CN211184348U - 一种控制led灯的智能语音控制电路及水晶灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型针对现有技术中控制功能简单，信号传输结构复杂的弊端，提供一种控制功能多元化，无需信号传输，只要接收语音控制命令就可以在主控芯片内进行处理控制的一种控制LED灯的智能语音控制电路及水晶灯。属于照明技术领域。水晶灯包括水晶灯主体、水晶灯底座、水晶灯顶座，所述控制LED灯的智能语音控制电路集成于PCB板上，该PCB板设置于水晶灯底座中。一种控制LED灯的智能语音控制电路，包括声音采集电路、主控芯片、LED驱动电路、语音应答电路、状态显示电路，所述声音采集电路与主控芯片电性连接，所述LED驱动电路、语音应答电路、状态显示电路与主控芯片电性连接。

Description

一种控制LED灯的智能语音控制电路及水晶灯

技术领域

本实用新型属于照明技术领域，具体涉及一种控制LED灯的智能语音控制电路及水晶灯。

背景技术

随着科学技术的发展，人们对生活品质要求的提高，对家居用品的要求也越来越高，灯具在家居用品中是使用频率很高的产品，最近几年智能家居开始流行，人们对智能家居的需求也越来越大，智能灯具就是其中一个很大的品类，现如今市面上出现的产品也有很多，比较专利申请号为CN201811385512.9，专利名称为一种语音控制功能智能家居LED灯，其技术要点是：包括散热后罩、灯盘、灯罩和灯罩卡环，散热后罩内部安装有散热支架，散热支架前侧设有导热底盘，灯盘上安装有若干LED灯珠，灯盘前侧设有灯罩，散热后罩侧面安装有语音控制器，电源线上串联有控制开关；将手动控制改成语音控制，并将语音控制器内提前录入待识别的语音，有效的利用了语音代替肢体动作给人们带来的便利和好处，采用语音控制，使用灵活，控制灵敏，有很好的经济效益；与此同时，散热后罩、散热支架和导热底盘也具有较好的导热及散热性能，提高LED灯珠使用的寿命。

但是该发明的语音控制只有简单的开关功能，且语音控制信号需要通过信号发生器通过无线方式传输给信号接收器，信号接收器与控制开关相连，来控制灯的开关。信号传输结构复杂，无线信号传输方式存在信号中断或漏传的风险。

发明内容

本实用新型针对现有技术中控制功能简单，信号传输结构复杂的弊端，提供一种控制功能多元化，无需信号传输，只要接收语音控制命令就可以在主控芯片内进行处理控制的一种控制LED灯的智能语音控制电路及水晶灯。

本实用新型的发明目的是通过以下技术方案实现的：

一种控制LED灯的智能语音控制电路，包括声音采集电路、主控芯片、LED驱动电路、语音应答电路、状态显示电路，所述声音采集电路与主控芯片电性连接，所述LED驱动电路、语音应答电路、状态显示电路与主控芯片电性连接。

所述主控芯片包括语音输入管脚、LED输出驱动管脚、语音输出控制管脚、运行状态指示管脚、手动控制命令输入管脚。

所述声音采集电路包括麦克风M1，所述麦克风M1的负极接地，麦克风M1的正极分别与电容C2和电阻R21相连，所述电容C2和电阻R21的另一端与主控芯片的声音输入管脚相连。

所述LED驱动电路包括多个LED发光二极管，所述多个LED发光二极管并联，并联后LED发光二极管的正极连接电源，LED发光二极管的负极连接电阻R7，电阻R7的另一端连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极并联有电阻R13和电阻R14，所述电阻R13的另一端连接到主控芯片的LED输出驱动管脚，所述电阻R14的另一端连接到三极管Q2的发射极。

