KR100326148B1 - lamp control circuit reactive sound - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소리의 레벨에 따라 램프의 밝기가 변하도록 하는 소리에 반응하는 램프의 제어회로에 관한 것으로 종래의 오디오신호에 반응하는 램프 제어회로의 이용상의 문제점 및 저출력을 해결한 것이다. 이를 위해 본 발명에 따른 소리에 반응하는 램프의 제어회로는, 소리를 전기적인 신호로 변환하는 마이크로폰과; 상기 마이크로폰의 미약한 출력신호를 증폭하는 증폭회로부와; 상기 증폭회로의 출력신호의 피크치를 검출하는 피크검출회로부와; 상기 피크검출회로의 출력신호의 레벨을 수 단계로 검출하는 레벨검출회로부와; 상기 레벨검출회로의 출력신호를 게이트신호로 하여 스위칭하는 스위칭소자부와; 상기 스위칭소자의 온/오프에 따라 합성저항이 가변하는 저항부와; 상기 저항부의 합성저항에 의해 위상제어각이 변화하여 램프를 위상전력제어하는 위상전력제어회로부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. 이상 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 소리에 반응하는 램프의 제어회로는, 마이크로폰(X1)을 이용함으로써 음향기기의 출력신호 뿐만 아니라 공간상의 소리에 반응하는 것이 가능하다. 따라서, 실내 및 실외에서 장식조명으로 이용가능하다는 이점이 발생한다.The present invention relates to a control circuit of a lamp in response to a sound such that the brightness of the lamp changes in accordance with the level of the sound, and solves the problems and low output of the lamp control circuit in response to a conventional audio signal. To this end, the control circuit of the lamp in response to the sound according to the present invention includes a microphone for converting the sound into an electrical signal; An amplifier circuit section for amplifying the weak output signal of the microphone; A peak detection circuit section for detecting a peak value of the output signal of the amplifying circuit; A level detection circuit section for detecting the level of the output signal of the peak detection circuit in several steps; A switching element unit for switching the output signal of the level detection circuit as a gate signal; A resistor unit in which a synthesis resistance is changed according to on / off of the switching element; It characterized in that it comprises a phase power control circuit for controlling the phase power of the lamp by changing the phase control angle by the combined resistance of the resistor. As described above, the control circuit of the lamp responding to the sound according to the present invention can respond to the sound in the space as well as the output signal of the acoustic device by using the microphone X1. Thus, there is an advantage that it can be used for decorative lighting indoors and outdoors.
Description
본 발명은 소리에 반응하는 조명기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소리의 레벨에 따라 램프의 밝기가 변하도록 하는 소리에 반응하는 램프의 제어회로에 관한 것이다.The present invention relates to a luminaire responsive to sound, and more particularly to a control circuit of a lamp responsive to sound such that the brightness of the lamp changes in accordance with the level of the sound.
실내조명에 따라서 집안이나 매장의 분위기가 달라진다. 그리고 분위기는 매장의 매출과도 깊은 관계가 있다. 커피점이나 찻집 등 조용한 분위기가 요구되는 곳에서는 은은한 조명을, 백화점이나 사람이 많이 이동하는 곳에서는 밝은 조명으로 조명하는 것이 매출향상에 도움이 된다. 조명을 이용하여 매출을 향상하는 방법에는 상기와 같은 전반조명을 이용하는 방법 뿐만 아니라 램프를 반짝이게 하는 장식조명 등을 이용하여 실내를 장식하는 방법도 있다.Depending on the interior lighting, the atmosphere of the house or store will vary. Atmosphere is also closely related to the sales of the store. Soft lights in places where a quiet atmosphere is required, such as coffee shops or tea houses, and bright lights in department stores or in places where people move a lot can help increase sales. As a method of improving sales by using lighting, there is a method of decorating an interior using a general lighting as well as a method of decorating a lamp to shine a lamp.
장식조명으로는 일정한 시간을 주기로 점멸을 반복하는 조명으로 매우 일반적이다. 이러한 조명은 연말연시에 흔히 볼 수 있는 크리스마스 트리 등에서 많이 사용되고 있다. 또 다른 장식조명으로는 음악에 반응하는 조명이 있다. 이와 같은 음악조명은 음향기기의 출력신호를 음원으로 하여 이 음원신호에 DC전압을 사용하는 소형 램프가 반응하도록 설계되어 있다. 디스코텍이나 노래방 등에서 음악조명을 볼 수 있으며 이 음악조명의 장식효과는 매우 좋다. 이 음악조명에 대해서 첨부한 도면을 참조하여 간략히 살펴본다.It is very common to decorate the lighting repeatedly blinking at regular time. Such lighting is widely used in Christmas trees, which are commonly seen during the New Year holidays. Another decorative light is lighting that responds to music. Such music lighting is designed such that a small lamp using a DC voltage responds to the sound source signal using the output signal of the sound device as the sound source. Music lights can be seen in discotheques and karaoke, and the decorative effect of the music lights is very good. This music lighting is briefly described with reference to the accompanying drawings.
