CN209882072U - 智能呐喊音乐喷泉控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能呐喊音乐喷泉控制器，包括麦克风、音频输入电路、音频数据处理电路、中央处理器、音频解码电路、音乐电平转换电路、电压输出端、音频电路、音频功放电路、音频输出端、高度/声级显示屏、支付收款扫码器电路和人机界面接口管理电路，麦克风通过音频输入电路与音频数据处理电路连接，中央处理器通过音频解码电路与音乐电平转换电路连接，中央处理器分别与高度/声级显示屏、支付收款扫码器电路和人机界面接口管理电路连接，音频数据处理电路通过音频电路与音频功放电路连接。本实用新型能显示喷高或声音的量级，能进行量程范围的设置，能进行与变频器同步的时间修改，具有刷扫码付款功能。

Description

智能呐喊音乐喷泉控制器

技术领域

本实用新型涉及音乐喷泉控制领域，特别涉及一种智能呐喊音乐喷泉控制器。

背景技术

当前在游乐场所呐喊喷泉都是用麦克风的电信号简单的转换为变频器模拟量控制信号，该方式功能较为单一，不能显示喷高或声音的量级，没有量程范围的设置、与变频器同步的时间修改，也没有刷扫码付款功能等等。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能显示喷高或声音的量级，能进行量程范围的设置，能进行与变频器同步的时间修改，具有刷扫码付款功能的智能呐喊音乐喷泉控制器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种智能呐喊音乐喷泉控制器，包括麦克风、音频输入电路、音频数据处理电路、中央处理器、音频解码电路、音乐电平转换电路、电压输出端、音频电路、音频功放电路、音频输出端、高度/声级显示屏、支付收款扫码器电路和人机界面接口管理电路，所述麦克风通过所述音频输入电路与所述音频数据处理电路连接，所述中央处理器通过所述音频解码电路与所述音乐电平转换电路连接，所述音乐电平转换电路与所述电压输出端连接，所述中央处理器分别与所述高度/声级显示屏、支付收款扫码器电路和人机界面接口管理电路连接，所述音频数据处理电路通过所述音频电路与所述音频功放电路连接，所述音频功放电路与所述音频输出端连接。

在本实用新型所述的智能呐喊音乐喷泉控制器中，所述电压输出端输出的电压为0-10V。

在本实用新型所述的智能呐喊音乐喷泉控制器中，所述音频功放电路包括音频输入端、第一电位器、第一电容、第一三极管、第二电阻、第三电阻、第二三极管、第四电阻、第二电容、第五电阻、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第六三极管、第一二极管、正电源、负电源和功放输出端，所述音频输入端与所述第一电位器的一个固定端连接，所述第一电位器的另一个固定端接地，所述第一电位器的滑动端与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的集电极分别与所述第二电阻的一端和第三三极管的基极连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第二三极管的集电极、第三三极管的发射极、第五三极管的集电极和正电源连接，所述第一三极管的发射极和第二三极管的发射极均与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端和第六三极管的发射极均与所述负电源连接，所述第二三极管的基极分别与所述第四电阻的一端和第五电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第二电容的正极连接，所述第二电容的负极接地，所述第五电阻的另一端分别与所述第一二极管的阳极、第五三极管的发射极、功放输出端和第六三极管的集电极连接，所述第一二极管的阴极与所述第四三极管的发射极连接，所述第三三极管的集电极分别与所述第五三极管的基极和第四三极管的基极连接，所述第四三极管的集电极与所述第六三极管的基极连接。

在本实用新型所述的智能呐喊音乐喷泉控制器中，所述第一二极管的型号为L-1822。

在本实用新型所述的智能呐喊音乐喷泉控制器中，所述音频功放电路还包括第三电容，所述第三电容的一端与所述第三三极管的集电极连接，所述第三电容的另一端与所述第五三极管的基极连接。

