專利名稱：可逐個調(diào)光的燈杯型冷光燈控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種舞臺燈具控制系統(tǒng)，尤其涉及一種利用單片機(jī)控制燈杯型冷
光燈，使其實現(xiàn)可逐個調(diào)光的舞臺燈具控制系統(tǒng)，屬于照明技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在舞臺演出和影視拍攝中，舞臺影視燈具發(fā)揮著十分重要的作用。它有助于表現(xiàn) 節(jié)目的內(nèi)容，體現(xiàn)出作者的創(chuàng)作意圖，烘托出藝術(shù)氣氛，并使觀眾、攝影(像)機(jī)得到正確的 顏色感覺和曝光。目前，用于舞臺影視照明的燈具有很多種，如聚光燈、泛光燈、柔光燈、變 焦成像燈等。這些燈具都有一個共同的特點，即光源只有一個，需要在同一臺燈上完成聚光 調(diào)節(jié)、散光控制、變焦等操作。為此，需要設(shè)置單獨的調(diào)光臺來控制調(diào)光。 在專利申請?zhí)枮?00510102315.8的中國發(fā)明專利申請中，提供了一種舞臺燈光 調(diào)節(jié)裝置。該舞臺燈光調(diào)節(jié)裝置包括信號輸入及處理部分、控制生成部分和執(zhí)行部分；信號 輸入處理部分包括信號輸入單元和信號處理單元，控制生成部分包括微電腦控制單元及反 饋單元構(gòu)成，執(zhí)行部分包括主IGBT單元、輔IGBT單元、濾波單元和受控功率單元；控制生成 部分的信號輸入端連接信號輸入處理部分的輸出端、控制輸出端連接執(zhí)行部分的輸入端、 反饋輸入端通過反饋單元連接執(zhí)行部分的反饋輸出端、反饋輸出端連接信號輸入及處理部 分的反饋輸入端。該舞臺燈光調(diào)節(jié)裝置適用于所有類型的負(fù)載調(diào)光以及所有類型的負(fù)載調(diào) 壓。 燈杯型冷光燈是一種新近研發(fā)出來的舞臺影視燈具(可進(jìn)一步參考中國發(fā)明專 利ZL 200710177261. 0和實用新型專利ZL 200720002576. 7、 ZL 200720002575.2)。它的
特點是將熱量從燈杯泡后面輻射出去，從而減少了演出人員受到的紅外輻射，具有在相同 照度下耗電量小、節(jié)約電能、溫度低、重量輕、使用壽命長(為普通鹵鎢燈的十到二十倍)以 及安裝方便等優(yōu)點。但是，現(xiàn)有燈杯型冷光燈的光源是由多個冷反射照明燈杯串聯(lián)而成的。 這種串聯(lián)方式的缺陷是所有的燈杯必須同時點亮或同時熄滅。由于燈杯是串聯(lián)在電路中 的，只要有一個出現(xiàn)故障，就不能在220V電壓下正常使用，從而影響整個舞臺燈具的亮度。 另外，采用該種燈杯型冷光燈的舞臺影視燈具也不能逐個調(diào)節(jié)每一個燈杯的亮度，不能充 分滿足各類舞臺演出對燈光的不同需要。

發(fā)明內(nèi)容鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種可逐個 調(diào)光的燈杯型冷光燈控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)對燈杯型冷光燈中的各個燈杯獨立進(jìn)行控制， 使其實現(xiàn)可逐個調(diào)光。 為實現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本實用新型采用下述的技術(shù)方案 —種可逐個調(diào)光的燈杯型冷光燈控制系統(tǒng)，其特征在于 所述可逐個調(diào)光的燈杯型冷光燈控制系統(tǒng)包括單片機(jī)、濾波器、降壓變壓器、全波 整流電路、零點檢測電路、三端穩(wěn)壓器以及多組燈杯控制電路；其中，所述單片機(jī)分別連接各組燈杯控制電路，各組燈杯控制電路分別對燈杯型冷光燈中的各個燈杯獨立進(jìn)行調(diào)光控 制； 外部的交流電源連接濾波器的輸入端，經(jīng)所述濾波器處理后的交流電分為兩路， 一路供給所述降壓變壓器的輸入端，另一路供給燈杯控制電路中的可控硅功率控制器； 所述降壓變壓器的輸出端連接所述全波整流電路的輸入端，經(jīng)所述全波整流電路 后分為兩路，其中一路供給所述零點檢測電路的輸入端，另外一路供給所述三端穩(wěn)壓器的 輸入端； 所述零點檢測電路的輸出端連接單片機(jī)的同步信號輸入端，所述三端穩(wěn)壓器連接 單片機(jī)的Vcc端口。 