도1은 종래의 오디오신호에 반응하는 램프의 제어회로이다. 도1을 살펴보면, 입력단자(IN)가 있고, 이 입력단자(IN)의 일측은 콘덴서(C1)의 일측에 연결되어 있다. 콘덴서(C1)의 타측은 트랜지스터(Tr1)의 베이스단자와 연결되어 있고, 이 베이스단자에는 제1저항(R1)의 일측과 제2저항(R2)의 일측이 동시에 연결되어 있다. 상기 제1저항(R1)의 타측은 제3저항(R3)의 일측과 연결되어 있고, 제3저항(R3)의 타측은 LED(D1)의 애노드에 연결되어 있다. LED(D1)의 캐소드는 상기 트랜지스터(Tr1)의 컬렉터단자와 연결되어 있고, 이 트랜지스터(Tr1)의 이미터단자는 그라운드에 연결되어 있다. 상기 제2저항(R2)의 타측도 그라운드에 연결되어 있다. 그리고 제3저항(R3)의 일측에는 DC 9V 전원이 연결되어 있다.1 is a control circuit of a lamp in response to a conventional audio signal. 1, there is an input terminal IN, and one side of the input terminal IN is connected to one side of the capacitor C1. The other side of the capacitor C1 is connected to the base terminal of the transistor Tr1, and one side of the first resistor R1 and one side of the second resistor R2 are simultaneously connected to the base terminal. The other side of the first resistor R1 is connected to one side of the third resistor R3, and the other side of the third resistor R3 is connected to the anode of the LED D1. The cathode of the LED D1 is connected to the collector terminal of the transistor Tr1, and the emitter terminal of the transistor Tr1 is connected to the ground. The other side of the second resistor R2 is also connected to ground. A DC 9V power supply is connected to one side of the third resistor R3.
상기 입력단자(IN)는 음향기기로부터 출력되는 오디오신호를 음원으로 입력받기 위한 부분이다. 그리고 상기 트랜지스터(Tr1)와 콘덴서(C1), 제1저항(R1), 제2저항(R2), 제3저항(R3)은 저주파증폭회로를 구성하여 오디오신호를 증폭한다. 상기 제1저항(R1)과 제2저항(R2)은 트랜지스터(Tr1)의 동작점을 결정하고, 상기 제3저항(R3)은 LED(D1)로 유입되는 전류 제한용이다.The input terminal IN is a part for receiving an audio signal output from an acoustic device as a sound source. The transistor Tr1, the capacitor C1, the first resistor R1, the second resistor R2, and the third resistor R3 form a low frequency amplifier circuit to amplify the audio signal. The first resistor R1 and the second resistor R2 determine an operating point of the transistor Tr1, and the third resistor R3 is for limiting current flowing into the LED D1.
증폭된 신호는 트랜지스터(Tr1)의 컬렉터측에 나타나고, 컬렉터측의 전압변화에 따라 LED(D1)에 인가되는 전압이 변화한다. 따라서, LED(D1)는 변화하는 전압에 따라 밝기도 변화하고 결과적으로 오디오신호의 레벨에 따라 상기 LED(D1)의 밝기가 비례한다.The amplified signal appears on the collector side of the transistor Tr1, and the voltage applied to the LED D1 changes according to the voltage change on the collector side. Therefore, the brightness of the LED D1 changes according to the changing voltage, and consequently, the brightness of the LED D1 is proportional to the level of the audio signal.
이상의 오디오신호에 반응하는 램프는 음향기기의 오디오출력단자에 연결하여 사용할 수 있도록 구성되어 있다. 따라서, 음향기기가 없는 장소나 오디오출력단자가 없는 음향기기에서는 사용이 불가능하다는 문제점이 있다. 또한, LED 1개 및 2개를 점등할 정도로 출력이 약하여 도1과 같은 회로를 실내조명용으로 이용하는 것은 불가능하다. 도1의 회로보다 출력능력을 개선한 회로를 도2에 나타내었다.The lamp in response to the above audio signal is configured to be connected to the audio output terminal of the sound equipment. Therefore, there is a problem that it is impossible to use in a place without an audio device or an audio device without an audio output terminal. In addition, since the output is weak enough to light one LED and two LEDs, it is impossible to use the circuit of FIG. 1 for indoor lighting. FIG. 2 shows a circuit having improved output capability over the circuit of FIG.
