專利名稱：一種模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于電壁爐、壁畫、裝飾性壁燈內的模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的裝置及方法，尤其涉及一種能實現(xiàn)高度逼真的能模擬出燃燒時動態(tài)火苗及仿真碳床的裝置。
背景技術：
傳統(tǒng)的火焰模擬方法主要有三類1、空氣流動型，利用燈光照射鼓風機吹動的紅綢子模擬動態(tài)火焰；2、機械傳動型，電機帶動刻有透光孔的滾筒轉動，燈光透過滾筒投影在成像屏上，如中國專利號為ZL01113160. 8的模仿火焰燃燒圖像的裝置，或燈光在電機帶動的反射刷條上不規(guī)則反射產(chǎn)生攢動的火焰圖像，如美國專利號為4890600的模仿火焰燃燒圖像的裝置Fir印lace burning simulator unit, January 2，1990 ;3、智能控制型，利用控制電路控制多組發(fā)光體交替閃爍，使發(fā)光體構成的火焰圖案直射或無圖案的光線束通過火焰孔板透射到成像屏，產(chǎn)生動態(tài)閃爍的火焰圖案，如中國專利號為CN101162078A的一種模擬火焰圖像的方法及裝置。這三類裝置各有千秋，但第一類和第二類由于需要使用鼓風機或電機，產(chǎn)品的噪聲較大、厚度較厚、機身比較笨重。第三類雖然解決了前兩類的問題，但其存在的主要問題是1、火焰形狀主要由硬件決定，一旦需要改變主火焰形狀，則必須變更硬件；2、發(fā)光體開閉突然，火焰變化不連續(xù)；3、主發(fā)光體連續(xù)或高頻發(fā)光，僅靠少數(shù)發(fā)光體的亮滅難以產(chǎn)生動態(tài)逼真的火焰圖案；4、由發(fā)光體直射構成火焰圖案，需要大量的密集的排列發(fā)光體方可構成較為平滑的圖像，而通過火焰模板直射的圖案又比較呆板。傳統(tǒng)的碳床模擬方法主要有兩類1、光壓型，利用光壓帶動葉輪轉動，光線透過葉輪投射到仿真發(fā)熱物體上，產(chǎn)生里透外亮的燃燒景象且伴有亮暗的變化；2、光照型，發(fā)光體置于仿真發(fā)熱物體下常亮或閃爍，從而照亮碳床或產(chǎn)生碳床的亮暗變化。上述方法雖然能使碳床變亮或閃爍，但常亮的碳床缺乏變化，閃爍或光壓型的碳床不夠逼真。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的第一個技術問題是針對現(xiàn)有技術的現(xiàn)狀而提供一種模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的裝置，其噪聲低、節(jié)能環(huán)保、模擬火焰立體感強、火焰形狀大小變換多樣， 形態(tài)更為逼真。本發(fā)明所要解決的第二個技術問題是針對現(xiàn)有技術的現(xiàn)狀而提供一種模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的方法，使用該方法模擬動態(tài)火焰及仿真碳床，不僅能做到噪聲低、節(jié)能環(huán)保、其模擬出來的火焰立體感強、火焰形狀大小變換多樣，形態(tài)更為逼真。本發(fā)明解決上述第一個技術問題所采用的技術方案為該模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的裝置，其包括模擬火焰光源；
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成像屏；設置在模擬火焰光源與成像屏之間的火焰模板，模擬火焰光源發(fā)出的光線束能通過該火焰模板發(fā)生衍射，成像于所述成像屏上；至少頂部和側面能透光的模擬碳床，其置于成像屏之前或置于成像屏與火焰模板之間；置于模擬碳床內的碳床光源；其特征在于所述碳床光源與所述模擬火焰光源均采用點光源陣列，點光源陣列中的發(fā)光體之間供電相互獨立；所述模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的裝置還包括一用于控制所述碳床光源與所述模擬火焰光源中各個發(fā)光體供電電壓大小及供電時間的電氣控制裝置。所述碳床光源與所述模擬火焰光源的點光源陣列采用任意行數(shù)和任意列數(shù)構成的矩陣陣列，行列間距控制在5毫米至80毫米之間。所述碳床光源與所述模擬火焰光源中的發(fā)光體采用廣角發(fā)光二極管，碳床光源中的各發(fā)光體直接焊接在碳床光源電路板上，模擬火焰光源中的發(fā)光體直接焊接在模擬火焰光源電路板上。