其中，所述燈杯控制電路包括光電隔離驅(qū)動控制器、可控硅功率控制器、鹵素?zé)糇?壓器； 所述光電隔離驅(qū)動控制器直接連接所述單片機(jī)上的脈寬調(diào)制輸出端口，所述可控 硅功率控制器連接所述光電隔離驅(qū)動控制器，所述鹵素?zé)糇儔浩饕环矫孢B接被控制的燈 杯，另一方面連接所述可控硅功率控制器。 所述可逐個調(diào)光的燈杯型冷光燈控制系統(tǒng)還包括功能顯示控制面板，所述功能顯 示控制面板連接所述單片機(jī)的信號輸出端口。 所述可逐個調(diào)光的燈杯型冷光燈控制系統(tǒng)還包括DMX512信號輸出/輸入插座，所 述DMX512信號輸出/輸入插座連接所述單片機(jī)的信號輸入端口 。 本實用新型所提供的燈杯型冷光燈控制系統(tǒng)利用單片機(jī)和電力電子器件對燈杯 型冷光燈中的每一個燈杯分別進(jìn)行調(diào)光控制，在調(diào)光過程中可以只有一個燈杯處于在調(diào)光 狀態(tài)，其余燈杯都工作在全亮或者關(guān)斷狀態(tài)，因此可以滿足各類舞臺演出對舞臺燈光提出 的不同需求。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步的說明。


圖1為本實用新型所提供的燈杯型冷光燈控制系統(tǒng)的電氣原理方框圖； 圖2為本燈杯型冷光燈控制系統(tǒng)中，對各燈杯進(jìn)行調(diào)光控制的燈杯控制電路示意
圖； 圖3(a) 圖3(c)為圖2所示的燈杯控制電路進(jìn)行調(diào)光控制時的導(dǎo)通相角變化示 意圖。
具體實施方式如圖1所示，本實用新型所提供的燈杯型冷光燈控制系統(tǒng)由單片機(jī)、功能顯示控 制面板、匿X512信號輸出/輸入插座、濾波器、降壓變壓器、全波整流電路、零點檢測電路、 三端穩(wěn)壓器以及多組燈杯控制電路組成。其中單片機(jī)可以選擇8051系列單片機(jī)中的任意 一款，如STC89C54RD+等。這種選擇是本領(lǐng)域一般技術(shù)人員都能夠輕易實現(xiàn)的，在此就不詳 細(xì)贅述了 。功能顯示控制面板連接單片機(jī)上用于實現(xiàn)信號輸出的P0端口 ， DMX512信號輸出 /輸入插座連接單片機(jī)上用于實現(xiàn)信號輸入的P3. 0端口。外部的交流(AC)電源連接濾波器 的輸入端。經(jīng)濾波器濾波處理后的220V交流電分為兩路，一路供給降壓變壓器的輸入端，另一路供給燈杯控制電路中的可控硅功率控制器。降壓變壓器的輸出端連接全波整流電路 的輸入端。該降壓變壓器將220V交流電降為9V交流電，經(jīng)全波整流電路轉(zhuǎn)換為脈動直流 電后分為兩路，其中一路供給零點檢測電路的輸入端，另外一路供給三端穩(wěn)壓器的輸入端。 零點檢測電路的輸出端連接單片機(jī)的P3.2端口。該P3.2端口是同步信號輸入端口。三端 穩(wěn)壓器將脈動直流電穩(wěn)壓為5V直流電。它連接單片機(jī)的Vcc端，以便向單片機(jī)提供穩(wěn)定的 電源供應(yīng)。 在本燈杯型冷光燈控制系統(tǒng)中，可以根據(jù)燈杯型冷光燈中的燈杯個數(shù)確定所需的 燈杯控制電路的數(shù)量，一個燈杯需要一組燈杯控制電路進(jìn)行調(diào)光控制。例如在圖l所示的 實施例中，燈杯型冷光燈中包括18個燈杯，因此所使用的燈杯控制電路為18組。各組燈杯 控制電路分別與單片機(jī)上的脈寬調(diào)制(P麗)輸出端口 DM 1 18進(jìn)行連接。 如圖2所示，每一組燈杯控制電路包括光電隔離驅(qū)動控制器、可控硅功率控制器、 鹵素?zé)糇儔浩鳌㈦娮?、電容等組件。其中，光電隔離驅(qū)動控制器Q的輸入端通過電阻R3連接 單片機(jī)的DIM端口 ，輸出端直接與可控硅功率控制器T相連接。該可控硅功率控制器T可 以是GT0或者IGBT等電力電子器件。在可控硅功率控制器T的兩端連接有由電阻Rl和電 容C組成的阻容吸收電路，用于保護(hù)可控硅不被浪涌電流或換向過電壓擊穿。