도2를 살펴보면, 입력단자(IN)가 있고, 이 입력단자(IN)의 일측에 제1가변저항(VR1)의 일측이 연결되어 있다. 상기 제1가변저항(VR1)의 타측은 그라운드에 연결되어 있고, 제1가변저항(VR1)의 가변단자는 제1콘덴서(C1)의 마이너스 단자(-)에 연결되어 있다. 상기 제1콘덴서(C1)의 플러스단자(+)는 제1트랜지스터(Tr1)의 베이스단자에 연결되어 있고, 이 베이스단자에는 제1저항(R1)의 일측과 제2저항(R2)의 일측이 함께 연결되어 있다. 상기 제1저항(R1)의 타측은 제3콘덴서(C3)의 플러스단자, 제4콘덴서(C4)의 일측, 제3저항(R3)의 일측과 연결되어 있다. 그리고 상기 제2저항(R2)은 그라운드에 연결되어 있다. 제1트랜지스터(Tr1)의 컬렉터단자에는 상기 제3저항(R3)의 타측과 제2트랜지스터(Tr2)의 베이스단자가 연결되어 있고, 제1트랜지스터(Tr1)의 이미터단자는 제4저항(R4)을 통하여 그라운드에 연결되어 있다. 상기 제2트랜지스터(Tr2)의 컬렉터단자는 상기 제3저항(R3)의 일측 및 제3다이오드의 캐소드와 연결되어 있다. 그리고 제2트랜지스터(Tr2)의 이미터단자에는 제5저항(R5)의 일측과, 제1다이오드(D1)의 애노드가 연결되어 있다. 상기 제5저항(R5)의 타측은 그라운드에 연결되어 있고, 상기 제1다이오드(D1)의 캐소드단자에는 제2콘덴서(C2)의 플러스단자와 제6저항(R6)의 일측이 연결되어 있다. 상기 제6저항(R6)의 타측은 제3트랜지스터(Tr3)의 베이스단자와 제1저항(R1)의 일측이 연결되어 있다. 제1저항(R1)의 타측은 제2가변저항(VR2)의 일측과 가변단자가 연결되어 있다. 그리고 상기 제2가변저항(VR2)의 타측은 그라운드에 연결되어 있다. 상기 제3트랜지스터(Tr3)의 컬렉터단자에는 램프의 일측이 연결되어 있고, 이 램프의 타측은 상기 제3다이오드(D3)의 애노드, 제8저항(R8)의 일측, DC 12V 전원이 연결되어 있다. 제3트랜지스터(Tr3)의 이미터단자에는 그라운드가 연결되어 있다. 상기 제8저항(R8)의 타측은 LED(D2)의 애노드에 연결되어 있고, 이 LED(D2)의 캐소드는 그라운드에 연결되어 있다.Referring to FIG. 2, an input terminal IN is provided, and one side of the first variable resistor VR1 is connected to one side of the input terminal IN. The other side of the first variable resistor VR1 is connected to ground, and the variable terminal of the first variable resistor VR1 is connected to the negative terminal (−) of the first capacitor C1. The plus terminal (+) of the first capacitor C1 is connected to the base terminal of the first transistor Tr1, and one side of the first resistor R1 and one side of the second resistor R2 are connected to the base terminal. Are connected together. The other side of the first resistor R1 is connected to the positive terminal of the third capacitor C3, one side of the fourth capacitor C4, and one side of the third resistor R3. The second resistor R2 is connected to ground. The other terminal of the third resistor R3 and the base terminal of the second transistor Tr2 are connected to the collector terminal of the first transistor Tr1, and the emitter terminal of the first transistor Tr1 is connected to the fourth resistor R4. Is connected to ground. The collector terminal of the second transistor Tr2 is connected to one side of the third resistor R3 and the cathode of the third diode. One side of the fifth resistor R5 and an anode of the first diode D1 are connected to the emitter terminal of the second transistor Tr2. The other side of the fifth resistor R5 is connected to ground, and a positive terminal of the second capacitor C2 and one side of the sixth resistor R6 are connected to the cathode terminal of the first diode D1. The other side of the sixth resistor R6 is connected to the base terminal of the third transistor Tr3 and one side of the first resistor R1. The other side of the first resistor R1 is connected to one side of the second variable resistor VR2 and the variable terminal. The other side of the second variable resistor VR2 is connected to ground. One end of the lamp is connected to the collector terminal of the third transistor Tr3, and the other end of the lamp is connected to an anode of the third diode D3, one side of an eighth resistor R8, and a DC 12V power supply. . The ground is connected to the emitter terminal of the third transistor Tr3. The other side of the eighth resistor R8 is connected to the anode of the LED D2, and the cathode of the LED D2 is connected to the ground.
상기 입력단자(IN)는 음향기기의 오디오 출력단자와 연결되어 음향기기의 오디오 출력신호를 입력받는다. 입력된 오디오신호는 제1트랜지스터(Tr1)를 중심으로 구성된 증폭회로에 의해 증폭되고, 다음단의 제2트랜지스터(Tr2)의 베이스단자로 입력된다. 제2트랜내지스터(Tr2)는 이미터폴로어로 동작하여 제2트랜지스터(Tr2)의 출력임피던스를 낮춘다. 제2트랜지스터(Tr2)의 이미터단자로 출력된 신호는 제1다이오드(D1)와 제2콘덴서(C2)에 의해 맥동이 완만해진다. 그리고 제3트랜지스터(Tr3)는 달링턴접속된 트랜지스터로서 전류증폭률이 높다. 따라서, 상기 제1다이오드(D1)를 거쳐 상기 제3트랜지스터(Tr3)의 베이스단자로 입력된 미약한 전류에도 컬렉터측의 램프를 밝게 점등시킬 수 있다. 제2가변저항(VR2)은 제3트랜지스터(Tr3)의 동작점을 조절한다.The input terminal IN is connected to an audio output terminal of the sound device to receive an audio output signal of the sound device. The input audio signal is amplified by an amplifier circuit centered around the first transistor Tr1 and input to the base terminal of the second transistor Tr2 of the next stage. The second transistor Tr2 operates as an emitter follower to lower the output impedance of the second transistor Tr2. The signal output to the emitter terminal of the second transistor Tr2 is gently pulsated by the first diode D1 and the second capacitor C2. The third transistor Tr3 is a Darlington connected transistor with a high current amplification factor. Therefore, the lamp on the collector side can be brightly lit even by a weak current inputted through the first diode D1 to the base terminal of the third transistor Tr3. The second variable resistor VR2 adjusts the operating point of the third transistor Tr3.
