5的输入端电连接。

触摸显示屏11具有可图形化显示舞台灯控制系统的各项参数功能，用户可以使用触摸显示屏11对本舞台灯控制系统进行参数设置或者对本舞台灯控制系统进行信号控制输入时们可以根据触摸屏11显示的图形化界面操作。图形界面如图2至图4所示：

图2是本实施例所提供的舞台灯控制系统控制界面图，图2中的“DMX：256”代表当前的DMX(控制参数)地址为256；“IP：192.168.0.2”表示该灯具当前的IP地址为192.168.0.2。“Pan”后面的滑动条表示该灯具当前的水平角度，可以用手指直接滑动该滑动条以改变当前灯具的水平位置；“Tilt”后面的滑动条表示该灯具当前的俯仰角度，可以用手指直接滑动该滑动条以改变当前灯具的俯仰位置；“Speed”后面的滑动条表示灯具运行过程中允许的最大速度值，可以用手指直接滑动该滑动条以改变当前灯具运行过程中允许的最大速度值；“Spot”后面的滑动条表示调焦控制，可以用手指直接滑动该滑动条对当前灯具调焦。图形界面下部的4个触摸钮从左往右依次为：第一个触摸按钮(ReadMe)触摸可以打开灯具的简单介绍；第二个触摸按钮(Position)触摸可以把当前界面切换到调光控制界面如图4所示；第三个触摸按钮(Manual)触摸用于切换控制方式选择自动或者手动；第四个触摸按钮(Option)触摸用来打开参数设置界面如图3所示。图3是本实施例所提供的舞台灯控制系统参数设置界面图，图3界面显示了修改IP地址的过程，如图中点击IP地址输入框，即会在输入框附近弹出一个软键盘，用于输入新的IP地址。图4为是本施例所提供的舞台灯控制系统光控制参数设置界面图，图4调光控制界面中“R”、“G”、“B”、“W”四个滑动条分别对应红、绿、蓝、白不同调光通道的指令，“Dim”滑动条为整体调光控制。

ARM处理芯片2支持许多实时操作系统，支持多种数据接口具有非常好的扩展性，ARM处理芯片2芯核具有功耗低、成本低等显著优点。ARM处理芯片2接收触摸显示屏11发出的控制信号，根据接收到的控制信号，对控制信号分析和处理后分别按具体的执行信号和输出信号将执行信号和输出信号分别传送至第三电气隔离装置41和PWM输出接口。ARM处理芯片2还可以接收动作执行单元传输回来的反馈信号和脉冲信号。

信号执行单元4采用具有俯仰角度、水平转动的大功率LED舞台聚光灯，该大功率LED舞台聚光灯包括第三电气隔离装置41、水平电机细分驱动421、俯仰电机细分驱动422、水平电机431、俯仰电机432、水平电机编码器441、俯仰电机编码器442。水平电机431、俯仰电机432都采用步进电机。第三电气隔离装置41分别与ARM处理芯片2、水平电机细分驱动421、俯仰电机细分驱动422双向电连接。水平电机细分驱动421的输出端与水平电机431的输入端电连接；仰俯电机细分驱动422的输出端与俯仰电机432的输入端电连接。水平电机431的输出端与水平电机编码器441的输入端电连接；仰俯电机431的输出端与仰俯电机编码器442的输入端电连接；水平电机编码器441的输出端和俯仰电机编码器442的输出端分别与ARM处理芯片2的输入端电连接。

第三电气隔离装置41接收到ARM处理芯片2传送的动作执行信号后分解成水平动作执行信号和俯仰动作执行信号，第三电气隔离装置41分别将水平动作执行信号和俯仰动作执行信号传送至水平电机细分驱动421和俯仰电机细分驱动422。水平电机细分驱动421和俯仰电机细分驱动422根据接收到的动作执行信号做出动作驱动指令，一部分动作驱动指令分别传送至水平电机431、俯仰电机432；同时将另一部分运行参数通过第三电气隔离装置41反馈到arm处理芯片。水平电机431、俯仰电机432根据接收到的动作驱动指令执行动作，完成水平电机431和俯仰电机432俯仰角度调整和水平转动全过程。完成水平电机431和俯仰电机432转动过程的同时会带动相应的水平电机编码器441和俯仰电机编码器442输出脉冲信号反馈到ARM处理芯片2，由此构成电机的闭环控制。

PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)接口5接收ARM处理芯片2输出的输出信号并输出至连接调光控制器进行调光。