所述電氣控制裝置采用脈寬調制技術，編程實現(xiàn)對所述碳床光源與所述模擬火焰光源中的各發(fā)光體的漸變亮、漸變暗的控制，同時實現(xiàn)所述碳床光源與所述模擬火焰光源列陣中列從左至右或從右至左的滾動亮滅、行陣列從下至上的滾動亮滅以及滾動頻率和發(fā)光體亮度的調節(jié)，同時編程實現(xiàn)所述碳床光源與所述模擬火焰光源矩陣的多種點亮圖案以及這些圖案的周期性變化。較好的，將每個列陣列從下至上滾動亮滅的頻率設置為不同的值，中間列的頻率較高、兩邊列的頻率較低；另外，還可以將取值不同的列頻率進行組合分檔，每一列的頻率仍然不同，中間頻率仍然較高，其差別在于列頻率的平均值不同，利用所述電氣控制裝置可實現(xiàn)各檔之間的自動和手動變換；另外，還可以在自動程序中將不同的發(fā)光體亮度與不同的組合頻率檔進行再次組合，以實現(xiàn)火焰的更多變化。所述模擬火焰光源中的發(fā)光體直接焊接在模擬火焰光源電路板上，且與模擬火焰光源電路板呈10 80度夾角；所述模擬火焰光源電路板可直接鉚焊在噴有絕緣漆的背板上，也可通過轉角金屬片或金屬支架直接固定在背板上，與背板呈0 60度的夾角。所述火焰模板上具有圖案鏤空，且圖案鏤空的中間部分鏤空寬度為1毫米至30毫米，底部鏤空為10毫米至50毫米；火焰模板置于模擬火焰光源電路板和成像屏之間，且與火焰光源電路板平行或構成不大于30度的夾角，火焰模板通過轉角金屬片或金屬支架直接固定于背板上，與背板的間距在40毫米至70毫米之間；火焰模板采用不透光薄板直接沖壓鏤空或選用透光板將不需透光的部分用黑漆或紙板覆蓋制成。所述成像屏采用3毫米以上厚度的LED專用聚碳酸酯或亞克力黑色、茶色、煙灰色、藍色擴散板。所述電氣控制裝置包括第一單片機、第二單片機、晶振電路、復位電路、模擬火焰光源控制電路、碳床光源控制電路、遙控接收電路、手動按鍵控制電路、模擬火焰光源顯示電路、碳床光源顯示電路、遙控發(fā)射電路、遙控器按鍵控制電路，其中晶振電路、復位電路均與所述第一單片機、第二單片機相連，所述模擬火焰光源控制電路的輸入端與所述第一單片機的第一輸出端相連，碳床光源控制電路的輸入端與所述第一單片機的第二輸出端相連，模擬火焰光源顯示電路與模擬火焰光源控制電路的輸出端相連，碳床光源顯示電路與碳床光源控制電路的輸出端相連；遙控器按鍵控制電路與第二單片機相連，第二單片機的一輸出端與遙控發(fā)射電路的輸入端相連，遙控發(fā)射電路的輸出端通過無線網(wǎng)絡與遙控接收電路相連，遙控接收電路的輸出端與第一單片機相連。碳床光源電路板和模擬火焰光源電路板上均設計了擴展插槽。本發(fā)明解決上述第二個技術問題所采用的技術方案為該模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的方法，通過以下方式實現(xiàn)首先設置以下部件模擬火焰光源；成像屏；設置在模擬火焰光源與成像屏之間的火焰模板，模擬火焰光源發(fā)出的光線束能通過該火焰模板發(fā)生衍射，成像于所述成像屏上；至少頂部和側面能透光的模擬碳床；其置于成像屏之前或置于成像屏與火焰模板之間；置于模擬碳床內的碳床光源；其特征在于將所述碳床光源與所述模擬火焰光源采用點光源陣列，點光源陣列中的發(fā)光體之間供電相互獨立；然后再設置一個用來控制所述碳床光源與所述模擬火焰光源中各個發(fā)光體供電電壓大小及供電時間的電氣控制裝置。所述碳床光源與所述模擬火焰光源中的發(fā)光體采用廣角發(fā)光二極管，所述碳床光源與所述模擬火焰光源的點光源陣列采用任意行數(shù)和任意列數(shù)構成的矩陣陣列，行列間距控制在5毫米至80毫米之間。所述電氣控制裝置采用脈寬調制技術，編程實現(xiàn)對所述碳床光源與所述模擬火焰光源中的各發(fā)光體的漸變亮、漸變暗的控制，同時實現(xiàn)所述碳床光源與所述模擬火焰光源陣列中列從左至右或從右至左的變頻滾動亮滅、行陣列從下至上的變頻滾動亮滅以及不同滾動頻率組合和發(fā)光體亮度組合的手動與自動調節(jié)，同時編程實現(xiàn)所述碳床光源與所述模擬火焰光源矩陣的多種點亮圖案以及這些圖案的周期性變化。較好的，將每個列陣列從下至上滾動亮滅的頻率設置為不同的值，中間列的頻率較高、兩邊列的頻率較低；另外，還可以將取值不同的列頻率進行組合分檔，每一列的頻率仍然不同，中間頻率仍然較高，其差別在于列頻率的平均值不同，利用所述電氣控制裝置可實現(xiàn)各檔之間的自動和手動變換；另外，還可以在自動程序中將不同的發(fā)光體亮度與不同的組合頻率檔進行再次組合，以實現(xiàn)火焰的更多變化。所述模擬火焰光源中的發(fā)光體直接焊接在模擬火焰光源電路板上，且與模擬火焰光源電路板呈10 80度夾角；所述模擬火焰光源電路板可直接鉚焊在噴有絕緣漆的背板上，也可通過轉角金屬片或金屬支架直接固定在背板上，與背板呈0 60度的夾角。所述火焰模板上具有圖案鏤空，且圖案鏤空的中間部分鏤空寬度為1毫米至30毫米，底部鏤空為10毫米至50毫米；火焰模板置于模擬火焰光源電路板和成像屏之間，且與火焰光源電路板平行或構成不大于30度的夾角，火焰模板通過轉角金屬片或金屬支架直接固定于背板上，與背板的間距在20毫米至70毫米之間；火焰模板采用不透光薄板直接沖壓鏤空或選用透光板將不需透光的部分用黑漆或紙板覆蓋制成。