이상 살펴본 바와 같이 도2의 회로의 전체적인 동작은 도1의 회로와 마찬가지로 트랜지스터 증폭회로에 의해 베이스단자로 입력된 음원신호에 의해 트랜지스터의 컬렉터측에 연결된 램프가 음원신호에 반응하여 점등을 달리하는 구조로 되어 있다. 그러나 이상과 같은 종래의 오디오신호에 반응하는 램프의 제어회로는 낮은 DC전압을 이용하여 출력이 낮을 뿐만 아니라 음향기기의 출력신호를 이용해야 한다. 그리고 출력이 낮기 때문에 실내 조명용으로는 부적합하고 장식용 정도로만 사용할 수 있다. 이러한 이유로 종래의 램프 제어회로는 실용적이지 못하고 사용에 제약이 많이 따른다는 문제점이 있다.As described above, the overall operation of the circuit of FIG. 2 has a structure in which the lamp connected to the collector side of the transistor is switched on in response to the sound source signal by the sound source signal inputted to the base terminal by the transistor amplifying circuit as in the circuit of FIG. It is. However, the control circuit of the lamp in response to the conventional audio signal as described above should use the output signal of the sound equipment as well as low output by using a low DC voltage. And because of its low power, it is not suitable for indoor lighting and can only be used for decorative purposes. For this reason, there is a problem that the conventional lamp control circuit is not practical and uses a lot of restrictions.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 음향기기의 오디오 출력신호 뿐만 아니라 자연상태의 소리에도 반응하여 밝기가 변하며 실내조명 및 장식용 조명으로 사용가능한 램프의 제어회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a control circuit of a lamp that changes brightness in response to not only an audio output signal of an acoustic device but also a sound of a natural state and can be used for indoor lighting and decorative lighting. .
도1은 종래의 오디오신호에 반응하는 램프의 제어회로도 1.1 is a control circuit diagram of a lamp in response to a conventional audio signal.
도2는 종래의 오디오신호에 반응하는 램프의 제어회로도 2.2 is a control circuit diagram of a lamp in response to a conventional audio signal.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 소리에 반응하는 램프의 회로도.3 is a circuit diagram of a lamp in response to sound in accordance with an embodiment of the present invention.
도4는 레벨 인디케이터 AN6879의 내부 블럭도 및 테스터회로.4 is an internal block diagram and tester circuit of the level indicator AN6879.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
Q1 ~ Q7 : 포토트랜지스터 Q8 : 트라이악Q1 ~ Q7: Phototransistor Q8: Triac
Q9 : 다이악 X1 : 마이크로폰Q9: DIAX X1: Microphone
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 소리에 반응하는 램프의 제어회로는, 소리를 전기적인 신호로 변환하는 마이크로폰과; 상기 마이크로폰의 미약한 출력신호를 증폭하는 증폭회로부와; 상기 증폭회로의 출력신호의 피크치를 검출하는 피크검출회로부와; 상기 피크검출회로의 출력신호의 레벨을 수 단계로 검출하는 레벨검출회로부와; 상기 레벨검출회로의 출력신호를 게이트신호로 하여 스위칭하는 스위칭소자부와; 상기 스위칭소자의 온/오프에 따라 합성저항이 가변하는 저항부와; 상기 저항부의 합성저항에 의해 위상제어각이 변화하여 램프를 위상전력제어하는 위상전력제어회로부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the control circuit of the lamp in response to the sound according to the present invention includes a microphone for converting the sound into an electrical signal; An amplifier circuit section for amplifying the weak output signal of the microphone; A peak detection circuit section for detecting a peak value of the output signal of the amplifying circuit; A level detection circuit section for detecting the level of the output signal of the peak detection circuit in several steps; A switching element unit for switching the output signal of the level detection circuit as a gate signal; A resistor unit in which a synthesis resistance is changed according to on / off of the switching element; It characterized in that it comprises a phase power control circuit for controlling the phase power of the lamp by changing the phase control angle by the combined resistance of the resistor.
또한, 상기 레벨검출회로는, 입력신호의 대수에 비례하는 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.The level detecting circuit may output a signal proportional to the number of input signals.
또한, 상기 피크검출회로는, 입력신호의 레벨변화를 둔화시켜주는 소정의 시정수를 가지고 피크치를 검출하는 것을 특징으로 한다.The peak detection circuit is further characterized by detecting a peak value with a predetermined time constant that slows the level change of the input signal.
또한, 상기 스위칭소자는, 위상전력제어회로와 레벨검출회로를 전기적으로 절연시키기 위해 포토트랜지스터를 이용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the switching device is characterized by using a phototransistor to electrically insulate the phase power control circuit and the level detection circuit.
또한, 상기 위상전력제어회로는, 전력스위칭소자로 트라이악을 이용하는 것을 특징으로 한다.The phase power control circuit is characterized in that a triac is used as the power switching element.
또한, 상기 피크검출회로와 상기 레벨검출회로는, 오디오 신호의 레벨을 LED의 점등으로 표시하도록 설계된 레벨인디케이터 전용 칩을 이용하는 것을 특징으로 한다.The peak detection circuit and the level detection circuit use a level indicator dedicated chip designed to display the level of the audio signal by the lighting of the LED.