本实施例提供的舞台灯控制系统工作的过程是这样的：由触摸显示屏11输入控制信号，将控制信号传送至ARM处理芯片2；ARM处理芯片2分析和处理接收到的信号，经过分析处理后转化成动作信号和输出信号；ARM处理芯片2将动作信号传送至第三电气隔离装置41，将输出信号传送至PWM输出接口；第三电气隔离装置41接收到ARM处理芯片2传送的动作执行信号后分解成水平动作执行信号和俯仰动作执行信号并分别将传送至水平电机细分驱动42和俯仰电机细分驱动422；水平电机细分驱动421和俯仰电机细分驱动422根据接收到的动作执行信号做出动作驱动指令，一部分动作驱动指令分别传送至水平电机431、俯仰电机432，同时将另一部分运行参数通过第三电气隔离装置41反馈到ARM处理芯片2；水平电机431、俯仰电机432根据接收到的动作驱动指令完成执行动作；完成水平电机431和俯仰电机432转动过程的同时会带动相应的水平电机编码器441和俯仰电机编码器442输出脉冲信号反馈到ARM处理芯片2，由此构成电机的闭环控制；PWM输出接口6根据输出信号向外输出至连接调光控制器进行调光。

在本实施例所提供的舞台灯控制系统中，还可以连接掉电控制装置和存储单元。连接掉电控制装置可以是具有掉电存储功能的掉电检测控制器6，存储单元可以采用闪存存储器3。掉电检测控制器6输出端连接ARM处理芯片2的输入端，闪存存储器3与ARM处理芯片2双向电连接。控制系统正常工作电源输入要求为12～36V直流电源，一般实际供电电源采用17V～36V电源，当输入电压低于12V时，掉电检测控制器6会判断认为系统正在掉电并产生一个硬件中断，ARM处理芯片2进入相应的中断处理函数，储存当前的灯具运行状态信息(例如位置、亮度等)到闪存存储器3。在再次上电时可随时从闪存存储器读取所需的数据，恢复灯具上次掉电时的位置、亮度等。

ARM处理芯片2可以将接收到的控制信号、第三电气隔离装置41反馈的运行参数信息、水平电机编码器441和俯仰电机编码器442输出的脉冲信号反馈根据需要保存的数据输出保存给闪存存储器3存储，ARM处理芯片2可以根据需要随时从闪存存储器3读取所需的数据。

由于本控制系统采用了步进电机，并且支持细分驱动，可以保证很高的定位精度；结合ARM处理芯片2精准的调速控制保证了电机运行平滑，定位准确。本控制系统采用了掉电控制装置和存储单元，能够在系统掉电时保存当前运行数据并在再次上电时调出数据，恢复灯具上次掉电时的位置、亮度等，使整个舞台灯控制系统运行更安全可靠。

实施例二

本实施例与第一实施例基本相同。如图1所示，本实施例所提供的舞台灯控制系统与第一实施例的区别在于信号输入单元1采用通过网络协议形式接收控制信号，该网络协议包括以太网接口12。以太网接口12与ARM处理芯片2双向电连接。ARM处理芯片2通过以太网接口12接收控制信号，ARM处理芯片2将该舞台灯当前的运行状态通过以太网接口12反馈回上游控制设备实现自动控制。同时舞台灯的具体参数信息也可以通过以太网接口12反馈至上游控制设备，上游控制设备可以通过以太网也可以方便的设定灯具的地址、IP参数。

ARM处理芯片2连接到以太网接口，接收到上游控制设备发出的控制信号，ARM处理芯片2处理控制信号输出至信号执行单元4和信号输出单元。信号执行单元4执行动作，信号输出单元输出信号。ARM处理芯片2反馈舞台灯的具体参数信息至上游控制设备实现远程自动控制功能。

实施例三

本实施例与第二实施例基本相同。如图1所示，本实施例所提供的舞台灯控制系统与第二实施例的区别在于信号输入单元1采用通过DMX512协议方式接受控制信号，主要是DMX512接口单元。DMX 512协议是Digital Multiplex的缩写，是灯光行业数字化设备的通用信号控制协议，同时也是是一种国际协议。DMX512协议适用于一点对多点的主从式灯光控制系统，主控制器往总线发送控制时序，总线上的其他从灯光设备接收总线数据，提取其对应通道的数据，完成控制信号的接收。