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所述成像屏采用3毫米以上厚度的LED專用聚碳酸酯擴散板或亞克力黑色、茶色、 煙灰色、藍色擴散板中的一種，其透光率大于等于50%所述電氣控制裝置包括第一單片機、第二單片機、晶振電路、復位電路、模擬火焰光源控制電路、碳床光源控制電路、遙控接收電路、手動按鍵控制電路、模擬火焰光源顯示電路、碳床光源顯示電路、遙控發(fā)射電路、遙控器按鍵控制電路，其中晶振電路、復位電路均與所述第一單片機、第二單片機相連，所述模擬火焰光源控制電路的輸入端與所述第一單片機的第一輸出端相連，碳床光源控制電路的輸入端與所述第一單片機的第二輸出端相連，模擬火焰光源顯示電路與模擬火焰光源控制電路的輸出端相連，碳床光源顯示電路與碳床光源控制電路的輸出端相連；遙控器按鍵控制電路與第二單片機相連，第二單片機的一輸出端與遙控發(fā)射電路的輸入端相連，遙控發(fā)射電路的輸出端通過無線網(wǎng)絡與遙控接收電路相連，遙控接收電路的輸出端與第一單片機相連；碳床光源電路板和模擬火焰光源電路板上均設計了擴展插槽。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于本發(fā)明提供的裝置及方法構成的產(chǎn)品，因無需電動機和機械傳動，因而結構簡單、無噪音、厚度薄、重量輕；因采用廣角發(fā)光二極管組成點光源陣列來模擬碳床光源和火焰光源，工作穩(wěn)定可靠、使用壽命長；因采用火焰模板而使火焰形狀易于變更；因采用脈寬調制技術而使火焰搖曳和碳床閃爍更連續(xù)逼真；因采用衍射模板與多個點陣圖案的周期性變化和S形矩陣行列便周期滾動亮滅以及發(fā)光體亮度變化相結合的方式，而使火焰極具動感、靈活飄逸、仿真度高、立體感強；因采用了點光源矩陣板與火焰模板平行并與成像屏成一定角度的結構或采用點光源矩陣板與火焰模板和成像屏平行而發(fā)光體與點光源矩陣板成10至80度夾角的結構，而大大減少了點光源個數(shù)，增加了模擬火焰高度，解決了發(fā)光體在成像屏上直接成像的問題；因采用了模塊化設計而使其極易擴展成不同規(guī)格尺寸的產(chǎn)品，并易于與其他功能的產(chǎn)品組合成不同的產(chǎn)品，滿足不同消費者的需要；因采用了矩陣連接或并聯(lián)方法和單片機控制而使得光源圖案和控制要求易于通過編程而變更，單個或少數(shù)光源故障不至于影響整體效果。


圖1為本發(fā)明實施例一-中模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的裝置的側視剖視圖2為本發(fā)明實施例一-中模擬火焰光源電路板的正視圖。
圖3為本發(fā)明實施例一-中碳床光源電路板正視圖。
圖4為本發(fā)明實施例一-中火焰模板結構正視圖。
圖5為本發(fā)明實施例一-是火焰模板安裝側視圖。
圖6為本發(fā)明實施例一-中電氣控制裝置的原理框圖。
圖7為本發(fā)明實施例一-中第一單片機的結構示意圖。
圖8為本發(fā)明實施例--中第二單片機、遙控發(fā)射電路及遙控器按鍵控制電路的構示意圖O
圖9為本發(fā)明實施例一-中模擬火焰光源控制電路的結構示意圖。
圖10為本發(fā)明實施例-一中模擬火焰光源顯示電路的結構示意圖。
圖11為本發(fā)明實施例-一中遙控接收電路的結構示意圖。
圖12為本發(fā)明實施例-一中碳床光源控制電路的結構示意圖。
圖13為本發(fā)明實施例一中碳床光源顯示電路的結構示意圖。圖14為本發(fā)明實施例二中模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的裝置的側視剖視圖。圖15為本發(fā)明實施例二火焰模板結構實施例正視圖。圖16為本發(fā)明實施例三中模擬動態(tài)火焰及仿真碳床裝置的側視剖視圖。圖17為本發(fā)明實施例三中模擬火焰光源電路板的正視圖。圖18為本發(fā)明實施例四中模擬動態(tài)火焰及仿真碳床裝置的側視剖視圖。