鹵素?zé)糇儔?器一方面連接被控制的燈杯型冷光燈的燈杯，另一方面連接可控硅功率控制器。由于燈杯 型冷光燈中的燈杯基本都采用12V的工作電壓，因此外部的輸入電壓必須經(jīng)鹵素?zé)糇儔浩?降壓。鹵素?zé)糇儔浩髋c燈杯的功率匹配一致，輸出12V低電壓供給各燈杯。 上述燈杯控制電路的調(diào)光功能是這樣實現(xiàn)的220V交流電源經(jīng)過濾波器輸入到 降壓變壓器，降壓變壓器降壓后輸出9V交流電，經(jīng)全波整流輸入到三端穩(wěn)壓器，三端穩(wěn)壓 器輸出5V直流電，保障單片機(jī)正常工作。9V交流電經(jīng)過全波整流電路后輸出直流，再經(jīng)過 零點檢測電路產(chǎn)生同步方波，輸入給單片機(jī)上作為同步信號輸入端的P3. 2端口。單片機(jī)根 據(jù)上述的同步方波找到起始點，通過各個DIM端口輸出不同的脈寬波形給各個光電隔離驅(qū) 動控制器。光電隔離驅(qū)動控制器相應(yīng)輸出脈沖信號，控制可控硅功率控制器中可控硅的開 通相角。如圖3(a) 圖3(c)所示，其顯示了同步方波的位置與開通相角之間的關(guān)系。很 顯然，電壓波形被切的面積不同，可控硅功率控制器的輸出功率也就不同，從而使燈杯的功 率不同(表現(xiàn)為亮度不同)。可控硅功率控制器根據(jù)脈沖信號進(jìn)行切相以控制功率輸出，使 燈杯亮度從全亮100%遞減直至切到正弦波波形維持燈杯最小亮度10%，反之可以由最小 亮度10%調(diào)到燈杯最亮100%。圖3(a)所示即為可控硅導(dǎo)通角面積最大時即燈杯全亮的 情況。在圖3(b)和圖3(c)中，可控硅導(dǎo)通角的面積從80%直至減小到10%，燈杯亮度逐 漸變小。由此可以看出，可控硅導(dǎo)通角的大小直接決定燈杯的明暗程度。 燈杯型冷光燈的燈杯多為鹵鎢燈。鹵鎢燈在全亮?xí)r達(dá)到規(guī)定色溫，在調(diào)光過程中 其色溫會逐漸降低(表現(xiàn)為白色逐漸變?yōu)辄S色)。由于單片機(jī)上有多個脈寬調(diào)制輸出端口 (DM1 DM18)分別控制燈杯型冷光燈中各個燈杯的調(diào)光。因此各個燈杯調(diào)光時各自互不 干擾。當(dāng)一個燈杯處在調(diào)光狀態(tài)時其他燈杯可以仍處在全亮或者全熄狀態(tài)。由此可見，本 燈杯型冷光燈控制系統(tǒng)在調(diào)光過程中，只有一個燈杯處于調(diào)光狀態(tài)而色溫偏低，但是其他 燈杯還工作在規(guī)定的色溫上，所以整個燈杯型冷光燈的色溫基本不受影響。 本燈杯型冷光燈控制系統(tǒng)中設(shè)有功能顯示控制面板。在功能顯示控制面板上設(shè)有 功能鍵(F)、增鍵(A)、減鍵(T )、數(shù)字調(diào)光臺控制指示燈和LED數(shù)字顯示。其中功能鍵用于選擇控制方式(自動控制或手動)。在兩種控制方式切換時，只需要按一下功能鍵即可 達(dá)到切換目的。增鍵(▲)用于使燈杯的亮度增加，減鍵(▼)用于使燈杯的亮度變低。功 能顯示控制面板通過單片機(jī)的P0端口將調(diào)光控制信號返回給單片機(jī)，以便實現(xiàn)對燈杯型 冷光燈中每一個燈杯的調(diào)光控制。 本燈杯型冷光燈控制系統(tǒng)還可以用數(shù)字調(diào)光臺來逐個控制單個燈杯的亮滅。如前 所述，在控制系統(tǒng)中設(shè)有基于DMX512協(xié)議的信號輸入插座和信號輸出插座。DMX 512協(xié)議 是燈光行業(yè)數(shù)字化設(shè)備的通用信號控制協(xié)議。該協(xié)議以幀為單位，每幀數(shù)據(jù)由同步頭和512 個字節(jié)組成，以符合EIA 485標(biāo)準(zhǔn)的串行方式進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。信號輸入插座將來自 數(shù)字調(diào)光臺的控制信號輸入到單片機(jī)的P3. 0端口，由單片機(jī)來調(diào)整燈杯控制電路的輸出 信號，以便實現(xiàn)逐個控制各燈杯亮度。上述的DMX512信號輸出插座可以與另一臺燈杯型冷 光燈的DMX512信號輸入插座連接，從而使多臺燈杯型冷光燈實現(xiàn)級聯(lián)。