第一DMX512接口单元包括：第一DMX512信号接口131与第一电气隔离装置132。在本实施例中第一DMX512信号接口131与第一电气隔离装置132双向电连接，第一电气隔离装置132与ARM处理芯片2双向电连接。ARM处理芯片2通过第一电器隔离装置132接收第一DMX512信号接口传送的上游控制设备的控制信号；ARM处理芯片2将该舞台灯当前的运行状态和具体参数信息通过第一电器隔离装置132传送至第一DMX512信号接口。第一DMX512信号接口根据接收到的舞台灯的运行状态和具体参数信息反馈回上游控制设备实现自动控制。同时舞台灯的具体参数信息也可以通过第一DMX512信号接口也可以方便的设定。

ARM处理芯片2通过第一电器隔离装置132接收第一DMX512信号接口传送的上游控制设备发出的控制信号，ARM处理芯片2处理控制信号输出至信号执行单元4和信号输出单元。信号执行单元4执行动作，信号输出单元输出信号。ARM处理芯片2依次通过第一电器隔离装置132接收第一DMX512信号接口反馈舞台灯的具体参数信息至上游控制设备实现远程自动控制功能。

本实施例还可以包括第二DMX512接口单元，第二DMX512接口单元包括第二DMX512信号接口133与第二电气隔离装置134。第二DMX512信号接口133与第二电气隔离装置134双向电连接，第二电气隔离装置134与ARM处理芯片2双向电连接。第二DMX512信号接口133用于连接其他受控设备，第二DMX512信号接口可以向外发送DMX512信号用于其他附属受控的控制也可以接收其他附属受控的反馈。多台舞台灯如此重复连接可以连续控制多台其他受控设备。上游控制设备由第一DMX512信号接口接收控制信号，经过第一电器隔离装置132传送至ARM处理芯片2；ARM处理芯片2处理接收到的控制信号并经过第二电器隔离装置134传送至第二DMX512信号接口133，第二DMX512信号接口133传输控制信号至下游受控设备完成对下游受控设备的远程自动控制。

根据本实用新型所提供的舞台灯控制系统，如图1所示其中信号输入单元1可以是触摸屏输入控制信号，可以是网络接口输入控制信号，也可以是DMX512接口输入控制信号或者其他具有控制信号输入功能的设备或接口。上述信号输入单元可以是单独存在的一个接口，也可以是多个接口共存(例如触摸屏和/或网络单元和/或MX512单元)，共同协作完成对舞台灯具的控制。

在本实用新型所提供的舞台灯控制系统中，同一台舞台灯具可以实现三种控制方式控制灯具俯仰角度、水平转动，并可通过DMX512信号实现多台灯同时控制同步动作，定位准确，运行稳定可靠、操作界面友好、控制简单、成本低廉。

上面对本实用新型所提供的舞台灯控制系统进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本实用新型实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本实用新型专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (8)

1.一种舞台灯控制系统，其特征在于包括信号输入单元、信号处理单元、信号执行单元和信号输出单元，所述信号处理单元分别与所述信号输入单元、所述信号执行单元双向电连接，所述信号处理单元的输出端连接所述信号输出单元的输入端，其中，

所述信号输入单元用于接收控制信号；

所述信号处理单元用于分析、解码控制信号；

所述信号执行单元用于执行各种动作命令；

所述输出单元用于输出信号。

2.如权利要求1所述的舞台灯控制系统，其特征在于：

所述舞台灯控制系统还包括掉电控制装置和存储单元，所述掉电控制装置的输出端连接所述信号处理单元的输入端，所述存储单元与所述信号处理单元双向电连接，

所述掉电控制装置用于判断系统掉电；

所述存储单元用于储存和恢复所述舞台灯控制系统信息。

3.如权利要求1所述的舞台灯控制系统，其特征在于：

所述信号输入单元是触摸屏、网络单元、DMX512单元中的任意一个或多个。

4.如权利要求3所述的舞台灯控制系统，其特征在于：

所述DMX512单元包括DMX512接口和电气隔离装置。

5.如权利要求3所述的舞台灯控制系统，其特征在于：

所述舞台灯控制系统还包括第二DMX512单元，所述第二DMX512单元用于传输控制信号至下游受控设备。

6.如权利要求1所述的舞台灯控制系统，其特征在于：

所述信号处理单元是ARM处理芯片。

7.如权利要求1～6中任意一项所述的舞台灯控制系统，其特征在于：

所述信号执行单元包括第三电气隔离装置、电机细分驱动、电机、电机编码器；

所述第三电气隔离装置与所述电机细分驱动、所述信号处理单元双向电连接，电机细分驱动的输出端连接所述电机的输入端，所述电机的输出端连接所述电机编码器的输入端，所述电机编码器的输出端连接所述信号处理单元的输入端。

8.如权利要求7所述的舞台灯控制系统，其特征在于：

所述电机是步进电机。

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