具體實施例方式以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。實施例一請參見圖1 圖13所示，本實施例提供的模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的裝置，其包括頂部上面和側面均能透光的模擬碳床1，設置在模擬碳床1內的碳床光源，成像屏3、火焰模板4、模擬火焰光源和背板6及用于控制所述碳床光源與所述模擬火焰光源中各個發(fā)光體供電電壓大小及供電時間的電氣控制裝置(圖1中未示出)。成像屏3位于模擬碳床 1的內側?；鹧婺０?設置在模擬火焰光源與成像屏3之間。碳床光源與模擬火焰光源均采用點光源陣列，點光源陣列中的發(fā)光體之間供電相互獨立；并且碳床光源與模擬火焰光源中的發(fā)光體采用廣角發(fā)光二極管，碳床光源中的各發(fā)光體直接焊接在碳床光源電路板2 上，模擬火焰光源中的發(fā)光體直接焊接在模擬火焰光源電路板5上，，模擬火焰光源中的發(fā)光體發(fā)光顏色可以是一種，也可以是能合成產(chǎn)生亮黃和橘黃的幾種顏色。碳床光源電路板2 可直接固定于碳床內，也可以通過支架固定于碳床內部，如圖1所示，模擬火焰光源電路板 5通過轉角金屬片直接固定在噴有絕緣漆的背板6上。模擬火焰點光源矩陣板5與成像屏3之間應呈一個5至60度的夾角，作為優(yōu)選， 可取10至30度之間的任意值。模擬火焰光源電路板5上的廣角發(fā)光二極管發(fā)出的光線束通過火焰模板4發(fā)生直射和衍射，成像于成像屏3上，模擬碳床內的碳床光源電路板上的廣角發(fā)光二極管發(fā)出的光線束直射到模擬碳床1的頂部和側面，照亮碳床并產(chǎn)生木炭或火星漸亮漸暗閃爍的效^ ο本實施例中，模擬火焰光源采用8 X 8矩陣陣列，行列間距控制在5毫米至60毫米之間，可根據(jù)亮度要求而調節(jié)，對于大尺寸的火焰模擬，可根據(jù)大小采用兩塊以上的矩陣板并聯(lián)而成。碳床光源則采用4X8矩陣陣列，其行列間距和行列數(shù)可視碳床大小和亮度要求而增減，對于大尺寸模擬也可采用兩個以上單元陣列并聯(lián)而成。模擬火焰光源電路板5和碳床光源電路板2的兩側都設置了擴展插槽，如圖2和圖3所示，對于大尺寸的火焰模擬和碳床模擬，可根據(jù)尺寸大小采用兩塊以上的矩陣板和陣列板并聯(lián)而成，易于擴展成各種規(guī)格的機型。因為采用了模塊化的設計，也易于與其他功能的產(chǎn)品組合成不同的產(chǎn)品?；鹧婺０?置于模擬火焰光源電路板5和成像屏3之間，且與模擬火焰光源電路板5平行，火焰模板4可用有一定結構強度、形變量較小的不透光薄板直接沖壓鏤空，如薄鐵板、薄鋁板等，也可以選用透光的塑料板、聚酯板、有機玻璃板等將不需透光的部分用黑漆或紙板覆蓋，若選用金屬材質，可將其上部直接彎折一角度固定于背板6上，其正視圖如圖4所示；不論選擇哪種材質，都可利用轉角金屬片直接固定于背板6上。為保證模擬火焰光源電路板5中的廣角發(fā)光二極管發(fā)出的光線束透過火焰模板4能發(fā)生衍射，火焰模板4 圖案鏤空部分的中間間隔控制在1毫米至30毫米之間，底部鏤空部分控制在10毫米至50 毫米之間；火焰模板4與模擬火焰光源電路板5平行，兩者間距20毫米，直接固定于背板 6上，兩者皆與背板6成一定角度，從減少發(fā)光體個數(shù)和增加火焰高度以及增加火焰飄逸感的考慮出發(fā)，優(yōu)選15至30度之間的任意角，從減小裝置厚度的考慮出發(fā)，優(yōu)選15度夾角， 其安裝側視圖如圖5所示。模擬碳床1內置碳床光源電路板2，其發(fā)光面朝向可根據(jù)需要調節(jié)。碳床光源電路板2和模擬碳床1視裝置厚度要求和觀賞要求，可置于成像屏3的前面，如圖1所示。成像屏3通常采用毛玻璃或鋼化玻璃或塑料板，為產(chǎn)生較好的衍射效果，成像屏3背面噴霧狀黑漆，或噴一毫米見方網(wǎng)格線；若追求立體感較好更為逼真的火焰效果，應采用LED專用 PMMA (亞克力)擴散板或LED專用PC (聚碳酸酯)擴散板；若需要減小裝置厚度，模擬火焰光源電路板5與火焰模板4面間距可小至20毫米，火焰模板4與成像屏3的最短距離可至 20毫米，但為了保證成像質量，光源或成像屏需進一步作模糊處理，如在成像屏背面貼一至多層繪圖紙或在成像屏上加噴霧狀黑漆或將成像屏作網(wǎng)格處理或在光源與成像屏之間放置繪圖紙、燈罩等物件以打散光線或燈罩和成像屏均采用LED專用擴散板。