所述语音应答电路包括音频功放芯片U2，所述音频功放芯片U2的管脚SD接地，管脚BYP和管脚+IN并联后与电容C16连接，电容C16的另一端接地；所述音频功放芯片U2的管脚-IN分别与电阻R26和电阻R20连接，所述电阻R26的另一端与电容C19连接，所述电容C19的另一端与主控芯片的语音输出控制管脚连接，所述电阻R20的另一端与音频功放芯片U2的管脚VON和音频设备J4的1号端子连接；所述音频功放芯片U2的管脚VCC为音频功放芯片U2的电源输入，所述管脚VCC并联有电容C17，所述电容C17的另一端接地；所述音频功放芯片U2的管脚GND接地；所述音频功放芯片U2的管脚VOP与音频设备J4的2号端子连接。

上述方案中，主控芯片为控制LED灯专用的智能语音控制芯片，芯片的内部存储空间和执行程序也以控制LED灯为主要目的，可以节省方案成本。语音输入管脚接收声音采集电路传送过来的声音信号，LED输出驱动管脚输出主控芯片对灯的控制命令，语音输出控制管脚输出命令给语音应答电路，由语音应答电路播放主控芯片输出的人机交互语音，运行状态指示管脚输出状态命令到状态指示灯，指示该灯处于唤醒状态或充电状态，手动控制命令输入管脚激活的话可以不通过语音控制，直接通过手动控制命令输入管脚上外接按键来实现输入控制，也可以实现语音和手动输入双形式的输入控制。

声音采集电路采集周围的环境声音，当采集到声音后，主控芯片会去分析是否含有人声，如果是人声，则透过主控芯片的内部算法得出声音模型，再通过主控芯片的人工智能算法去分析这个声音是否包含有主控芯片内部语音命令库里的命令词句，如果采集到的声音包含有主控芯片内部语音命令库里的命令词句，则主控芯片根据该命令词句导通相应的LED驱动电路和语音应答电路，通过LED驱动电路去执行灯光的启灭、明亮调节、颜色调节等命令，同时语音应答电路会根据主控芯片输出的人机交互回应命令通过音频设备播放出来，告诉用户语音指令执行情况。

作为优选，所述状态显示电路包括LED发光二极管D7和电阻R18，所述LED发光二极管D7的负极接地，LED发光二极管D7的正极和电阻R8和主控芯片的运行状态指示管脚DIO0依次连接。状态显示电路在该水晶灯被唤醒时和电池充电时亮起，提示用户。

作为优选，所述主控芯片的供电电源为电池供电或USB供电或市电变压转换后供电。满足多种条件的使用场景。

作为优选，供电电池可通过USB接口对其充电。

作为优选，所述主控芯片的语音输入管脚为管脚MIC2INP和管脚MBIAS；LED输出驱动管脚为管脚PB5、PB6、PB7、PB8；语音输出控制管脚为管脚HPL；运行状态指示管脚为管脚DIO0；手动控制命令输入管脚为管脚PB9。

作为优选，所述主控芯片包含多路LED输出驱动管脚，每个LED输出驱动管脚控制一路LED驱动电路。通过不同颜色的LED发光二极管，可以组合出多种颜色的光线，也可以通过同时驱动LED灯光的数量来实现灯光明亮的调节。使产品具有了更高的艺术观赏价值。

作为优选，所述发光二极管的供电电源与主控芯片的供电电源为同一个。

作为优选，所述主控芯片对周围声音的采集扫描频率为16000HZ～44100Hz。

一种具有智能语音控制功能的水晶灯，包括一种控制LED灯的智能语音控制电路，水晶灯包括水晶灯主体、水晶灯底座、水晶灯顶座，所述控制LED灯的智能语音控制电路集成于PCB板上，该PCB板设置于水晶灯底座中，所述水晶灯底座上开设有语音采集孔，所述LED发光二极管设置于水晶灯顶座内，所述水晶灯主体内设置有表面为银色镜面的导线管。导线管将设置于水晶灯底座内的智能语音控制集成电路板和设置于水晶灯顶座内的LED光源电性连接起来，银色镜面可以反射水晶灯的光线，不影响水晶灯整体的视觉效果。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

