CN208903597U - 一种基于ZigBee通讯的光立方显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了LED灯领域内的一种基于ZigBee通讯的光立方显示装置，包括光立方，所述光立方设置有多个，每个光立方分别连接有一个控制器，所述控制器与与ZigBee发送器相连，ZigBee发送器与控制中心单片机相连；所述控制器包括驱动器、锁存器、光立方单片机以及ZigBee接收器，光立方与驱动器和锁存器相连，驱动器和锁存器与光立方单片机相连，光立方单片机连接有电源并且与ZigBee接收器相连，所述ZigBee接收器与ZigBee发送器无线连接；采用ZigBee无线通讯，功耗小，可以进行一对多的无线控制，能够实现同时控制多个光立方，达到更好的三维LED视觉效果，本实用新型可以用于三维LED显示。

Description

一种基于ZigBee通讯的光立方显示装置

技术领域

本实用新型涉及一种LED显示装置，特别涉及一种光立方显示装置。

背景技术

光立方是从三维对画面进行展示，有非常好的立体效果。它在广告宣传、动画展示和娱乐等领域有着非常广泛的应用前景。现有技术中公开了公布号：CN105810147A，公布日：2016-07-27的一种无线供电和无线控制的LED光立 方，它通过设置在底座内的无线供电发射电路、 蓝牙发射电路、单片机、红外接收头、直流稳压电源、扬声器、无线均匀分布在透明立方体内的至少64个透明球体、设置在每个透明球体内的无线供电接收电路、蓝牙接收电路和LED，所述无线供电发射电路用于向无线供电接收电路、蓝牙接收电路和LED无线供电，所述蓝牙发射电路用于与蓝牙接收电路通信，按照要求无线控制LED，使其无线均匀分布在透明立方体内的LED能无线智能发光、变色、变光样；本发明与现有技术有线均匀分布LED、有线供电、有线控制的光立方相比，本发明能产生出更加梦幻、迷醉、预料不到的三维 LED视觉效果。但是该光立方功耗较大，而且只能进行一对一的无线控制，不能控制更多的光立方，无法达到更好的三维LED视觉效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于ZigBee通讯的光立方显示装置，采用ZigBee无线通讯，功耗小，可以进行一对多的无线控制，能够实现同时控制多个光立方，达到更好的三维LED视觉效果。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于ZigBee通讯的光立方显示装置，包括光立方，所述光立方设置有多个，每个光立方分别连接有一个控制器，所述控制器与与ZigBee发送器相连，ZigBee发送器与控制中心单片机相连；所述控制器包括驱动器、锁存器、光立方单片机以及ZigBee接收器，光立方与驱动器和锁存器相连，驱动器和锁存器与光立方单片机相连，光立方单片机连接有电源并且与ZigBee接收器相连，所述ZigBee接收器与ZigBee发送器无线连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，通过控制中心单片机获得用户想要的光立方显示光样，在广播工作模式下通过ZigBee发送器发送用户指令，利用与ZigBee接收器接收用户指令，将用户指令传递给光立方单片机，经光立方单片机控制光立方显示出用户指令所指示的光样，当控制中心单片机发出新的指令后，则会覆盖旧指令，光立方显示出新的光样；采用ZigBee无线通讯，功耗小，可以进行一对多的无线控制，能够实现同时控制多个光立方，达到更好的三维LED视觉效果，本实用新型可以用于三维LED 显示。

作为本实用新型的进一步改进，所述控制中心单片机包括STC15F2K60S2芯片，光立方单片机包括STC12C5A6252芯片，驱动器包括ULN2803A芯片，锁存器包括74HC573芯片，所述光立方为8*8*8结构，包括8组8*8结构的分光立方；所述STC15F2K60S2芯片的RX接口和TX接口分别与ZigBee发送器的TX接口和RX接口相连，ZigBee发送器的ZigBee_SI接口和ZigBee_SO接口分别与ZigBee接收器的ZigBee_SI接口以ZigBee_SO接口相连，ZigBee接收器的RX接口和TX接口分别与STC12C5A6252芯片的TX接口和RX接口相连；STC12C5A6252芯片的P10接口、P11接口、P12接口、P13接口、P14接口、P15接口、P16接口以及P17接口分别与ULN2803A芯片的IN1接口、IN2接口、IN3接口、IN4接口、IN5接口、IN6接口、IN7接口以及IN8接口相连；STC12C5A6252芯片的P00接口、P01接口、P02接口、P03接口、P04接口、P05接口、P06接口以及P07接口分别与74HC573芯片的IN1接口、IN2接口、IN3接口、IN4接口、IN5接口、IN6接口、IN7接口以及IN8接口相连；74HC573芯片的Q0接口、Q1接口、Q2接口、Q3接口、Q4接口、Q5接口、Q6接口以及Q7接口分别与ULN2803A芯片的OUT1接口、OUT2接口、OUT3接口、OUT4接口、OUT5接口、OUT6接口、OUT7接口以及OUT8接口相连并且还分别与8组8*8结构的分光立方连接；