這種方法和結構可使整個器件的厚度降低至70毫米以下，整個裝置結構簡單、超輕、超薄、超靜音，節(jié)能環(huán)保，工作穩(wěn)定可靠，使用壽命長，火焰模板4更換方便、主火焰形狀易于改變。本實施例中的裝置以電氣控制裝置為控制核心，既可遙控也可手動控制各功能， 可根據(jù)用戶需要單選遙控、或單選手控、或遙控手控并用。電氣控制裝置的原理框圖如圖6 所示。其包括第一單片機71、第二單片機72、晶振電路73、復位電路74、模擬火焰光源控制電路75、碳床光源控制電路76、遙控接收電路77、手動按鍵控制電路78、模擬火焰光源顯示電路79、碳床光源顯示電路80、遙控發(fā)射電路81、遙控器按鍵控制電路82，其中晶振電路 73、復位電路74均與所述第一單片機71、第二單片機72相連，所述模擬火焰光源控制電路 75的輸入端與所述第一單片機71的第一輸出端相連，碳床光源控制電路76的輸入端與所述第一單片機71的第二輸出端相連，模擬火焰光源顯示電路79與模擬火焰光源控制電路 75的輸出端相連，碳床光源顯示電路80與碳床光源控制電路76的輸出端相連；遙控器按鍵控制電路82與第二單片機72相連，第二單片機72的一輸出端與遙控發(fā)射電路81的輸入端相連，遙控發(fā)射電路81的輸出端通過無線網(wǎng)絡與遙控接收電路77相連，遙控接收電路 77的輸出端與第一單片機71相連，手動按鍵控制電路78與第一單片機71相連。由于本裝置中，模擬火焰光源電路板5和碳床光源電路板2中的發(fā)光體采用矩陣連法，發(fā)光體之間供電相互獨立，在硬件確定的情況下，發(fā)光體構成的圖案便于通過編程而隨意變更，即使不改變模擬火模擬火焰光源電路板和火焰模板4的硬件，也能實現(xiàn)成像圖案的各種變化。本實施例中，第一單片機71選用型號為ATMEGA16的單片機微控制器，其原理圖參見圖7所示；第二單片機72選用型號為AT89S52的單片機微控制器，遙控發(fā)射電路81為紅外發(fā)射電路，其包括第三電阻R3、第四電阻R4、紅外發(fā)射二極管D1、三極管Q1，其中第三電阻 R3的第一端與第二單片機的第22端口相連，第三電阻R3的第二端與三極管Ql的基極相連，三極管Ql的發(fā)射機接地，三極管Ql的集電極與紅外發(fā)射二極管Dl的陰極相連，紅外發(fā)射二極管Dl的陽極與第四電阻R4的第一端相連，第四電阻R4的第二端與穩(wěn)壓電壓VCC相連；參見圖8所示；遙控器按鍵控制電路82包括火焰開關按鍵S2、自動/手動切換按鍵S6、 火焰速度按鍵S7、火焰亮度按鍵S4，其中火焰開關按鍵S2、自動/手動切換按鍵S6、火焰速度按鍵S7的第一端均與第二單片機72的第1端口相連，火焰開關按鍵S2、自動/手動切換按鍵S6、火焰速度按鍵S7的第二端均與第二單片機72的第5端口相連；火焰亮度按鍵S7 的第一端與第二單片機72的第1端口相連，火焰亮度按鍵S7的第二端與第二單片機72的第6端口相連。晶振電路73、復位電路74均采用常規(guī)電路。模擬火焰光源控制電路75及模擬火焰光源顯示電路79分別參見圖9、圖10所示， 模擬火焰光源控制電路75包括16個三極管，其中16三極管的基極分別通過一個電阻與第一單片機71的PAO PA7、PBO PB7連接，其中基極通過電阻與第一單片機71的PAO PA7相連的8個三極管的集電極接穩(wěn)壓電源，基極通過電阻與第一單片機71的PAO PA7 相連的8個三極管的發(fā)射極則與模擬火焰光源顯示電路79中的廣角發(fā)光二極管的陽極相連；基極通過電阻與第一單片機71的P PBO PB7相連的8個三極管的集電極接地，基極通過電阻與第一單片機71的P PBO PB7相連的8個三極管的發(fā)射極則與模擬火焰光源顯示電路79中的廣角發(fā)光二極管的陰極相連。遙控接收電路77包括第十八電阻R18、第十九電阻R19、第五電容C5，參見圖11 所示，其中第五電容C5的第一端接地，第五電容C5的第二端與第十八電阻R18的第一端相連，第十八電阻R18的第二端與穩(wěn)壓電源VCC相連，第十九電阻R19的第一端與穩(wěn)壓電源 VCC相連，第十九電阻R19的第二端與第一單片機71的PD2端口相連。碳床光源控制電路76和碳床光源顯示電路80的電路圖參見圖12、13所示，其中碳床光源控制電路76包括四個三極管，這四個三極管的基極均通過一個電阻分別與第一單片機71的PCO PC3相連，這四個三極管的發(fā)射極均接地；這四個三極管的集電極分別與碳床光源顯示電路80中四列廣角發(fā)光二極管的陰極相連；碳床光源顯示電路80中第一列廣角發(fā)光二極管的的陽極分別與第一單片機71中的PAO PA7端口相連，碳床光源顯示電路80中第二列廣角發(fā)光二極管的的陽極分別與第一單片機71中的PBO PB7端口相連， 碳床光源顯示電路80中第三列廣角發(fā)光二極管的的陽極分別與第一單片機71中的PCO PC7端口相連，碳床光源顯示電路80中第四列廣角發(fā)光二極管的的陽極分別與第一單片機 71中的PDO PD7端口相連。