또한, 상기 레벨인디케이터는, AN6879 칩인 것을 특징으로 한다.The level indicator may be an AN6879 chip.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 소리에 반응하는 램프의 제어회로의 구성을 상세히 설명한다. 도3은 본 발명의 일 실시예를 보인 것으로 220V 용 램프의 점등을 소리에 반응하도록 제어하는 회로이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration of the control circuit of the lamp in response to the sound according to the present invention. Figure 3 shows an embodiment of the present invention is a circuit for controlling the lighting of the 220V lamp to respond to the sound.
도3을 살펴보면, AC 220V 전원(V1)의 일측에 스위치(SW1)의 일측이 연결되어 있고, 이 스위치(SW1)의 타측은 램프(LP)가 연결되어 있다. 램프(LP)의 타측은 제17저항(R17)의 일측에 연결되어 있다. 이 제17저항(R17)의 타측은 제1콘덴서(C1)의 일측과 제1가변저항(VR1)의 일측에 연결되어 있다. 상기 제1가변저항(VR1)의 타측은 제15저항(R15)의 일측과 제2콘덴서(C2)의 일측, 그리고 다이악(Q9)의 일측에 연결되어 있다. 상기 제15저항(R15)의 타측은 제1포토트랜지스터(Q1) 부터 제7포토트랜지스터(Q7)의 이미터단자에 연결되어 있고, 이들 포토트랜지스터(Q1~Q7)의 컬렉터단자는 제1저항(R1) 부터 제7저항(R7)의 일측에 연결되어 있다. 그리고 이들 저항(R1~R7)의 타측은 제17저항(R17)의 일측에 연결되어 있다. 상기 포토트랜지스터들(Q1~Q7)의 게이트측은 발광다이오드로 되어 있으며 이들 발광다이오드의 캐소드는 각각 저항(R8~R14)을 통하여 연결되어 있다. 상기 다이악(Q9)의 타측은 트라이악(Q8)의 게이트단자에 연결되어 있고, 이 트라이악(Q8)의 일측은 상기 램프(LP)의 타측에 연결되어 있다. 그리고 상기 트라이악(Q8)의 타측은 제1콘덴서(C1)의 타측, 제2콘덴서(C2)의 타측과 함께 AC 220V 전원(V1)의 타측에 연결되어 있다. 그리고 상기 트라이악(Q8)의 일측에는 제3콘덴서(C3)의 일측이 연결되어 있고, 이 제3콘덴서(C3)의 타측은 제16저항(R16)의 일측과 연결되어 있다. 상기 제16저항(R16)의 타측은 그라운드에 연결되어 있다. 상기 발광다이오드들의 애노드단자에는 레벨 인디케이터(level indicator)의 출력단자(out)가 연결되어 있고, 이 레벨 인디케이터의 입력단자(in)에는 제18저항(R18)의 일측에 연결되어 있다. 한편, 마이크로폰(X1)이 있고, 이 마이크로폰(X1)의 출력은 OP앰프(U1)의 입력측에 연결되어 있고, 이 OP앰프(U1)의 출력단자는 제18저항(R18)의 타측에 연결되어 있다.Referring to FIG. 3, one side of the switch SW1 is connected to one side of the AC 220V power supply V1, and the lamp LP is connected to the other side of the switch SW1. The other side of the lamp LP is connected to one side of the seventeenth resistor R17. The other side of the seventeenth resistor R17 is connected to one side of the first capacitor C1 and one side of the first variable resistor VR1. The other side of the first variable resistor VR1 is connected to one side of the fifteenth resistor R15, one side of the second capacitor C2, and one side of the diaak Q9. The other side of the fifteenth resistor R15 is connected to the emitter terminals of the first phototransistor Q1 to the seventh phototransistor Q7, and the collector terminals of these phototransistors Q1 to Q7 are connected to the first resistor (1). R1) to one side of the seventh resistor R7. The other side of the resistors R1 to R7 is connected to one side of the seventeenth resistor R17. The gate side of the phototransistors Q1 to Q7 is formed of light emitting diodes, and the cathodes of the light emitting diodes are connected through resistors R8 to R14, respectively. The other side of the diac Q9 is connected to the gate terminal of the triac Q8, and one side of the triac Q8 is connected to the other side of the lamp LP. The other side of the triac Q8 is connected to the other side of the AC 220V power supply V1 together with the other side of the first capacitor C1 and the other side of the second capacitor C2. One side of the third capacitor C3 is connected to one side of the triac Q8, and the other side of the third capacitor C3 is connected to one side of the sixteenth resistor R16. The other side of the sixteenth resistor R16 is connected to ground. An output terminal (out) of a level indicator is connected to an anode terminal of the light emitting diodes, and an input terminal (in) of the level indicator is connected to one side of an eighteenth resistor (R18). On the other hand, there is a microphone (X1), the output of the microphone (X1) is connected to the input side of the OP amplifier (U1), the output terminal of this OP amplifier (U1) is connected to the other side of the eighteenth resistor (R18). .
상기 AC 220V 전원(V1)은 램프(LP)를 점등시키기 위한 전원으로 종래와 달리 본 발명에 따른 램프제어회로에서는 상용 교류전원을 이용하여 램프(LP)를 점등시키도록 구성하였다. 따라서, 일반 220V 용 백열전등 또는 크리스마스 트리 등을 본 발명을 이용하여 소리에 반응하여 점등하도록 하는 것이 가능하다.The AC 220V power source V1 is a power source for turning on the lamp LP. Unlike the related art, the lamp control circuit according to the present invention is configured to turn on the lamp LP using a commercial AC power source. Therefore, it is possible to make a general 220V incandescent lamp or a Christmas tree, etc., light up in response to sound using the present invention.
