CN212115739U - 教学用多功能光源控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于光源控制领域，具体涉及一种教学用多功能光源控制装置。本实用新型提供的教学用多功能光源控制装置，包括集成设置的数字光源控制器、模拟光源控制器和点光源控制器，数字光源控制器、模拟光源控制器和点光源控制器独立地控制光源的光强和频闪。该结构的教学用多功能光源控制装置，将数字光源控制器、模拟光源控制器和点光源控制器集成设置在同一设备中，通过分别控制数字光源控制器、模拟光源控制器和点光源控制器可实现光源的光强调节以及频闪功能，在应用于教学培训工作时无需与其它设备配合使用，降低了成本投入，同时该光源控制装置操作简易，实用性强。

Description

教学用多功能光源控制装置

技术领域

本实用新型属于光源控制领域，具体涉及一种教学用多功能光源控制装置。

背景技术

机器视觉技术是现代智能制造工业中不可或缺的一部分，广泛应用于产品的检测、识别、测量和控制等场合。相较于人眼，机器视觉具有更强的适应性、更高的稳定性，在分辨能力、感光范围、响应速度等方面都能很好地弥补人眼的不足。典型的机器视觉系统包括光源、光学系统、图像采集系统、数字图像处理系统、智能决策系统以及机械控制系统，其中，光源控制技术作为机器视觉应用中的关键技术之一，在很大程度上能够直接影响机器视觉系统的图像质量和应用效果，合适的光源可以使目标特征突出、对比度鲜明，大幅度降低图像处理算法分割和识别的难度，提高系统的定位精度。

现有的光源控制装置主要是针对某一具体的工业使用情况而设计的，专业性强，制作成本高，但功能较为单一，如将其应用在当今教学培训工作时，还需要采购多种其它设备与其配合才能演示各种情景，这无疑增加了教学培训工作的成本投入，同时也使得操作更为复杂，实现难度较大。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有的光源控制装置功能单一而需要与其它设备配合使用才能应用在教学培训工作的缺陷，从而提出一种集成多功能、操作简易、降低成本的教学用光学控制装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型提供一种教学用多功能光源控制装置，包括集成设置的数字光源控制器、模拟光源控制器和点光源控制器，所述数字光源控制器、所述模拟光源控制器和所述点光源控制器独立地控制光源的光强和频闪。

优选地，该结构的教学用多功能光源控制装置，所述数字光源控制器包括与光源连接的第一MOS管开关、与所述第一MOS管开关连接的第一驱动器、与所述第一驱动器连接的主控芯片，通过所述主控芯片发送PWM至所述第一驱动器以驱动所述第一MOS管开关对光源的光强进行控制。

进一步优选地，该结构的教学用多功能光源控制装置，控制所述主控芯片的工作通道包括分别与所述主控芯片连接的第一手动开关、上位机和第一外部触发开关。

进一步优选地，该结构的教学用多功能光源控制装置，在所述主控芯片和所述第一外部触发开关之间设置有第一光耦隔离器，以对光源的频闪进行控制；

所述上位机通过RS232通讯向所述主控芯片发送指令对光源的光强进行控制。

进一步优选地，该结构的教学用多功能光源控制装置，在光源和所述主控芯片之间还设置有过流检测器以检测所述第一MOS管开关的电流。

进一步优选地，该结构的教学用多功能光源控制装置，所述数字光源控制器还包括与所述主控芯片连接以用于显示不同工作通道下光强设定值的七段码显示器以及用于保存光强设定值的EEPROM。

优选地，该结构的教学用多功能光源控制装置，所述模拟光源控制器包括与光源连接的稳压电源电路、与所述稳压电源电路连接的第二手动开关，通过所述第二手动开关调节所述稳压电源电路的输出以对光源的光强进行控制。

进一步优选地，该结构的教学用多功能光源控制装置，所述模拟光源控制器还包括与所述稳压电源电路连接的第二驱动器、与所述第二驱动器连接的第二光耦隔离器、与所述第二光耦隔离器连接的第二外部触发开关，所述第二外部触发开关的信号通过所述第二光耦隔离器经所述第二驱动器传输至所述稳压电源电路以对光源的频闪进行控制。

优选地，该结构的教学用多功能光源控制装置，所述点光源控制器包括与光源连接的第二MOS管开关、与所述第二MOS管开关连接的运算放大电路、与所述运算放大电路连接的设定值采集电路以及与所述设定值采集电路相连接的第三手动开关以对光源的光强进行控制。

进一步优选地，该结构的教学用多功能光源控制装置，所述点光源控制器还包括与所述运算放大电路连接的第三驱动器、与所述第三驱动器连接的第三光耦隔离器、与所述第三光耦隔离器连接的第三外部触发开关以对光源的频闪进行控制。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的教学用多功能光源控制装置，包括集成设置的数字光源控制器、模拟光源控制器和点光源控制器，数字光源控制器、模拟光源控制器和点光源控制器独立地控制光源的光强和频闪。