在本实用新型所述的智能呐喊音乐喷泉控制器中，所述第三电容的电容值为380pF。

在本实用新型所述的智能呐喊音乐喷泉控制器中，所述第一三极管、第二三极管、第五三极管和第六三极管均为NPN型三极管，所述第四三极管和第五三极管均为PNP型三极管。

实施本实用新型的智能呐喊音乐喷泉控制器，具有以下有益效果：由于设有麦克风、音频输入电路、音频数据处理电路、中央处理器、音频解码电路、音乐电平转换电路、电压输出端、音频电路、音频功放电路、音频输出端、高度/声级显示屏、支付收款扫码器电路和人机界面接口管理电路，本实用新型能显示喷高或声音的量级，能进行量程范围的设置，能进行与变频器同步的时间修改，具有刷扫码付款功能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型智能呐喊音乐喷泉控制器一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中音频功放电路的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型智能呐喊音乐喷泉控制器实施例中，该智能呐喊音乐喷泉控制器的结构示意图如图1所示。图1中，该智能呐喊音乐喷泉控制器包括麦克风1、音频输入电路2、音频数据处理电路3、中央处理器4、音频解码电路5、音乐电平转换电路6、电压输出端7、音频电路8、音频功放电路9、音频输出端10、高度/声级显示屏11、支付收款扫码器电路12和人机界面接口管理电路13，其中，麦克风1通过音频输入电路2与音频数据处理电路3连接，中央处理器4通过音频解码电路5与音乐电平转换电路6连接，音乐电平转换电路6与电压输出端7连接，中央处理器4分别与高度/声级显示屏11、支付收款扫码器电路12和人机界面接口管理电路13连接，音频数据处理电路3通过音频电路8与音频功放电路9连接，音频功放电路9与音频输出端10连接。

本实施例中，音频解码电路5为独立的双通道音频解码电路。

当麦克风1的音频信号输入到音频数据处理电路3时，经处理变成模拟量信号后送中央处理器4进行数据采集。经过中央处理器4的内部程序和音频解码电路5把音频信号转换模拟量信号，并经过音乐电平转换电路6变成标准的控制信号该控制信号从电压输出端7输出，该控制信号可以控制变频器等设备。本实施例中，电压输出端7输出的电压为0-10V。

在中央处理器4里编写了线性显示的算法(这些算法采用的是现有技术中的算法)，可以把采集的变化不断、忽大忽小的数据变换成线性的数据送往屏幕进行显示。

当支付收款扫码器电路12在接收用户的扫码付款后输出脉冲信号，中央处理器4接收到该信号，经比较运算正确后启动一个启动信号和倒计时开始，经过设定的时间的呐喊，最后通过高度/声级显示屏11显示当次最高的高度。

由于采用以上架构，因此本实用新型可以实现线性、高精度(带小数显示)、支付扫码付款、屏幕显示，参数的修改、智能跟踪等多功能。

图2为本实施例中音频功放电路的电路原理图，图2中，该音频功放电路9包括音频输入端IN、第一电位器RP1、第一电容C1、第一三极管Q1、第二电阻R2、第三电阻R3、第二三极管Q2、第四电阻R4、第二电容C2、第五电阻R5、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5、第六三极管Q6、第一二极管D1、正电源+VCC、负电源VCC和功放输出端Vo，其中，音频输入端IN与第一电位器RP1的一个固定端连接，第一电位器RP1的另一个固定端接地，第一电位器RP1的滑动端与第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的集电极分别与第二电阻R2的一端和第三三极管Q3的基极连接，第二电阻R2的另一端分别与第二三极管Q2的集电极、第三三极管Q3的发射极、第五三极管Q5的集电极和正电源+VCC连接，第一三极管Q1的发射极和第二三极管Q2的发射极均与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端和第六三极管Q6的发射极均与负电源-VCC连接，第二三极管Q2的基极分别与第四电阻R4的一端和第五电阻R5的一端连接，第四电阻R4的另一端与第二电容C2的正极连接，第二电容C2的负极接地，第五电阻R5的另一端分别与第一二极管D1的阳极、第五三极管Q5的发射极、功放输出端Vo和第六三极管Q6的集电极连接，第一二极管D1的阴极与第四三极管Q4的发射极连接，第三三极管Q3的集电极分别与第五三极管Q5的基极和第四三极管Q4的基极连接，第四三极管Q4的集电极与第六三极管Q6的基极连接。

该音频功放电路9使用的元器件较少，电路较为简单，方便维护。第一二极管D1为限流二极管，用于对第四三极管Q4的发射极电流进行限流保护。限流保护的原理如下：当第四三极管Q4的发射极电流较大时，通过该第一二极管D1可以降低第四三极管Q4的发射极电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，因此电路的安全性和可靠性较高，且用更少的元器件实现比传统技术更好的技术效果。