상기 램프(LP)의 광량을 제어하는 방법으로 본 발명에서는 위상제어방식을 이용하였으며 교류에서 위상제어를 하기 위해 트라이악(Q8)을 이용하였다. 트라이악(Q8)을 중심으로 다이악(Q9), 제15저항(R15), 제17저항(R17), 제1콘덴서(C1), 제2콘덴서(C2), 제1가변저항(VR1), 저항부(R1~R7)가 일반적으로 공지된 위상전력제어회로를 구성하고 있다.As a method of controlling the amount of light of the lamp LP, a phase control method is used in the present invention, and a triac Q8 is used to control phase in an alternating current. Around the triac Q8, the diaak Q9, the 15th resistor R15, the 17th resistor R17, the first capacitor C1, the second capacitor C2, the first variable resistor VR1, Resistor portions R1 to R7 constitute a generally known phase power control circuit.
위상제어는 온/오프제어와 다르고, 교류전원의 각 사이클마다 제어하기 때문에, 모터의 속도제어, 램프의 조광제어나 전열기의 온도제어 등 부하에 공급하는 평균전력을 제어하는 것에 대단히 유효한 방법이다.Since phase control differs from on / off control and is controlled at each cycle of the AC power supply, it is a very effective method for controlling the average power supplied to the load, such as motor speed control, lamp dimming control, and temperature control of the heater.
본 실시예에서는 교류전력 스위칭소자로서 트라이악(Q8)을 이용하였지만 본 실시예를 따르지 않고 SCR이나 다른 전력용 스위칭소자를 이용하는 것도 가능하다.In the present embodiment, triac Q8 is used as the AC power switching element, but it is also possible to use an SCR or other power switching element without following this embodiment.
다음으로, 트라이악(Q8)의 게이트단자에 연결된 다이악(Q9)은 상기트라이악(Q8)을 트리거시키기 위한 것이다. 그리고 제3콘덴서(C3)와 제16저항(R16)은 스누버(snubber)회로를 구성하여 트라이악(Q8) 양단에서의 과도특성 즉, dv/dt를 개선하기 위한 것이다.Next, the diaak Q9 connected to the gate terminal of the triac Q8 is for triggering the triac Q8. The third capacitor C3 and the sixteenth resistor R16 form a snubber circuit to improve the transient characteristics at both ends of the triac Q8, that is, dv / dt.
다음으로, 제1저항(R1)부터 제7저항(R7)까지의 저항부(R1~R7)와 제1가변저항(VR1)은 제1콘덴서(C1)와 제2콘덴서(C2)에 충전되는 전류량을 가감함으로써 다이악(Q9)의 브레이크오버전압(break over voltage) 도달시간을 조절하기 위한 구성이다. 다이악(Q9)의 브레이크오버전압 도달시간을 조절하면 트라이악(Q8)의 점호각을 제어할 수 있다. 즉, 트라이악(Q8)의 턴온(turn on) 및 턴오프(turn off)를 임의 위상각에서 제어할 수 있게 된다.Next, the resistors R1 to R7 and the first variable resistor VR1 from the first resistor R1 to the seventh resistor R7 are charged in the first capacitor C1 and the second capacitor C2. It is a configuration for adjusting the break over voltage arrival time of the diaq Q9 by adding or subtracting the amount of current. By adjusting the breakover voltage arrival time of the diaak Q9, the firing angle of the triak Q8 can be controlled. That is, the turn on and turn off of the triac Q8 can be controlled at an arbitrary phase angle.
상기 저항부(R1~R7)는 포토트랜지스터(Q1~Q7)에 의해 제15저항(R15)의 일측과 온/오프된다. 상기 포토트랜지스터(Q1~Q7)는 전자스위치 역할을 하도록 구성한 것이며, 이 포토트랜지스터는 레벨 인디케이터의 제어신호에 의해 온 또는 오프한다. 포토트랜지스터(Q1~Q7)를 온 또는 오프함에 따라 제15저항(R15)의 상단의 합성저항이 변한다. 합성저항이 변하면 제2콘덴서(C2)의 충전시간을 변화시킬 수 있게 되고 따라서, 트라이악(Q8)의 점호각을 제어할 수 있다.The resistor parts R1 to R7 are turned on / off with one side of the fifteenth resistor R15 by the phototransistors Q1 to Q7. The phototransistors Q1 to Q7 are configured to act as electronic switches, and the phototransistors are turned on or off by a control signal of a level indicator. As the phototransistors Q1 to Q7 are turned on or off, the combined resistance of the upper end of the fifteenth resistor R15 changes. When the synthesis resistance changes, the charging time of the second capacitor C2 can be changed, and therefore, the firing angle of the triac Q8 can be controlled.