该结构的教学用多功能光源控制装置，将数字光源控制器、模拟光源控制器和点光源控制器集成设置在同一设备中，通过分别控制数字光源控制器、模拟光源控制器和点光源控制器可实现光源的光强调节以及频闪功能，在应用于教学培训工作时无需与其它设备配合使用，降低了成本投入，同时该光源控制装置操作简易，实用性强。

2.本实用新型提供的教学用多功能光源控制装置，通过人工手动、外部触发或上位机三种模式均可实现电源的光强控制和频闪功能，简化操作，受训人员能够快速掌握。

3.本实用新型提供的教学用多功能光源控制装置，在数字调光控制器的主控芯片和光源之间设置过流检测器，以检测第一MOS管开关的电流，如果有故障发生，将故障信号反馈至主控芯片。

4.本实用新型提供的教学用多功能光源控制装置，在数字光源控制器内设置与主控芯片连接的七段码显示器和EEPROM，七段码显示器可显示不同工作通道的光强设定值，同时将该光强设定值保存至EEPROM，下次工作时无需重复设置，简化了操作。

5.本实用新型提供的教学用多功能光源控制装置，模拟光源控制器的光强设定值通过第二手动开关调节稳压电源电路的输出，实现对光源的光强控制。

6.本实用新型提供的教学用多功能光源控制装置，点光源控制器的光强设定值通过运算放大器积分电路驱动第二MOS管开关，第二MOS管开关电路串联设定值采集电路，反馈信号给运算放大器积分电路，实现对光源的快速、精确控制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例1提供的教学用多功能光源控制装置示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的数字光源控制器示意图；

图3为图2中数字光源控制器电路图；

图4为本实用新型实施例1提供的模拟光源控制器示意图；

图5为图4中模拟光源控制器电路图；

图6为本实用新型实施例1提供的点光源控制器示意图；

图7为图6中点光源控制器电路图；

附图标记说明：

1-壳体；2-数字光源控制器；3-模拟光源控制器；4-点光源控制器；5-操作界面；6-第一模式选择开关；7-第二模式选择开关；8-第三模式选择开关；9-第一光源；10-第二光源；11-第三光源。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种教学用多功能光源控制装置，如图1所示，包括壳体1以及集成设置在该壳体1内的数字光源控制器2、模拟光源控制器3和点光源控制器4。在壳体1上设置操作界面5，操作界面5上设置有分别与数字光源控制器2、模拟光源控制器3和点光源控制器4连接的第一模式选择开关6、第二模式选择开关7、第三模式选择开关8，通过人工模式、频闪模式或上位机模式进行选择模式选择。教学工作人员可通过第一模式选择开关6、第二模式选择开关7、第三模式选择开关8分别对数字光源控制器2、模拟光源控制器3、点光源控制器4进行控制，继而分别实现对第一光源9、第二光源10、第三光源11的光强和频闪功能的控制，可应用于实际教学培训工作中。

如图2所示，数字光源控制器2包括依次连接的MCU主控芯片、第一驱动器IC和第一MOS管开关，第一MOS管开关与第一光源9连接。该MCU主控芯片接受到控制信号后发送PWM至第一驱动器IC，驱动第一MOS管开关，实现对第一光源9光强的控制。

其中，MCU主控芯片接受控制信号的工作通道包括三种模式：人工模式、频闪模式或上位机模式。具体地，人工模式为通过按键开关直接控制MCU主控芯片来调节第一光源9的光强；上位机模式是通过RS232接口向MCU主控芯片发送指令，控制第一光源9的光强；频闪模式为外部触发，在第一触发接口和MCU主控芯片之间设置第一光耦隔离器，外部触发信号通过第一光耦隔离器传输至MCU主控芯片，MCU主控芯片根据触发信号发送光源控制信号，以控制第一光源9的频闪功能。

为提高安全性，在MCU主控芯片和第一MOS管之间设置过流检测器，通过检测第一MOS管开关的电流，实现过流检测功能，如果有故障发生，将故障信号反馈至MCU主控芯片。

在数字光源控制器2内设置有与MCU主控芯片连接的七段码显示器和EEPROM，七段码显示器可显示不同工作通道的光强设定值，同时将该光强设定值保存至EEPROM，下次工作时无需重复设置，简化了操作。

如图3所示，当第一光源9开始工作后，通过高精度大功率采样电阻R，实时采集工作电流并反馈给MCU主控芯片，MCU主控芯片根据采集到的电流状态，及时通过控制第一MOS管来控制光源的工作电流大小，实现调光目的。

如图4所示，模拟光源控制器3包括稳压电源电路，该稳压电源电路为与第二光源10连接的线性稳压电源电路，通过调节该线性稳压电源电路的输出，实现对第二光源10光强和频闪功能的控制。

其中，控制稳压电源电路的工作通道包括两种模式：人工模式、频闪模式。具体地，人工模式为通过第一旋钮开关直接控制稳压电源电路来调节第二电源10的光强；频闪模式为外部触发，在第二触发接口和稳压电路之间依次设置第二光耦离合器、第二驱动器IC，外部触发信号依次通过第二光耦离合器、第二驱动器IC传输至线性稳压电源电路，通过控制稳压电源电路的工作状态，实现频闪功能。