这样控制中心单片机将控制其中一个光立方显示光样的用户指令经ZigBee发送器发出，该对应该光立方的ZigBee接收器接收用户指令后将其传递给光立方单片机，经STC12C5A6252芯片处理用户指令后将指传递至锁存器的74HC573芯片和驱动器的ULN2803A芯片，通过ULN2803A芯片驱动光立方显示用户指令所表达的光样，而该用户指令在新的用户指令到达之前始终存储在74HC573芯片中，使得该光立方显示的光样保持不变，若有新的用户指令达到后，则覆盖前一条用户指令，使得光立方显示新的光样；控制中心单片机将针对不同的光立方的用户指令经ZigBee发送器传递至相应的光立方，实现了多个光立方的无线控制，达到更好的三维显示效果。

作为本实用新型的进一步改进，所述单片机连接有蜂鸣器，这样当ZigBee接收器没有完成用户指令的接收时，可以通过蜂鸣器发出报警，提醒重新发出该用户指令。

作为本实用新型的进一步改进，所述蜂鸣器包括ISD-1820芯片，ISD-1820芯片经0.1 uF滤波电容和10 uF稳压电容与喇叭相连，ISD-1820芯片的PLAY接口与STC12C5A6252芯片的P2.3接口相连，这样可以使得蜂鸣器的声音能够更加稳定，减小杂音，使得蜂鸣器的工作效果更好。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型结构框图。

图3为本实用新型电路图。

图4为本实用新型驱动芯片电路图。

图5为本实用新型锁存芯片电路图。

图6为本实用新型蜂鸣器结构示意图。

图7为本实用新型工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明：

如图1-7所示的一种基于ZigBee通讯的光立方显示装置，包括光立方，光立方设置有多个，每个光立方分别连接有一个控制器，控制器与与ZigBee发送器相连，ZigBee发送器与控制中心单片机相连；控制器包括驱动器、锁存器、光立方单片机以及ZigBee接收器，光立方与驱动器和锁存器相连，驱动器和锁存器与光立方单片机相连，光立方单片机连接有电源并且与ZigBee接收器相连，ZigBee接收器与ZigBee发送器无线连接。

控制中心单片机包括STC15F2K60S2芯片，光立方单片机包括STC12C5A6252芯片，驱动器包括ULN2803A芯片，锁存器包括74HC573芯片，光立方为8*8*8结构，包括8组8*8结构的分光立方；STC15F2K60S2芯片的RX接口和TX接口分别与ZigBee发送器的TX接口和RX接口相连，ZigBee发送器的ZigBee_SI接口和ZigBee_SO接口分别与ZigBee接收器的ZigBee_SI接口以ZigBee_SO接口相连，ZigBee接收器的RX接口和TX接口分别与STC12C5A6252芯片的TX接口和RX接口相连；STC12C5A6252芯片的P10接口、P11接口、P12接口、P13接口、P14接口、P15接口、P16接口以及P17接口分别与ULN2803A芯片的IN1接口、IN2接口、IN3接口、IN4接口、IN5接口、IN6接口、IN7接口以及IN8接口相连；

STC12C5A6252芯片的P00接口、P01接口、P02接口、P03接口、P04接口、P05接口、P06接口以及P07接口分别与74HC573芯片的IN1接口、IN2接口、IN3接口、IN4接口、IN5接口、IN6接口、IN7接口以及IN8接口相连；74HC573芯片的Q0接口、Q1接口、Q2接口、Q3接口、Q4接口、Q5接口、Q6接口以及Q7接口分别与ULN2803A芯片的OUT1接口、OUT2接口、OUT3接口、OUT4接口、OUT5接口、OUT6接口、OUT7接口以及OUT8接口相连并且还分别与8组8*8结构的分光立方连接。

单片机连接有蜂鸣器；蜂鸣器包括ISD-1820芯片，ISD-1820芯片经0.1 uF滤波电容和10 uF稳压电容与喇叭相连，ISD-1820芯片的PLAY接口与STC12C5A6252芯片的P2.3接口相连 。