主控芯片为LED灯专用的智能语音控制芯片，节省了产品的生产成本；主控芯片内置语音命令库，可以节省芯片的内部存储空间；多组LED驱动电路组合控制可以使灯光的明亮、颜色组合出丰富的灯光效果，使产品具有了更高的艺术观赏价值。

附图说明

图1为该实用新型的原理框图；

图2为主控芯片的原理图；

图3为声音采集电路原理图；

图4为LED驱动电路原理图；

图5为语音应答电路原理图；

图6为状态显示电路原理图；

图7为水晶灯结构图。

图中标记：1、水晶灯主体；11、导线管；2、水晶灯顶座；3、水晶灯底座；31、PCB板；32、语音采集孔。

具体实施方式

下面结合附图所表示的实施例对本实用新型作进一步描述：

如图7所示，一种具有智能语音控制功能的水晶灯，包括一种控制LED灯的智能语音控制电路，水晶灯包括水晶灯主体1、水晶灯底座3、水晶灯顶座2，所述控制LED灯的智能语音控制电路集成于PCB板31上，该PCB板31设置于水晶灯底座3中，所述水晶灯底座3上开设有语音采集孔32，所述LED发光二极管设置于水晶灯顶座2内，所述水晶灯主体1内设置有表面为银色镜面的导线管11。导线管11将设置于水晶灯底座3内的PCB板31和设置于水晶灯顶座2内的LED光源电性连接起来，银色镜面可以反射水晶灯的光线，不影响水晶灯整体的视觉效果。该水晶灯的智能语音控制功能由集成在PCB板31上的控制电路完成控制，具体原理结构如下：

如图1、图2所示，一种控制LED灯的智能语音控制电路，包括声音采集电路、主控芯片、LED驱动电路、语音应答电路、状态显示电路，所述声音采集电路与主控芯片电性连接，所述LED驱动电路、语音应答电路、状态显示电路与主控芯片电性连接；所述主控芯片包括语音输入管脚、LED输出驱动管脚、语音输出控制管脚、运行状态指示管脚、手动控制命令输入管脚；主控芯片为控制LED灯专用的智能语音控制芯片，芯片的内部存储空间和执行程序也以控制LED灯为主要目的，可以节省方案成本。语音输入管脚接收声音采集电路传送过来的声音信号，LED输出驱动管脚输出主控芯片对灯的控制命令，语音输出控制管脚输出命令给语音应答电路，由语音应答电路播放主控芯片输出的人机交互语音，运行状态指示管脚输出状态命令到状态指示灯，指示该灯处于唤醒状态或充电状态，手动控制命令输入管脚激活的话可以不通过语音控制，直接通过手动控制命令输入管脚上外接按键来实现输入控制，也可以实现语音和手动输入双形式的输入控制。该实施例中主控芯片为SmartlinkTechnology公司的智能语音控制芯片，芯片型号为WS100。语音输入管脚为管脚MIC2INP和管脚MBIAS；LED输出驱动管脚为管脚PB5、PB6、PB7、PB8；语音输出控制管脚为管脚HPL；运行状态指示管脚为管脚DIO0；手动控制命令输入管脚为管脚PB9。语音输入管脚接收声音采集电路传送过来的声音信号，LED输出驱动管脚输出主控芯片对灯的控制命令，语音输出控制管脚输出命令给语音应答电路，由语音应答电路播放主控芯片输出的人机交互语音，运行状态指示管脚输出状态命令到状态指示灯，指示该灯处于唤醒状态或充电状态，手动控制命令输入管脚激活的话可以不通过语音控制，直接通过手动控制命令输入管脚上外接按键来实现输入控制，也可以实现语音和手动输入双形式的输入控制。

如图3所示，所述声音采集电路包括麦克风M1，所述麦克风M1的负极接地，麦克风M1的正极分别与电容C2和电阻R21相连，所述电容C2和电阻R21的另一端与主控芯片的声音输入管脚相连；