다음으로, 상기 레벨 인디케이터는, 음향기기에서 많이 사용하는 칩으로 오디오신호의 피크값 레벨을 검출하여 LED를 점등시키는데 보통 이용된다. 본 실시예에서는 상기 레벨 인디케이터로 대수(log)표시 LED 레벨 인디케이터 IC인 AN6879를 이용하였다. 도4는 상기 AN6879의 내부 블럭다이어그램과 테스트회로를 나타낸 것이다.Next, the level indicator is a chip commonly used in an audio device and is usually used to detect a peak value level of an audio signal and to light an LED. In this embodiment, a log display LED level indicator IC AN6879 is used as the level indicator. 4 shows an internal block diagram and test circuit of the AN6879.
도4를 살펴보면, 출력은 +5dB~-23dB 까지 총 7단계의 출력을 가지며, 입력측(IN)의 OP앰프는 4.7μF의 콘덴서와 18kΩ의 저항의 곱으로 이루어진 시정수를 가진 피크검출회로를 구성하고 있다. 그리고 다음단의 7개의 비교기와 r1~r7의 조합은 멀티레벨 비교기 즉, 레벨검출회로를 구성하는 것으로, 저항값의 비율이 대수에 비례하게 선정되어 있다. 따라서, AN6879의 출력은 입력신호 레벨의 대수에 비례하는 이른바 데시벨표시 인디케이터이다. 도4의 테스트회로의 경우 약 1.5V의 입력이 0dB로 되게 설정되어 있어서, 각 비교기의 반전입력단자의 전압이 각각의 비반전입력단자의 전압을 넘으면 출력핀 전압이 제로로 되며, 정전류회로가 온되어 외부의 LED가 점등한다. 예를 들어, 입력신호의 피크치를 검출하고 레벨검출회로에 의해 레벨을 검출한 결과 0dB였다면 AN6879는 9~13번 출력단자측의 LED를 점등한다. 그리고 입력신호가 -7dB일 경우는 9~11번 출력단자측의 LED가 점등한다.Referring to Fig. 4, the output has a total of seven levels of output from + 5dB to -23dB, and the OP amplifier at the input side (IN) constitutes a peak detection circuit having a time constant composed of a product of 4.7 μF capacitor and 18 kΩ resistance. Doing. The combination of the seven comparators and r1 to r7 in the next stage constitutes a multilevel comparator, that is, a level detection circuit, and the ratio of the resistance values is selected in proportion to the number. Thus, the output of the AN6879 is a so-called decibel indicator that is proportional to the number of input signal levels. In the case of the test circuit of Fig. 4, the input of about 1.5V is set to 0dB. When the voltage of the inverting input terminal of each comparator exceeds the voltage of each non-inverting input terminal, the output pin voltage becomes zero, and the constant current circuit It turns on and the external LED turns on. For example, if the peak value of the input signal is detected and the level is detected by the level detection circuit, and the result is 0 dB, the AN6879 turns on the LEDs of the output terminals 9 to 13. And if input signal is -7dB, LED of 9 ~ 11 output terminal is on.
이상과 같이 동작하는 레벨 인디케이터의 출력단에 도4와 같은 레벨 표시용 LED 대신 본 실시예에서는 포토트랜지스터(Q1~Q7)를 연결하였다. 따라서, 입력신호의 레벨에 따라서 포토트랜지스터(Q1~Q7)의 온/오프가 결정된다. 레벨 인디케이터의 입력단에는 마이크로폰(X1)과 OP앰프(U1)와 저항(R18)이 연결되어 있다.The phototransistors Q1 to Q7 are connected to the output terminal of the level indicator operating as described above instead of the level display LED shown in FIG. Therefore, on / off of the phototransistors Q1 to Q7 is determined according to the level of the input signal. The microphone X1, the OP amplifier U1, and the resistor R18 are connected to the input terminal of the level indicator.
상기 마이크로폰(X1)은 공간상의 소리를 채집하여 전기적인 신호로 변환하기 위한 구성이다. 그리고 다음단의 OP앰프(U1)는 마이크로폰(X1)의 출력신호를 증폭하기 위한 구성이다. 상기 마이크로폰(X1)을 통해 공간상의 소리를 전기적인 신호로 변환하고 OP앰프(U1)를 이용하여 증폭하고, 이 증폭된 신호를 입력하여 레벨 인디케이터는 입력신호의 레벨을 검출한다.The microphone X1 is configured to collect sound in space and convert it into an electrical signal. The next stage OP amplifier U1 is configured to amplify the output signal of microphone X1. The sound in space is converted into an electrical signal through the microphone X1 and amplified using the OP amplifier U1, and the level indicator detects the level of the input signal by inputting the amplified signal.
레벨 인디케이터의 입력단에 마이크로폰(X1)과 증폭회로(U1)를 구성함으로써 종래와 달리 음향기기의 출력신호만을 입력신호로 하지 않고 음향기기가 아닌 공간상에서 소리를 채집하여 입력신호로 가공할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 소리에 반응하는 램프의 제어회로는 이용시 반드시 음향기기와 연결하여 사용하여야 하는 것과 같은 이용상의 제약을 받지 않는다. 램프(LP)를 설치하고자 하는 장소의 주변에 고성능의 마이크로폰(X1)을 1개 또는 다수개 설치하고 본 발명을 동작시키면 램프(LP)는 주변의 소리에 반응하여 밝기가 변화할 것이다.By configuring the microphone X1 and the amplifying circuit U1 at the input terminal of the level indicator, it is possible to process sound into an input signal by collecting sound in a space other than an acoustic device, instead of using only the output signal of the sound device as an input signal. Therefore, the control circuit of the lamp in response to the sound according to the present invention is not subject to the use restrictions, such as must be used in connection with the sound equipment when using. If one or more high performance microphones X1 are installed around the place where the lamp LP is to be installed and the present invention is operated, the lamp LP will change in response to the surrounding sound.
