基于壓力傳感器控制的燈光控制電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于壓力傳感器控制的燈光控制電路，包括第一預(yù)穩(wěn)壓電路、第二預(yù)穩(wěn)壓電路和二級穩(wěn)壓及傳感器信號讀取電路；所述第一預(yù)穩(wěn)壓電路分別連接二級穩(wěn)壓及傳感器信號讀取電路和電壓頻率轉(zhuǎn)換電路，所述第二預(yù)穩(wěn)壓電路分別連接儀用放大電路及低通濾波電路、電壓頻率轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制電路和恒流驅(qū)動(dòng)電路；所述二級穩(wěn)壓及傳感器信號讀取電路依次串聯(lián)儀用放大電路及低通濾波電路、電壓頻率轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制電路和恒流驅(qū)動(dòng)電路。本實(shí)用新型結(jié)合電子技術(shù)和傳感器技術(shù)，能夠通過感應(yīng)外部壓力變化來控制光源變化。通過感應(yīng)壓力變化實(shí)現(xiàn)與人的互動(dòng)，增加小品的趣味性。本實(shí)用新型可以被廣泛應(yīng)用于室外燈光小品產(chǎn)品中。
【專利說明】基于壓力傳感器控制的燈光控制電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及燈光控制領(lǐng)域，具體涉及一種基于壓力傳感器控制的燈光控制電 路。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著LED (Light-emitting Diode,發(fā)光二極管）技術(shù)的發(fā)展成熟，越來越多的以 LED作為光源的燈光小品被開發(fā)出來，應(yīng)用于景觀照明工程中，在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和施工過程 中，很多燈光設(shè)計(jì)作品與景觀小品結(jié)合，在夜間不但達(dá)到了良好的視覺效果，同時(shí)也兼顧了 物品的使用功能性與視覺引導(dǎo)性。
[0003] 目前存在的燈光小品僅僅是燈具或光源放置在景觀小品內(nèi)部，缺乏與人的交互和 互動(dòng)功能。對于一個(gè)高品質(zhì)的燈光設(shè)計(jì)項(xiàng)目來講，這不得不說是一種遺憾。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 在下文中給出關(guān)于本實(shí)用新型的簡要概述，以便提供關(guān)于本實(shí)用新型的某些方面 的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)于本實(shí)用新型的窮舉性概述。它并不是意圖確 定本實(shí)用新型的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本實(shí)用新型的范圍。其目的僅僅是以簡 化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。
[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本實(shí)用新型提供一種能夠調(diào)節(jié)光源變化，增加燈光小 品的趣味性的基于壓力傳感器控制的燈光控制電路。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是：
[0007] -種基于壓力傳感器控制的燈光控制電路，包括第一預(yù)穩(wěn)壓電路、第二預(yù)穩(wěn)壓電 路和二級穩(wěn)壓及傳感器信號讀取電路；所述第一預(yù)穩(wěn)壓電路分別連接二級穩(wěn)壓及傳感器信 號讀取電路和電壓頻率轉(zhuǎn)換電路，所述第二預(yù)穩(wěn)壓電路分別連接儀用放大電路及低通濾波 電路、電壓頻率轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制電路和恒流驅(qū)動(dòng)電路；所述二級穩(wěn)壓及傳感器信號讀 取電路依次串聯(lián)儀用放大電路及低通濾波電路、電壓頻率轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制電路和恒 流驅(qū)動(dòng)電路。
[0008] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：
[0009] 本實(shí)用新型結(jié)合電子技術(shù)和傳感器技術(shù)，能夠通過感應(yīng)外部壓力變化來控制光源 變化。通過感應(yīng)壓力變化實(shí)現(xiàn)與人的互動(dòng)，增加小品的趣味性。本實(shí)用新型可以被廣泛應(yīng) 用于室外燈光小品產(chǎn)品中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前 提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。 toon] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于壓力傳感器控制的燈光控制電路的結(jié)構(gòu)框 圖；