如图4所示，所述LED驱动电路包括多个LED发光二极管，所述多个LED发光二极管并联，并联后LED发光二极管的正极连接电源，LED发光二极管的负极连接电阻R7，电阻R7的另一端连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极并联有电阻R13和电阻R14，所述电阻R13的另一端连接到主控芯片的LED输出驱动管脚，所述电阻R14的另一端连接到三极管Q2的发射极；

如图5所示，所述语音应答电路包括音频功放芯片U2，所述音频功放芯片U2的管脚SD接地，管脚BYP和管脚+IN并联后与电容C16连接，电容C16的另一端接地；所述音频功放芯片U2的管脚-IN分别与电阻R26和电阻R20连接，所述电阻R26的另一端与电容C19连接，所述电容C19的另一端与主控芯片的语音输出控制管脚连接，所述电阻R20的另一端与音频功放芯片U2的管脚VON和音频设备J4的1号端子连接；所述音频功放芯片U2的管脚VCC为音频功放芯片U2的电源输入，所述管脚VCC并联有电容C17，所述电容C17的另一端接地；所述音频功放芯片U2的管脚GND接地；所述音频功放芯片U2的管脚VOP与音频设备J4的2号端子连接。

如图6所示，状态显示电路包括LED发光二极管D7和电阻R18，所述LED发光二极管D7的负极接地，LED发光二极管D7的正极和电阻R8和主控芯片的运行状态指示管脚DIO0依次连接。声音采集电路采集周围的语音控制命令，主控芯片以16000HZ的频率通过声音采集电路采集周围的环境声音，当采集到声音后，主控芯片会去分析是否含有人声，如果是人声，则透过主控芯片的内部算法得出声音模型，再通过主控芯片的人工智能算法去分析这个声音是否包含有主控芯片内部语音命令库里的命令词句，如果采集到的声音包含有主控芯片内部语音命令库里的命令词句，则主控芯片根据该命令词句导通相应的LED驱动电路和语音应答电路，通过LED驱动电路去执行灯光的启灭、明亮调节、颜色调节等命令，同时语音应答电路会根据主控芯片输出的人机交互回应命令通过音频设备播放出来。状态显示电路在该水晶灯被唤醒时和电池充电时亮起，提示用户。

主控芯片和LED二极管的供电电源共用，为电池供电或USB供电或市电变压转换后供电。满足多种条件的使用场景。如果使用电池供电时，可通过USB接口对电池进行充电。

使用时，LED发光二极管的光源可以是白光、黄光、红光、绿光、蓝光的发光二极管，通过主控芯片的管脚PB5、PB6、PB7、PB8来同时驱动或组合驱动四条LED驱动电路，也可以单独驱动一条LED驱动电路。红光、绿光、蓝光可以组合出所有颜色。该实施例中以主控芯片驱动两条LED驱动电路为例，一条LED驱动电路的LED发光二极管为白光，通过主控芯片的管脚PB5控制；另一条LED驱动电路的LED发光二极管为黄光，通过主控芯片的管脚PB6控制。当语音输入“小宝小宝”，水晶灯激活，状态显示电路的发光二极管亮起，同时语音播报“小宝在”，当使用者语音输入“打开灯光”，则亮起上次关闭前的LED灯光组合，灯光亮起的同时语音播报“灯光已打开”，当语音输入“改变颜色”，则灯光变为白色，同时语音播报“灯光颜色已改变”；第二次语音输入“改变颜色”，则灯光变为黄色，同时语音播报“灯光颜色已改变”；第三次语音输入“改变颜色”，则灯光变为橙色（白光和黄光同时亮起），同时语音播报“灯光颜色已改变”；当语音输入“关闭灯光”，则灯光关闭，同时语音播报“灯光已关闭”。