手動按鍵控制電路78采用常規(guī)電路。為了更加逼真地模擬動態(tài)火焰，電氣控制裝置采用脈寬調制技術，編程實現(xiàn)對模擬火焰光源電路板5中各發(fā)光體漸變亮、漸變暗的控制；同時實現(xiàn)矩陣從左至右或從右至左及從下至上的滾動亮滅，以及滾動頻率組合和光源亮度的調節(jié)；在此基礎上，編程實現(xiàn)矩陣的多種點亮圖案以及這些圖案的周期性變化。圖案不必局限于火焰形狀，可以是各種各樣的形狀。圖案個數(shù)越多，火焰變化越豐富；滾動周期和圖案變化周期越短，火焰搖曳和攢動速度越快。為了更加逼真地模擬碳床，將第一單片機控制的碳床光源電路板2置于各種模擬碳床或者石頭、焦炭等材料的下方5毫米至40毫米處，其發(fā)光面可視需照亮的區(qū)域位置而調節(jié)方向；其控制也采用脈寬調制技術，編程實現(xiàn)對各端口發(fā)光體漸變亮、漸變暗的控制，同時實現(xiàn)各端口發(fā)光體周期性滾動亮滅的控制以及滾動周期的控制。滾動周期可視客戶喜好而定。這種方式模擬的碳床，不僅可產(chǎn)生木炭燃燒時紅火的景象，還有火星或木炭漸亮漸暗閃爍的效果。實施例二 與實施例一不同的是，模擬碳床1及其內置碳床光源電路板2置于成像屏3和火焰模板4之間，火焰模板的結構和圖案與實施例一不同，參見圖14、圖15所示。實施例三與實施例二不同的是，模擬火焰光源電路板5與背板6平行放置并直接鉚焊或用螺絲固定于噴有絕緣漆的背板6上，廣角發(fā)光二極管8呈S形直接焊接在模擬火焰光源電路板5上且與模擬火焰光源電路板5呈10至80度的夾角，火焰模板4與成像屏3和背板 6平行且通過金屬支架7直接固定于背板6上，參見圖16、圖17所示。實施例四與實施例一不同的是，模擬火焰光源電路板5與背板6平行放置并直接鉚焊或用螺絲固定于噴有絕緣漆的背板6上，廣角發(fā)光二極管8呈S形直接焊接在模擬火焰光源電路板5上且與模擬火焰光源電路板5呈10至80度的夾角，火焰模板4與成像屏3和背板6 平行且通過金屬支架7直接固定于背板6上，成像屏采用3至8毫米厚的LED專用PC (聚碳酸酯)擴散板或PMMA(亞克力)擴散板，其可以是黑色、茶色、煙灰色、藍色等，擴散板的透光率大于等于50%。參見圖18所示。
權利要求
1.一種模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的裝置，其包括模擬火焰光源；成像屏⑶；設置在模擬火焰光源與成像屏C3)之間的火焰模板G)，模擬火焰光源發(fā)出的光線束能通過該火焰模板(4)發(fā)生衍射，成像于所述成像屏(；3)上；至少頂部和側面能透光的模擬碳床(1)，其置于成像屏(3)之前或置于成像屏(3)與火焰模板⑷之間；置于模擬碳床(1)內的碳床光源；其特征在于所述碳床光源與所述模擬火焰光源均采用點光源陣列，點光源陣列中的發(fā)光體之間供電相互獨立；所述模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的裝置還包括一用于控制所述碳床光源與所述模擬火焰光源中各個發(fā)光體供電電壓大小及供電時間的電氣控制裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的裝置，其特征在于所述碳床光源與所述模擬火焰光源中的發(fā)光體采用廣角發(fā)光二極管，所述碳床光源與所述模擬火焰光源的點光源陣列采用任意行數(shù)和任意列數(shù)構成的矩陣陣列，行列間距控制在5毫米至80毫米之間。
3.根據(jù)權利要求1所述的模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的裝置，其特征在于所述電氣控制裝置采用脈寬調制技術，編程實現(xiàn)對所述碳床光源與所述模擬火焰光源中的各發(fā)光體的漸變亮、漸變暗的控制，同時實現(xiàn)所述碳床光源與所述模擬火焰光源陣列中列從左至右或從右至左的變頻滾動亮滅、行陣列從下至上的變頻滾動亮滅以及不同滾動頻率組合和發(fā)光體亮度組合的手動與自動調節(jié)，同時編程實現(xiàn)所述碳床光源與所述模擬火焰光源矩陣的多種點亮圖案以及這些圖案的周期性變化；其每個列陣列從下至上滾動亮滅的頻率設置為不同的值，中間列的頻率較高、兩邊列的頻率較低，將取值不同的列頻率進行組合分檔，每檔的差別在于列頻率的平均值不同，利用所述電氣控制裝置可實現(xiàn)各檔之間的自動和手動變換；另外，還編程實現(xiàn)不同的發(fā)光體亮度與不同的組合頻率檔進行再次組合，以實現(xiàn)火焰的更多變化。