在這種情況下，通 過一套燈杯型冷光燈控制系統(tǒng)就可以使多臺燈杯型冷光燈中的單個燈杯實現(xiàn)逐個調(diào)光功 能。 數(shù)字調(diào)光臺控制方式與功能顯示控制面板控制方式的區(qū)別在于功能顯示控制面 板安裝在燈杯型冷光燈上，屬于本地控制調(diào)光，而數(shù)字調(diào)光臺利用匿X信號連接到燈杯型 冷光燈上，屬于遠(yuǎn)程控制調(diào)光。 以上對本實用新型所述的可調(diào)光燈杯型冷光燈控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的說明。對本 領(lǐng)域的一般技術(shù)人員而言，在不背離本實用新型實質(zhì)精神的前提下對它所做的任何顯而易 見的改動，都將構(gòu)成對本實用新型專利權(quán)的侵犯，將承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。
權(quán)利要求一種可逐個調(diào)光的燈杯型冷光燈控制系統(tǒng)，其特征在于所述可逐個調(diào)光的燈杯型冷光燈控制系統(tǒng)包括單片機(jī)、濾波器、降壓變壓器、全波整流電路、零點檢測電路、三端穩(wěn)壓器以及多組燈杯控制電路；其中，所述單片機(jī)分別連接各組燈杯控制電路，各組燈杯控制電路分別對燈杯型冷光燈中的各個燈杯獨立進(jìn)行調(diào)光控制；外部的交流電源連接濾波器的輸入端，經(jīng)所述濾波器處理后的交流電分為兩路，一路供給所述降壓變壓器的輸入端，另一路供給燈杯控制電路中的可控硅功率控制器；所述降壓變壓器的輸出端連接所述全波整流電路的輸入端，經(jīng)所述全波整流電路后分為兩路，其中一路供給所述零點檢測電路的輸入端，另外一路供給所述三端穩(wěn)壓器的輸入端；所述零點檢測電路的輸出端連接單片機(jī)的同步信號輸入端，所述三端穩(wěn)壓器連接單片機(jī)的Vcc端口。
2. 如權(quán)利要求1所述的可逐個調(diào)光的燈杯型冷光燈控制系統(tǒng)，其特征在于 所述燈杯控制電路包括光電隔離驅(qū)動控制器、可控硅功率控制器、鹵素?zé)糇儔浩鳎黄渲?，所述光電隔離驅(qū)動控制器直接連接所述單片機(jī)上的脈寬調(diào)制輸出端口 ，所述可控硅功 率控制器連接所述光電隔離驅(qū)動控制器，所述鹵素?zé)糇儔浩饕环矫孢B接被控制的燈杯，另 一方面連接所述可控硅功率控制器。
3. 如權(quán)利要求1所述的可逐個調(diào)光的燈杯型冷光燈控制系統(tǒng)，其特征在于 所述可逐個調(diào)光的燈杯型冷光燈控制系統(tǒng)還包括功能顯示控制面板，所述功能顯示控制面板連接所述單片機(jī)的信號輸出端口。
4. 如權(quán)利要求1所述的可逐個調(diào)光的燈杯型冷光燈控制系統(tǒng)，其特征在于 所述可逐個調(diào)光的燈杯型冷光燈控制系統(tǒng)還包括匿X512信號輸出/輸入插座，所述DMX512信號輸出/輸入插座連接所述單片機(jī)的信號輸入端口 。
專利摘要本實用新型公開了一種可逐個調(diào)光的燈杯型冷光燈控制系統(tǒng)，包括單片機(jī)、濾波器、降壓變壓器、全波整流電路、零點檢測電路、三端穩(wěn)壓器以及多組燈杯控制電路。燈杯控制電路中包括光電隔離驅(qū)動控制器、可控硅功率控制器、鹵素?zé)糇儔浩鞯?。單片機(jī)分別連接各組燈杯控制電路。該控制系統(tǒng)采用獨立控制方式，利用單片機(jī)和電力電子器件對燈杯型冷光燈中的每一個燈杯分別進(jìn)行調(diào)光控制，可以使燈杯型冷光燈實現(xiàn)各個燈杯逐個調(diào)光。在調(diào)光過程中可以只有一個燈杯處于在調(diào)光狀態(tài)，其余燈杯都工作在全亮或者關(guān)斷狀態(tài)，因此色溫基本保持不變，可以滿足各類舞臺演出對舞臺燈光提出的不同需求。
文檔編號H05B39/04GK201533439SQ200920278939
公開日2010年7月21日 申請日期2009年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者劉鳳坤, 王晶, 郭炳文 申請人:北京星光影視設(shè)備科技股份有限公司