模拟光源控制器2的电路如图5所示，Q2是稳压电源芯片，Q3是电源控制开关，U2是Q3的控制信号，P4是电源输出口。当U2为低电平时，Q3关闭，P4输出恒流源至稳压光源电路；当U2为高电平时，Q3打开，P4输出关闭。

如图6所示，点光源控制器3包括运算放大电路、第二MOS管开关，第二MOS开关与第三光源11连接，该运算放大电路为运算放大器积分电路，通过调节对运算放大器积分电路输出，驱动第二MOS管开关，实现对第三光源11光强和频闪的控制。

其中，控制运算放大电路的工作通道包括两种模式：人工模式、频闪模式。具体地，人工模式为通过第二旋钮开关，在第二旋钮开关和运算放大电路之间设置设定值采集电路，通过第二旋钮开关和设定值采集电路设置光强设定值，再将设定值传送至运算放大电路，驱动第二MOS管开关，实现对第三光源11的亮度控制，此过程中，设定值通过运算放电路驱动第二MOS管开关，而第二MOS管开关电路串联电流采样电阻，反馈信号给运算放大电路，实现对第三光源11的快速、精确控制；频闪模式为在第三触发接口和运算放大电路之间依次设置第三光耦隔离器、第三驱动器IC，外部触发信号通过第三光耦隔离器、第三驱动器IC传输至运算放大电路，通过控制运算放大电路的工作状态，实现频闪功能。

点光源控制器3的电路如图7所示，Q1是运算放大器芯片，与C1共同组成积分电路；U1是设定值输入，R3是电流采集电阻，D1是第二MOS管开关，工作在线性区，控制电流的大小。

当U1输入设定值大于R3反馈值时，Q1和C1组成的积分电路输出电压上升，D1通过电流增大，R3上的采集电压增大；当U1值小于R3反馈值时，Q1和C1组成的积分电路输出电压下降，D1通过电流减小，R3上的采集电压降低，最终电流稳定在设定值设定范围。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种教学用多功能光源控制装置，其特征在于，包括集成设置的数字光源控制器、模拟光源控制器和点光源控制器，所述数字光源控制器、所述模拟光源控制器和所述点光源控制器独立地控制光源的光强和频闪。

2.根据权利要求1所述的教学用多功能光源控制装置，其特征在于，所述数字光源控制器包括与光源连接的第一MOS管开关、与所述第一MOS管开关连接的第一驱动器、与所述第一驱动器连接的主控芯片，通过所述主控芯片发送PWM至所述第一驱动器以驱动所述第一MOS管开关对光源的光强进行控制。

3.根据权利要求2所述的教学用多功能光源控制装置，其特征在于，控制所述主控芯片的工作通道包括分别与所述主控芯片连接的第一手动开关、上位机和第一外部触发开关。

4.根据权利要求3所述的教学用多功能光源控制装置，其特征在于，在所述主控芯片和所述第一外部触发开关之间设置有第一光耦隔离器，以对光源的频闪进行控制；

所述上位机通过RS232通讯向所述主控芯片发送指令对光源的光强进行控制。

5.根据权利要求4所述的教学用多功能光源控制装置，其特征在于，在光源和所述主控芯片之间还设置有过流检测器以检测所述第一MOS管开关的电流。

6.根据权利要求5所述的教学用多功能光源控制装置，其特征在于，所述数字光源控制器还包括与所述主控芯片连接以用于显示不同工作通道下光强设定值的七段码显示器以及用于保存光强设定值的EEPROM。

7.根据权利要求1-6任一所述的教学用多功能光源控制装置，其特征在于，所述模拟光源控制器包括与光源连接的稳压电源电路、与所述稳压电源电路连接的第二手动开关，通过所述第二手动开关调节所述稳压电源电路的输出以对光源的光强进行控制。

8.根据权利要求7所述的教学用多功能光源控制装置，其特征在于，所述模拟光源控制器还包括与所述稳压电源电路连接的第二驱动器、与所述第二驱动器连接的第二光耦隔离器、与所述第二光耦隔离器连接的第二外部触发开关，所述第二外部触发开关的信号通过所述第二光耦隔离器经所述第二驱动器传输至所述稳压电源电路以对光源的频闪进行控制。

9.根据权利要求1-6任一所述的教学用多功能光源控制装置，其特征在于，所述点光源控制器包括与光源连接的第二MOS管开关、与所述第二MOS管开关连接的运算放大电路、与所述运算放大电路连接的设定值采集电路以及与所述设定值采集电路相连接的第三手动开关以对光源的光强进行控制。

10.根据权利要求9所述的教学用多功能光源控制装置，其特征在于，所述点光源控制器还包括与所述运算放大电路连接的第三驱动器、与所述第三驱动器连接的第三光耦隔离器、与所述第三光耦隔离器连接的第三外部触发开关以对光源的频闪进行控制。

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