CN205628439U - 基于声音采集的喷泉控制系统 - Google Patents

Abstract

基于声音采集的喷泉控制系统，属于喷泉领域，用于解决现有喷泉的单调性的问题，其技术要点是：声音信号传感器矩阵中的各声音传感器分别连接于一路运算放大器，各路运算放大器连接于A/D转换器，A/D转换器连接于单片机，单片机连接灯光控制电路，灯光控制电路由第一继电器组成，第一继电器连接于灯矩阵中的各灯；单片机还连接于电机控制电路，电机控制电路由第二继电器组成，第二继电器连接于水泵的电机，水泵为喷泉矩阵的各喷泉的水泵。效果是：以声音信号实现对于喷泉的灯矩阵中不同位置和数量的灯的开关和不同位置和数量水泵的喷射高度的控制，实现声音与该二者的交互，提高喷泉体验。

Description

基于声音采集的喷泉控制系统

技术领域

本实用新型属于喷泉领域，涉及一种喷泉控制系统。

背景技术

随着人们生活水平的提高和建立绿色城市的向往，音乐喷泉以其独特的魅力和特殊的功能，愈来愈成为休闲娱乐产业中的一项重要产品,音乐喷泉的兴建也越来越多，音乐喷泉是园林建筑与花式观赏相结合的一种产物，一般市场上的喷泉只能随着音乐的节奏单调的喷洒，并没有考虑到喷泉喷泉灯光和喷射的配合，并可由声音进行灯光和喷射控制。而该种喷泉必然可以进一步增加喷泉和人群的互动。

实用新型内容

为了解决现有喷泉的单调性的问题，本实用新型提出了一种基于声音采集的喷泉控制系统，以声音信号实现对于喷泉的灯矩阵中不同位置和数量的灯的开关和不同位置和数量水泵的喷射高度的控制，实现声音与该二者的交互，提高喷泉体验。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案包括：一种基于声音采集的喷泉控制系统，包括声音传感器矩阵、运算放大器、A/D转换器、单片机、灯光控制电路、灯矩阵、电机控制电路和喷泉矩阵；所述声音信号传感器矩阵中的各声音传感器分别连接于一路运算放大器，所述各路运算放大器连接于A/D转换器，所述A/D转换器连接于单片机，所述单片机连接灯光控制电路，所述灯光控制电路由第一继电器组成，第一继电器连接于灯矩阵中的各灯；所述单片机还连接于电机控制电路，所述电机控制电路由第二继电器组成，第二继电器连接于水泵的电机，所述的水泵为喷泉矩阵的各喷泉的水泵。

进一步的，所述声音传感器矩阵由驻极体电容式音频传感器组成，对声音的频率度和分贝进行测量。

进一步的，所述声音传感器矩阵采集的声音信号，经运算放大器放大,由A/D转换器模数转换，输入至单片机，单片机检测该声音信号频率和分贝，输出相应的灯光控制信号和电机控制信号。

进一步的，所述的灯光控制信号驱动第一继电器开启或关断，所述电机控制信号控制单位周期内电机输出的高电平时间。

进一步的，灯矩阵中的灯呈圆型排列，围绕于一个喷泉，声音传感器矩阵均匀分布在广场四周。

有益效果：本实用新型所述声音信号传感器与单片机的信号连接，和所述单片机连接灯光控制电路，所述灯光控制电路由第一继电器组成，第一继电器连接于灯矩阵中的各灯；所述单片机还连接于电机控制电路，所述电机控制电路由第二继电器组成，第二继电器连接于水泵的电机，所述的水泵为喷泉矩阵的各喷泉的水泵。可以实现声音传感器与喷泉灯矩阵及喷泉矩阵的交互，增强了人群和喷泉的互动性，加强了喷泉的体验性。

附图说明

图1为本实用新型的基于声音采集的喷泉控制系统的结构示意图；

图2为运算放大器结构示意图；

图3为灯光矩阵与喷泉的配合安装的示意图。

具体实施方式

实施例1：一种基于声音采集的喷泉控制系统，包括声音传感器矩阵、运算放大器、A/D转换器、单片机、灯光控制电路、灯矩阵、电机控制电路和喷泉矩阵；所述声音信号传感器矩阵中的各声音传感器分别连接于一路运算放大器，所述各路运算放大器连接于A/D转换器，所述A/D转换器连接于单片机，所述单片机连接灯光控制电路，所述灯光控制电路由第一继电器组成，第一继电器连接于灯矩阵中的各灯；所述单片机还连接于电机控制电路，所述电机控制电路由第二继电器组成，第二继电器连接于水泵的电机，所述的水泵为喷泉矩阵的各喷泉的水泵。

作为一种实施例，所述声音传感器矩阵由驻极体电容式音频传感器组成，对声音的频率度和分贝进行测量。

进一步的，声音传感器内置9对声音敏感的电容式驻极体话筒

作为一种实施例，所述声音传感器矩阵采集的声音信号，经运算放大器放大,由A/D转换器模数转换，输入至单片机，单片机检测该声音信号频率和分贝，输出相应的灯光控制信号和电机控制信号。