[0012] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于壓力傳感器控制的燈光控制電路的一部分 的原理圖；
[0013] 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于壓力傳感器控制的燈光控制電路的另一部 分的原理圖；
[0014] 圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第一預(yù)穩(wěn)壓電路的原理圖；
[0015] 圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第二預(yù)穩(wěn)壓電路的原理圖；
[0016] 圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的二級穩(wěn)壓及傳感器信號讀取電路的原理圖； [0017] 圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的傳感器差動(dòng)電橋的原理圖；
[0018] 圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的儀用放大電路及低通濾波電路的原理圖；
[0019] 圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電壓頻率轉(zhuǎn)換電路的原理圖；
[0020] 圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的單片機(jī)控制電路的原理圖；
[0021] 圖11為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的恒流驅(qū)動(dòng)電路的原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新 型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描 述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。在本實(shí)用新型的一個(gè)附圖 或一種實(shí)施方式中描述的元素和特征可以與一個(gè)或更多個(gè)其它附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅?元素和特征相結(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本實(shí)用新型無關(guān) 的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本 領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用 新型保護(hù)的范圍。
[0023] 參見圖1，一種基于壓力傳感器控制的燈光控制電路，包括第一預(yù)穩(wěn)壓電路100、 第二預(yù)穩(wěn)壓電路101和二級穩(wěn)壓及傳感器信號讀取電路102,第一預(yù)穩(wěn)壓電路100分別連接 二級穩(wěn)壓及傳感器信號讀取電路102和電壓頻率轉(zhuǎn)換電路104,第二預(yù)穩(wěn)壓電路101分別連 接儀用放大電路及低通濾波電路103、電壓頻率轉(zhuǎn)換電路104、單片機(jī)控制電路105和恒流 驅(qū)動(dòng)電路106 ;所二級穩(wěn)壓及傳感器信號讀取電路102依次串聯(lián)儀用放大電路及低通濾波 電路103、電壓頻率轉(zhuǎn)換電路104、單片機(jī)控制電路105和恒流驅(qū)動(dòng)電路106。
[0024] 本實(shí)用新型通過感應(yīng)外部壓力變化來控制光源變化，增加小品的趣味性。
[0025] 參見圖2和圖3,進(jìn)一步地，第一預(yù)穩(wěn)壓電路100,用于將220V的電壓通過變壓、波 形整流、過濾及穩(wěn)壓后輸出±15V的電壓給相應(yīng)的芯片；
[0026] 第二預(yù)穩(wěn)壓電路101，用于將220V的電壓通過變壓、波形整流、過濾及穩(wěn)壓后輸出 ±5V的電壓給相應(yīng)的芯片；
[0027] 第一預(yù)穩(wěn)壓電路提供芯片的±15V供電，第二預(yù)穩(wěn)壓電路提供芯片±5V供電。其 中瓜、似和瓜0為±15￥供電，仍、嘆、耶、詘、瓜1、似3和譏3六為±5￥供電。
[0028] 二級穩(wěn)壓及傳感器信號讀取電路102,用于將第一預(yù)穩(wěn)壓電路100通過第三三端 穩(wěn)壓塊U7產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓，通過第一運(yùn)算放大器U1和第一運(yùn)算放大器U2為R9、RIO、R11 和R12組成的稱重傳感器電橋提供基準(zhǔn)±5V電壓信號，該信號通過閉環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精確穩(wěn)壓 輸出。