本实用新型中，所述为系统供电的电源包括220V交流市电和直流稳压电源，所述驱动器采用八路NPN达林顿管驱动芯片ULN2803A，锁存器采用八片74HC573芯片，光立方单片机采用增强型8051单片机STC12C5A60S2,控制中心单片机采用增强型单片机STC15F2K60S2，光立方为由512只LED灯组成的8*8*8立方体点阵显示器，立方体点阵显示器为八层，每一层LED灯的阴极连接作为每一层LED的阴极驱动，锁存芯片的输出端与每一竖列LED的阳极连接作为每一竖列LED灯的阳极驱动，控制中心单片机将控制其中一个光立方显示光样的用户指令经ZigBee发送器发出，该对应该光立方的ZigBee接收器接收用户指令后将其传递给光立方单片机，经STC12C5A6252芯片处理用户指令后将指传递至锁存器的74HC573芯片和驱动器的ULN2803A芯片，通过ULN2803A芯片驱动光立方显示用户指令所表达的光样，而该用户指令在新的用户指令到达之前始终存储在74HC573芯片中，使得该光立方显示的光样保持不变，若有新的用户指令达到后，则覆盖前一条用户指令，使得光立方显示新的光样；若ZigBee接收器未能接收到正确用户指令，则通过蜂鸣器发出声音进行提示。

本实用新型采用ZigBee通讯，其传输范围一般介于10～100m之间，在增加发射功率后，亦可增加到1～3km，如果通过路由和节点间通信的接力，传输距离将可以更远，可以更好地对光立方进行远程操控；ZigBee的发送器和接收器持续处于活动状态的时间是有限的，大部分时间是处于省电模式 （也称休眠模式）的，所以更加省电；由于ZigBee的协议大幅简化了，所以降低了对通信控制器的要求，使得无线通讯实现更加方便简洁；而且ZigBee的响应速度更快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能；同时ZigBee采用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点，而且主节点还可由上一层网络节点管理，使得可控制光立方的数量得到大大的增加，实现更好的光立方光样的展示， 并且采用ZigBee通讯的成本更低。

本实用新型不局限于上述实施例，在本公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于ZigBee通讯的光立方显示装置，包括光立方，其特征在于：所述光立方设置有多个，每个光立方分别连接有一个控制器，所述控制器与ZigBee发送器相连，ZigBee发送器与控制中心单片机相连；

所述控制器包括驱动器、锁存器、光立方单片机以及ZigBee接收器，光立方与驱动器和锁存器相连，驱动器和锁存器与光立方单片机相连，光立方单片机连接有电源并且与ZigBee接收器相连，所述ZigBee接收器与ZigBee发送器无线连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee通讯的光立方显示装置，其特征在于：所述控制中心单片机包括STC15F2K60S2芯片，光立方单片机包括STC12C5A6252芯片，驱动器包括ULN2803A芯片，锁存器包括74HC573芯片，所述光立方为8*8*8结构，包括8组8*8结构的分光立方；

所述STC15F2K60S2芯片的RX接口和TX接口分别与ZigBee发送器的TX接口和RX接口相连，ZigBee发送器的ZigBee_SI接口和ZigBee_SO接口分别与ZigBee接收器的ZigBee_SI接口以ZigBee_SO接口相连，ZigBee接收器的RX接口和TX接口分别与STC12C5A6252芯片的TX接口和RX接口相连；

STC12C5A6252芯片的P10接口、P11接口、P12接口、P13接口、P14接口、P15接口、P16接口以及P17接口分别与ULN2803A芯片的IN1接口、IN2接口、IN3接口、IN4接口、IN5接口、IN6接口、IN7接口以及IN8接口相连；

STC12C5A6252芯片的P00接口、P01接口、P02接口、P03接口、P04接口、P05接口、P06接口以及P07接口分别与74HC573芯片的IN1接口、IN2接口、IN3接口、IN4接口、IN5接口、IN6接口、IN7接口以及IN8接口相连；

74HC573芯片的Q0接口、Q1接口、Q2接口、Q3接口、Q4接口、Q5接口、Q6接口以及Q7接口分别与ULN2803A芯片的OUT1接口、OUT2接口、OUT3接口、OUT4接口、OUT5接口、OUT6接口、OUT7接口以及OUT8接口相连并且还分别与8组8*8结构的分光立方连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于ZigBee通讯的光立方显示装置，其特征在于：所述单片机连接有蜂鸣器。

4.根据权利要求3所述的一种基于ZigBee通讯的光立方显示装置，其特征在于：所述蜂鸣器包括ISD-1820芯片，ISD-1820芯片经0.1 uF滤波电容和10 uF稳压电容与喇叭相连，ISD-1820芯片的PLAY接口与STC12C5A6252芯片的P2.3接口相连。