4.根據(jù)權利要求1所述的模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的裝置，其特征在于所述模擬火焰光源中的發(fā)光體直接焊接在模擬火焰光源電路板( 上，且與模擬火焰光源電路板(5) 呈10 80度夾角；所述模擬火焰光源電路板( 通過轉角金屬片或金屬支架直接固定在背板(6)上，與背板(6)呈0 60度的夾角；所述模擬火焰光源電路板(5)與背板(6)平行時，可直接鉚焊或用螺絲直接固定于噴有絕緣漆的背板(6)上。
5.根據(jù)權利要求1所述的模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的裝置，其特征在于所述火焰模板(4)上具有圖案鏤空，且圖案鏤空的中間部分鏤空寬度為1毫米至30毫米，底部鏤空為 10毫米至50毫米；火焰模板(4)置于模擬火焰光源電路板( 和成像屏( 之間，且與火焰光源電路板( 平行或構成不大于30度的夾角，火焰模板(4)通過轉角金屬片或金屬支架直接固定于背板(6)上，與背板(6)的間距在20毫米至70毫米之間；火焰模板(4)采用不透光薄板直接沖壓鏤空或選用透光板將不需透光的部分用黑漆或紙板覆蓋制成。
6.根據(jù)權利要求1所述的模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的裝置，其特征在于所述成像屏 (3)采用3毫米以上厚度的LED專用聚碳酸酯擴散板或黑色、茶色、煙灰色、藍色亞克力擴散板中的一種，其透光率大于等于50 %。
7.根據(jù)權利要求1所述的模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的裝置，其特征在于所述電氣控制裝置包括第一單片機、第二單片機、晶振電路、復位電路、模擬火焰光源控制電路、碳床光源控制電路、遙控接收電路、手動按鍵控制電路、模擬火焰光源顯示電路、碳床光源顯示電路、遙控發(fā)射電路、遙控器按鍵控制電路，其中晶振電路、復位電路均與所述第一單片機、第二單片機相連，所述模擬火焰光源控制電路的輸入端與所述第一單片機的第一輸出端相連，碳床光源控制電路的輸入端與所述第一單片機的第二輸出端相連，模擬火焰光源顯示電路與模擬火焰光源控制電路的輸出端相連，碳床光源顯示電路與碳床光源控制電路的輸出端相連；遙控器按鍵控制電路與第二單片機相連，第二單片機的一輸出端與遙控發(fā)射電路的輸入端相連，遙控發(fā)射電路的輸出端通過無線網(wǎng)絡與遙控接收電路相連，遙控接收電路的輸出端與第一單片機相連；碳床光源電路板( 和模擬火焰光源電路板( 上均設計了擴展插槽。
8.一種模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的方法，通過以下方式實現(xiàn)首先設置以下部件模擬火焰光源；成像屏⑶；設置在模擬火焰光源與成像屏C3)之間的火焰模板G)，模擬火焰光源發(fā)出的光線束能通過該火焰模板(4)發(fā)生衍射，成像于所述成像屏(；3)上；至少頂部和側面能透光的模擬碳床⑴；其置于述成像屏⑶之前或置于述成像屏⑶ 與火焰模板(4)之間；置于模擬碳床(1)內的碳床光源；其特征在于將所述碳床光源與所述模擬火焰光源采用點光源陣列，點光源陣列中的發(fā)光體之間供電相互獨立；然后再設置一個用來來控制所述碳床光源與所述模擬火焰光源中各個發(fā)光體供電電壓大小及供電時間的電氣控制裝置。
9.根據(jù)權利要求8所述的模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的方法，其特征在于所述碳床光源與所述模擬火焰光源中的發(fā)光體采用廣角發(fā)光二極管，所述碳床光源與所述模擬火焰光源的點光源陣列采用任意行數(shù)和任意列數(shù)構成的矩陣陣列，行列間距控制在5毫米至80毫米之間。