本实施例中，第一二极管D1的型号为L-1822。当然，在实际应用中，第一二极管D1也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

该音频功放电路9的工作原理如下：待放大的音频信号从音频输入端IN引入，经第一电位器RP1衰减后，通过第一电容C1送到第一三极管Q1的基极，放大后经第一三极管Q1的集电极输出，信号反映在第二电阻R2上，第二电阻R2上的音频信号的变化直接传递给第三三极管Q3的发射结，从而影响第三三极管Q3的Vce变化，第五三极管Q5作为推挽级电路的第三三极管Q3的电压跟随器，放大第三三极管Q3的集电极电流输出到音频输出端10，同时，第四三极管Q4和第六三极管Q6组成复合的PNP管(复合晶体管)，它与第三三极管Q3形成互补输出，第五三极管Q5放大第三三极管Q3的集电极电流中的上半周信号，而第四三极管Q4和第六三极管Q6组成的复合PNP管则是放大第三三极管Q3的集电极电流中的下半周信号，而后从功放输出端Vo输出一个完整的正弦波音频信号，以便可推动在后所接的扬声器发声。

起负反馈作用的反馈电路，是由功放输出端Vo的音频电压经第五电阻R5、第四电阻R4和第二电容C2支路分压后，送到第二三极管Q2的基极，因为第一三极管Q1和第二三极管Q2是差分的，两个集电极的电流相同，发射极电流也相同，所以基极电流也相同，所以第一三极管Q1和第二三极管Q2的基极电压也是相同的，只是极性相反了，即在第一三极管Q1的基极上的电流，会通过一系列的放大，经反馈电路在第二三极管Q2上产生与第一三极管Q1大小相等相位相反的信号。

在推挽级电路上，可以通过改变第二电阻R2的阻值，进而会改变功放输出端Vo。

该音频功放电路9的增益是由R5/R4决定，而第二电容C2和第四电阻R4决定了该音频功放电路9的低频响应频率，第二电容C2越大，低频响应越好。

本实施例中，第一三极管Q1、第二三极管Q2、第五三极管Q5和第六三极管Q6均为NPN型三极管，第四三极管Q4和第五三极管Q5均为PNP型三极管。当然，在实际应用中，第一三极管Q1、第二三极管Q2、第五三极管Q5和第六三极管Q6也可以均为PNP型三极管，第四三极管Q4和第五三极管Q5也可以均为NPN型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该音频功放电路9还包括第三电容C3，第三电容C3的一端与第三三极管Q3的集电极连接，第三电容C3的另一端与第五三极管Q5的基极连接。第三电容C3为耦合电容，用于防止第三三极管Q3与第五三极管Q5之间的干扰，以进一步增强电路的安全性和可靠性。

耦合电容的作用是：是将交流信号从前一级传到下一级。耦合的方法还有直接耦合和变压器耦合的方法。直接耦合效率最高，信号又不失真，但是，前后两级工作点的调整比较复杂，相互牵连。为了使后一级的工作点不受前一级的影响，就需要在直流方面把前一级和后一级分开，同时，又能使交流信号从前一级顺利的传递到后一级，同时能完成这一任务的方法就是采用电容传输或者变压器传输来实现。他们都能传递交流信号和隔断直流，使前后级的工作点互不牵连。但不同的是，用电容传输时，信号的相位要延迟一些，用变压器传输时，信号的高频成分要损失一些。一般情况下，小信号传输时，常用电容作为耦合元件，大信号或者强信号传输时，常用变压器作为耦合元件。本实用新型中采用第三电容C3作为耦合元件，这样可以使后一级的工作点不受前一级的影响，也就是使第五三极管Q5的工作点不受第三三极管Q3的影响。第三电容C3为级间耦合电容，其作用是将第三三极管Q3和第五三极管Q5前后级的直流偏置电电路隔离，以防止前后级静态工作点相互影响。其工作原理利用的是现有技术中级间耦合电的工作原理，此处不再獒述。

本实施例中，第三电容C3的电容值为380pF。当然，在实际应用中，第三电容C3的电容值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第三电容C3的电容值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