作为一种实施例，所述的灯光控制信号驱动第一继电器开启或关断，所述电机控制信号控制单位周期内电机输出的高电平时间。

实施例2：作为上述实施例的补充：

对于声音传感器矩阵，由驻极体电容式音频传感器等声音传感器组成，其功能主要是采集声音信号(包括频率和分贝)，将其转换为电信号，传给运算放大器进行放大。声音传感器内置9对声音敏感的电容式驻极体话筒，话筒根据现场情况分布构成声音传感器矩阵，声波使话筒内的驻极体薄膜振动，导致电容的变化，而产生与之对应变化的微小电压，这一电压随后被转化成0-5V的电压，经过A/D转换被数据采集器接收，并传送给单片机。声音传感器的作用相当于一个话筒，它用来接收声波，显示声音的振动图象，能对声音的频率度和分贝进行测量。

对于运算放大器，其功能为将驻极话筒传过来的电信号进行放大，然后传出于AD转换器进行转换，运放放大器有两个输入端a端(反相输入端)，b端(同相输入端)和一个输出端o，也分别被称为倒向输入端非倒向输入端和输出端。

如图2所示，当电压U-加在a端和公共端(公共端是电压为零的点，它相当于电路中的参考结点。)之间，且其实际方向从a端高于公共端时，输出电压U实际方向则自公共端指向o端，即两者的方向正好相反。当输入电压U+加在b端和公共端之间，U与U+两者的实际方向相对公共端恰好相同。为了区别起见，a端和b端分别用"-"和"+"号标出，但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性，电压的正负极性应另外标出或用箭头表示。

A/D转换器其主要功能是将驻极话筒传过来的电信号进行放大，数字信号不仅在时间上是离散的，而且在幅值上也是不连续的。任何一个数字量的大小只能是某个规定的最小数量单位的整数倍。为将模拟信号转换为数字量，在A/D转换过程中，还必须将取样-保持电路的输出电压，按某种近似方式归化到相应的离散电平上，这一转化过程称为数值量化，简称量化。量化后的数值最后还需通过编码过程用一个代码表示出来。经编码后得到的代码就是A/D转换器输出的数字量。

对于单片机，为整个系统的核心，其功能是将AD转换的数字信号送入其中一个端口中，然后进行判断，当数字信号在频率1范围内，采用模式1，同理依次可得模式2与模式3，通过中断输出，控制执行系统。

对于执行系统，即执行机构，包括灯光控制电路和电机控制电路，以对应采集的声音信号落入的频率范围，单片机以此输出开关信号至灯光控制电路中的继电器，启动和关闭对应的灯矩阵中的灯，实现对于喷泉灯的控制，另一方面，单片机输出电机控制信号至电机控制电路中的继电器，以控制单位周期内电机输出的高电平时间，从而控制电机的平均电压，电压越高，电机转速也就越快，喷泉的喷射高度越高，本实施例主要是对于采集信号落入的设置范围输出相应的模式，以控制不同数量和位置的灯的开关和不同数量和位置的水泵的喷射高度。

参见图3，其中，1～12为一个灯矩阵，13为喷泉喷头，9个喷泉为一个喷泉矩阵，灯矩阵中的灯呈圆型排列，围绕于一个喷泉。声音传感器矩阵也是由9个声音传感器组成，均匀分布在广场四周。

以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造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创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于声音采集的喷泉控制系统，其特征在于：包括声音传感器矩阵、运算放大器、A/D转换器、单片机、灯光控制电路、灯矩阵、电机控制电路和喷泉矩阵；所述声音信号传感器矩阵中的各声音传感器分别连接于一路运算放大器，所述各路运算放大器连接于A/D转换器，所述A/D转换器连接于单片机，所述单片机连接灯光控制电路，所述灯光控制电路由第一继电器组成，第一继电器连接于灯矩阵中的各灯；所述单片机还连接于电机控制电路，所述电机控制电路由第二继电器组成，第二继电器连接于水泵的电机，所述的水泵为喷泉矩阵的各喷泉的水泵。

2.如权利要求1所述的基于声音采集的喷泉控制系统，其特征在于，所述声音传感器矩阵由驻极体电容式音频传感器组成，对声音的频率度和分贝进行测量。

3.如权利要求2所述的基于声音采集的喷泉控制系统，其特征在于，声音传感器(9)内置对声音敏感的电容式驻极体话筒。

4.如权利要求2所述的基于声音采集的喷泉控制系统，其特征在于，所述声音传感器矩阵采集的声音信号，经运算放大器放大,由A/D转换器模数转换，输入至单片机，单片机检测该声音信号频率和分贝，输出相应的灯光控制信号和电机控制信号。

5.如权利要求3所述的基于声音采集的喷泉控制系统，其特征在于，所述的灯光控制信号驱动第一继电器开启或关断，所述电机控制信号控制单位周期内电机输出的高电平时间。

6.如权利要求1所述的基于声音采集的喷泉控制系统，其特征在于，灯矩阵中的灯呈圆型排列，围绕于一个喷泉，声音传感器矩阵均匀分布在广场四周。