文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种控制LED灯的智能语音控制电路，其特征在于，包括声音采集电路、主控芯片、LED驱动电路、语音应答电路、状态显示电路，所述声音采集电路与主控芯片电性连接，所述LED驱动电路、语音应答电路、状态显示电路与主控芯片电性连接；

所述主控芯片包括语音输入管脚、LED输出驱动管脚、语音输出控制管脚、运行状态指示管脚、手动控制命令输入管脚；

所述声音采集电路包括麦克风M1，所述麦克风M1的负极接地，麦克风M1的正极分别与电容C2和电阻R21相连，所述电容C2和电阻R21的另一端与主控芯片的声音输入管脚相连；

所述LED驱动电路包括多个LED发光二极管，所述多个LED发光二极管并联，并联后LED发光二极管的正极连接电源，LED发光二极管的负极连接电阻R7，电阻R7的另一端连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极并联有电阻1K和电阻R14，所述电阻R13的另一端连接到主控芯片的LED输出驱动管脚，所述电阻R14的另一端连接到三极管Q2的发射极；

所述语音应答电路包括音频功放芯片U2，所述音频功放芯片U2的管脚SD接地，管脚BYP和管脚+IN并联后与电容C16连接，电容C16的另一端接地；所述音频功放芯片U2的管脚-IN分别与电阻R26和电阻R20连接，所述电阻R26的另一端与电容C19连接，所述电容C19的另一端与主控芯片的语音输出控制管脚连接，所述电阻R20的另一端与音频功放芯片U2的管脚VON和音频设备J4的1号端子连接；所述音频功放芯片U2的管脚VCC为音频功放芯片U2的电源输入，所述管脚VCC并联有电容C17，所述电容C17的另一端接地；所述音频功放芯片U2的管脚GND接地；所述音频功放芯片U2的管脚VOP与音频设备J4的2号端子连接。

2.根据权利要求1所述的一种控制LED灯的智能语音控制电路，其特征在于，所述状态显示电路包括LED发光二极管D7和电阻R18，所述LED发光二极管D7的负极接地，LED发光二极管D7的正极和电阻R8和主控芯片的运行状态指示管脚DIO0依次连接。

3.根据权利要求1所述的一种控制LED灯的智能语音控制电路，其特征在于，所述主控芯片的供电电源为电池供电或USB供电或市电变压转换后供电。

4.根据权利要求3所述的一种控制LED灯的智能语音控制电路，其特征在于，供电电池可通过USB接口对其充电。

5.根据权利要求1所述的一种控制LED灯的智能语音控制电路，其特征在于，所述主控芯片的语音输入管脚为管脚MIC2INP和管脚MBIAS；LED输出驱动管脚为管脚PB5、PB6、PB7、PB8；语音输出控制管脚为管脚HPL；运行状态指示管脚为管脚DIO0；手动控制命令输入管脚为管脚PB9。

6.根据权利要求1所述的一种控制LED灯的智能语音控制电路，其特征在于，所述主控芯片包含多路LED输出驱动管脚，每个LED输出驱动管脚控制一路LED驱动电路。

7.根据权利要求1或6所述的一种控制LED灯的智能语音控制电路，其特征在于，所述发光二极管的供电电源与主控芯片的供电电源为同一个。

8.根据权利要求1所述的一种控制LED灯的智能语音控制电路，其特征在于，所述主控芯片对周围声音的采集扫描频率为16000HZ～44100Hz。

9.一种具有智能语音控制功能的水晶灯，其特征在于，包括权利要求1所述的控制LED灯的智能语音控制电路，水晶灯包括水晶灯主体（1）、水晶灯底座（3）、水晶灯顶座（2），所述控制LED灯的智能语音控制电路集成于PCB板（31）上，该PCB板（31）设置于水晶灯底座（3）中，所述水晶灯底座（3）上开设有语音采集孔（32），所述LED发光二极管设置于水晶灯顶座（2）内，所述水晶灯主体（1）内设置有表面为银色镜面的导线管（11）。

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