该智能呐喊音乐喷泉控制器具有如下功能：1)呐喊和音乐播放功能。用户可以通过面板上的开关切换呐喊状态或音乐状态。2)具有人机接口功能，用户可以通过按键LED数码管进行参数的设置和修改。3)具有USB插口，可以直接播放MP3歌曲，同时内部有喇叭监听到音乐，并且具有遥控选曲功能。4)具有无线麦克风呐喊功能，控制距离在25-40米，用户应用比较方便。5)具有屏幕显示功能，可以显示呐喊水柱的高度或声级。6)具有扫码支付功能，用户可以通过控制器上的按键和数码管设置为付款扫码模式，也可以设置一般的呐喊模式。其3种模式设置是：1、支付显示高度模式。2、支付显示声级模式。3、无支付高度显示模式。7)具有一个通道随呐喊或音乐的模拟量输出功能(0-10V)。8)具有变频器加速时间与高度或声级的AI算法的自动跟随功能。9)此外还具有高度调整设置、可以适应调整不同的水泵配置。10)支付款与呐喊时间当量的设置(可以设置1元钱喊多少秒)。11)具有输入变频器参数、参数微调功能。12)具有音频信号输出外接功放功能。13)具有开关量输出外接继电器(启动变频器)。14)在音乐状态有测试功能。15)具有一体的标准小巧的仪表尺寸(14.4*14.4*6.0CM)。

总之，本实用新型中的中央处理器4中含有现有技术中的线性算法的线性显示和带小数精度处理方法。具有变频器加速时间与高度或声级的AI算法的自动跟随功能。本实用新型采用体积小巧的尺寸，集中实现了一体化的智能呐喊音乐喷泉控制器。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能呐喊音乐喷泉控制器，其特征在于，包括麦克风、音频输入电路、音频数据处理电路、中央处理器、音频解码电路、音乐电平转换电路、电压输出端、音频电路、音频功放电路、音频输出端、高度/声级显示屏、支付收款扫码器电路和人机界面接口管理电路，所述麦克风通过所述音频输入电路与所述音频数据处理电路连接，所述中央处理器通过所述音频解码电路与所述音乐电平转换电路连接，所述音乐电平转换电路与所述电压输出端连接，所述中央处理器分别与所述高度/声级显示屏、支付收款扫码器电路和人机界面接口管理电路连接，所述音频数据处理电路通过所述音频电路与所述音频功放电路连接，所述音频功放电路与所述音频输出端连接。

2.根据权利要求1所述的智能呐喊音乐喷泉控制器，其特征在于，所述电压输出端输出的电压为0-10V。

3.根据权利要求1所述的智能呐喊音乐喷泉控制器，其特征在于，所述音频功放电路包括音频输入端、第一电位器、第一电容、第一三极管、第二电阻、第三电阻、第二三极管、第四电阻、第二电容、第五电阻、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第六三极管、第一二极管、正电源、负电源和功放输出端，所述音频输入端与所述第一电位器的一个固定端连接，所述第一电位器的另一个固定端接地，所述第一电位器的滑动端与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的集电极分别与所述第二电阻的一端和第三三极管的基极连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第二三极管的集电极、第三三极管的发射极、第五三极管的集电极和正电源连接，所述第一三极管的发射极和第二三极管的发射极均与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端和第六三极管的发射极均与所述负电源连接，所述第二三极管的基极分别与所述第四电阻的一端和第五电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第二电容的正极连接，所述第二电容的负极接地，所述第五电阻的另一端分别与所述第一二极管的阳极、第五三极管的发射极、功放输出端和第六三极管的集电极连接，所述第一二极管的阴极与所述第四三极管的发射极连接，所述第三三极管的集电极分别与所述第五三极管的基极和第四三极管的基极连接，所述第四三极管的集电极与所述第六三极管的基极连接。

4.根据权利要求3所述的智能呐喊音乐喷泉控制器，其特征在于，所述第一二极管的型号为L-1822。

5.根据权利要求4所述的智能呐喊音乐喷泉控制器，其特征在于，所述音频功放电路还包括第三电容，所述第三电容的一端与所述第三三极管的集电极连接，所述第三电容的另一端与所述第五三极管的基极连接。

6.根据权利要求5所述的智能呐喊音乐喷泉控制器，其特征在于，所述第三电容的电容值为380pF。

7.根据权利要求3至6任意一项所述的智能呐喊音乐喷泉控制器，其特征在于，所述第一三极管、第二三极管、第五三极管和第六三极管均为NPN型三极管，所述第四三极管和第五三极管均为PNP型三极管。