본 실시예에서는 레벨 인디케이터 전용 칩을 이용하여 구성하였지만 본 실시예를 따르지 않고 개별적으로 피크검출회로와 레벨검출회로를 구성하는 것도 가능하다. 피크검출회로를 구성할 때는 입력신호의 레벨 변화가 빠르므로 적당한 시정수를 갖도록 구성하는 것이 바람직하다.In this embodiment, the level indicator chip is used. However, the peak detection circuit and the level detection circuit can be configured separately without following this embodiment. When configuring the peak detection circuit, it is preferable to configure the peak detection circuit so as to have an appropriate time constant because the level change of the input signal is fast.
그리고 본 실시예에서는 입력신호레벨의 대수에 비례하는 레벨 인디케이터 칩을 사용하였지만 본 실시예를 따르지 않고 대수에 비례하지 않는 일반적인 선형비례형 레벨 인디케이터 칩을 사용하는 것도 가능하다. 레벨 인디케이터 전용 칩을 사용하지 않고 개별적으로 구성할 경우에 레벨검출회로의 구성도 선형비례형 또는 대수비례형으로 구성이 가능하다.In this embodiment, although a level indicator chip is used which is proportional to the number of input signal levels, it is also possible to use a general linear proportional level indicator chip which is not proportional to the number without following this embodiment. In case of individual configuration without using dedicated level indicator chip, the level detection circuit can be configured in linear proportionality or algebraic proportionality.
그리고 본 실시예에서 사용한 레벨 인디케이터는 입력신호를 7단계로 검출하지만 정밀한 검출을 위해서는 레벨검출회로를 개별적으로 구성하여 도4와 같은 비교기의 수를 7개 이상으로 늘리던가 또는 출력단계가 보다 많은 레벨 인디케이터 전용 칩을 사용하여 구성하는 것도 가능하다.The level indicator used in the present embodiment detects the input signal in seven stages, but for precise detection, the level detection circuit is individually configured to increase the number of comparators to seven or more, or more output stages. It is also possible to use an indicator dedicated chip.
레벨 인디케이터의 출력단(out) 에서 하이신호가 발생하면 포토트랜지스터(Q1~Q7)의 발광다이오드가 발광한다. 발광다이오드가 발광하면 포토트랜지스터(Q1~Q7)가 온되어 저항부(R1~R7)의 합성저항이 가변된다.When a high signal is generated at the output terminal out of the level indicator, the light emitting diodes of the phototransistors Q1 to Q7 emit light. When the light emitting diode emits light, the phototransistors Q1 to Q7 are turned on so that the combined resistance of the resistors R1 to R7 is variable.
본 실시예에서는 레벨 인디케이터를 중심으로 구성된 포토트랜지스터(Q1~Q7) 제어부를 위상전력제어회로로부터 전기적으로 절연시키기 위해 상기와 같은 포토트랜지스터를 이용하였다. 전기적으로 절연시킬 필요가 없다면 본 실시예와 같은 포토트랜지스터(Q1~Q7)를 사용하지 않고 일반적인 트랜지스터를 사용하는 것도 가능하다. 즉, 레벨 인디케이터의 출력신호를 트랜지스터의 베이스단자로 입력시켜 트랜지스터를 바로 온/오프시키도록 구성하는 것도 가능하다.In the present embodiment, the phototransistors as described above are used to electrically insulate the phototransistor Q1 to Q7 controllers, which are configured around the level indicators, from the phase power control circuit. If it is not necessary to electrically insulate, it is also possible to use a general transistor without using the phototransistors Q1 to Q7 as in the present embodiment. In other words, it is also possible to configure the transistor to directly turn on / off by inputting the output signal of the level indicator to the base terminal of the transistor.
또한, 전기적으로 절연을 시키더라도 발광소자와 트랜지스터가 일체로 된 본 실시예와 같은 포토트랜지스터(Q1~Q7)를 사용하지 않고 개별적으로 포토커플러와 트랜지스터를 사용하여 구성하는 것도 가능하다. 그리고 트랜지스터 대신 다른 스위칭소자 예를 들면, FET를 사용하는 것도 가능하다.In addition, even when electrically insulated, the photocoupler and the transistor can be individually configured without using the phototransistors Q1 to Q7 as in the present embodiment in which the light emitting element and the transistor are integrated. It is also possible to use other switching elements, for example FETs, instead of transistors.
이상 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 소리에 반응하는 램프의 제어회로는, 마이크로폰(X1)을 이용함으로써 음향기기의 출력신호 뿐만 아니라 공간상의 소리에 반응하는 것이 가능하다. 또한, 출력이 높으므로 실내 및 실외에서 전반조명 뿐만 아니라 장식조명용으로 이용가능하다는 이점이 발생한다.As described above, the control circuit of the lamp responding to the sound according to the present invention can respond to the sound in the space as well as the output signal of the acoustic device by using the microphone X1. In addition, the high output has the advantage that it can be used for decorative lighting as well as general lighting indoors and outdoors.
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