10.根據(jù)權利要求8所述的模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的方法，其特征在于所述電氣控制裝置采用脈寬調制技術，編程實現(xiàn)對所述碳床光源與所述模擬火焰光源中的各發(fā)光體的漸變亮、漸變暗的控制，同時實現(xiàn)所述碳床光源與所述模擬火焰光源陣列中列從左至右或從右至左的變頻滾動亮滅、行陣列從下至上的變頻滾動亮滅以及不同滾動頻率組合和發(fā)光體亮度組合的手動與自動調節(jié)，同時編程實現(xiàn)所述碳床光源與所述模擬火焰光源矩陣的多種點亮圖案以及這些圖案的周期性變化；其每個列陣列從下至上滾動亮滅的頻率設置為不同的值，中間列的頻率較高、兩邊列的頻率較低，將取值不同的列頻率進行組合分檔，每檔的差別在于列頻率的平均值不同，利用所述電氣控制裝置可實現(xiàn)各檔之間的自動和手動變換；另外，還編程實現(xiàn)不同的發(fā)光體亮度與不同的組合頻率檔進行再次組合，以實現(xiàn)火焰的更多變化。
11.根據(jù)權利要求8所述的模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的方法，其特征在于所述模擬火焰光源中的發(fā)光體直接焊接在模擬火焰光源電路板( 上，且與模擬火焰光源電路板(5) 呈10 80度夾角；所述模擬火焰光源電路板( 通過轉角金屬片或金屬支架直接固定在背板(6)上，與背板(6)呈0 60度的夾角；所述模擬火焰光源電路板( 與背板(6)平行時，可直接鉚焊或用螺絲直接固定于噴有絕緣漆的背板(6)上。
12.根據(jù)權利要求8所述的模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的方法，其特征在于所述火焰模板(4)上具有圖案鏤空，且圖案鏤空的中間部分鏤空寬度為1毫米至30毫米，底部鏤空為 10毫米至50毫米；火焰模板(4)置于模擬火焰光源電路板( 和成像屏( 之間，且與火焰光源電路板( 平行或構成不大于30度的夾角，火焰模板(4)通過轉角金屬片或金屬支架直接固定于背板(6)上，與背板(6)的間距在20毫米至70毫米之間；火焰模板(4)采用不透光薄板直接沖壓鏤空或選用透光板將不需透光的部分用黑漆或紙板覆蓋制成。
13.根據(jù)權利要求8所述的模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的方法，其特征在于所述成像屏 (3)采用3毫米以上厚度的LED專用聚碳酸酯擴散板或黑色、茶色、煙灰色、藍色亞克力擴散板中的一種，其透光率大于等于50 %。
14.根據(jù)權利要求8所述的模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的方法，其特征在于所述電氣控制裝置包括第一單片機、第二單片機、晶振電路、復位電路、模擬火焰光源控制電路、碳床光源控制電路、遙控接收電路、手動按鍵控制電路、模擬火焰光源顯示電路、碳床光源顯示電路、遙控發(fā)射電路、遙控器按鍵控制電路，其中晶振電路、復位電路均與所述第一單片機、 第二單片機相連，所述模擬火焰光源控制電路的輸入端與所述第一單片機的第一輸出端相連，碳床光源控制電路的輸入端與所述第一單片機的第二輸出端相連，模擬火焰光源顯示電路與模擬火焰光源控制電路的輸出端相連，碳床光源顯示電路與碳床光源控制電路的輸出端相連；遙控器按鍵控制電路與第二單片機相連，第二單片機的一輸出端與遙控發(fā)射電路的輸入端相連，遙控發(fā)射電路的輸出端通過無線網(wǎng)絡與遙控接收電路相連，遙控接收電路的輸出端與第一單片機相連；碳床光源電路板( 和模擬火焰光源電路板( 上均設計了擴展插槽。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的裝置，其包括模擬火焰光源；成像屏；設置在模擬火焰光源與成像屏之間的火焰模板；至少頂部和側面能透光的模擬碳床，其置于成像屏之前或置于成像屏與火焰模板之間；置于模擬碳床內的碳床光源；其特征在于碳床光源與模擬火焰光源均采用點光源陣列，點光源陣列中的發(fā)光體之間供電相互獨立；模擬動態(tài)火焰及仿真碳床的裝置還包括一用于控制碳床光源與模擬火焰光源中各個發(fā)光體供電電壓大小及供電時間的電氣控制裝置。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于結構簡單、無噪音、厚度薄、重量輕、節(jié)能環(huán)保、壽命長、模擬火焰立體感強、火焰形狀大小易于變換，形態(tài)更為逼真。
文檔編號H05B37/02GK102162618SQ20111003601
公開日2011年8月24日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權日2011年1月28日
發(fā)明者劉安玲, 孫利平, 楊軍, 袁媛 申請人:寧波高博科技有限公司