[0029] 儀用放大電路及低通濾波電路103,用于對二級穩(wěn)壓及傳感器信號讀取電路102 由于壓力產(chǎn)生的輸出電流進(jìn)行放大和低頻濾波，產(chǎn)生電壓頻率轉(zhuǎn)換電路能夠識別的毫安級 電信號；
[0030] 所述電壓頻率轉(zhuǎn)換電路104,用于將輸入的電壓信號轉(zhuǎn)化為單片機(jī)U11能夠處理 的脈沖信號；
[0031] 所述單片機(jī)控制電路105,用于處理電壓頻率轉(zhuǎn)換電路104輸入的脈沖信號，通過 產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號，控制燈具的降壓恒流芯片U23進(jìn)行開關(guān)和調(diào)光；
[0032] 所述恒流驅(qū)動(dòng)電路106,用于輸出驅(qū)動(dòng)LED燈珠的恒定電流。
[0033] 本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，第一預(yù)穩(wěn)壓電路和所述第二預(yù)穩(wěn)壓電路均包括 變壓器，所述變壓器的輸出端連接橋式整流電路的輸入端，所述橋式整流電路的輸出端連 接電容的輸入端，所述電容的輸出端連接第一三端穩(wěn)壓塊和第二三端穩(wěn)壓塊，即連接兩個(gè) 三端穩(wěn)壓塊的輸入端。
[0034] 參見圖4,第一變壓器T1的輸出端連接第一橋式整流電路D1的輸入端，第一橋式 整流電路D1的輸出端連接第一三端穩(wěn)壓塊U14和第二三端穩(wěn)壓塊U16,第一電解電容C12 和第二電解電容C13做濾波用。第一預(yù)穩(wěn)壓電路為220V/15V預(yù)穩(wěn)壓電路，采用7815系列 的第一三端穩(wěn)壓塊U14和7915系列第二三端穩(wěn)壓塊U16實(shí)現(xiàn)AC220V到DC15V的變化，首 先通過10:1的第一變壓器T2實(shí)現(xiàn)AC220V到AC22V的變壓功能，之后通過1，2, 3, 4四個(gè)整 流二極管組成的第一橋式整流電路D1實(shí)現(xiàn)波形整流，通過電解電容C12，C13電解電容實(shí)現(xiàn) 對紋波的過濾，最后通過7815和7915三端穩(wěn)壓塊實(shí)現(xiàn)± 15V的輸出。
[0035] 參見圖5,第二變壓器T2的輸出端連接第二橋式整流電路D2的輸入端，第二橋式 整流電路D2的輸出端連接第五三端穩(wěn)壓塊U12和第四三端穩(wěn)壓塊U19,第三電解電容C16 和第四電解電容C17做濾波用。第二預(yù)穩(wěn)壓電路為220V/5V預(yù)穩(wěn)壓電路，采用7805系列的 第五三端穩(wěn)壓塊U12和7905系列第四三端穩(wěn)壓塊U19實(shí)現(xiàn)AC220V到DC5V的變化，首先通 過10:1的第二變壓器T2實(shí)現(xiàn)AC220V到AC22V的變壓功能，之后通過1，2, 3, 4四個(gè)整流二 極管組成的第二橋式整流電路D2實(shí)現(xiàn)波形整流，通過電解電容C16，C17電解電容實(shí)現(xiàn)對紋 波的過濾，最后通過7805和7905三端穩(wěn)壓塊實(shí)現(xiàn)±5V的輸出。
[0036] 通過第一預(yù)穩(wěn)壓電路100和所述第二預(yù)穩(wěn)壓電路101得到的電壓還不具備穩(wěn)壓功 能，當(dāng)后級負(fù)載波動(dòng)時(shí)，會(huì)影響前級的電壓，使之產(chǎn)生較大波動(dòng)。因此還需要進(jìn)行后續(xù)的穩(wěn) 壓處理。
[0037] 參見圖6和圖2,本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，二級穩(wěn)壓及傳感器信號讀取電 路102包括第三三端穩(wěn)壓塊U7,第三三端穩(wěn)壓塊U7的輸出端連接并聯(lián)的第一運(yùn)算放大器 U1和第二運(yùn)算放大器U2,第一運(yùn)算放大器U1的輸出端連接第一三極管U8的基極，第一運(yùn) 算放大器U1的輸出端連接第一三極管U8的基極，第二運(yùn)算放大器U2的輸出端連接第二三 極管U9的基極，第二三極管U9的發(fā)射極和第二三極管U9的發(fā)射極之間連接稱重傳感器電 橋，所述稱重傳感器電橋的輸出端連接儀用放大電路及低通濾波電路103。
[0038] 本實(shí)用新型的二級穩(wěn)壓及傳感器信號讀取電路102由第一運(yùn)算放大器U1和第二 運(yùn)算放大器U2 (LS741)組成的對稱電源結(jié)構(gòu)在以電阻R9、電阻R10、電阻R11和電阻R12組 成的稱重傳感器電橋沒有負(fù)載變化時(shí)，節(jié)點(diǎn)9和10位置的電壓V9和V10之間的電壓差為 0。由于第三三端穩(wěn)壓塊U7，（MC1503U)的輸出電壓始終鉗位在2. 5V，所以對稱第一運(yùn)算 放大器U1和第二運(yùn)算放大器U2的輸出根據(jù)圖中的電路參數(shù)分別為+5V和-5V。2SD2155 和2SB1429為一對互補(bǔ)對管，由于第一運(yùn)算放大器U1和第二運(yùn)算放大器U2的輸出電流需 要驅(qū)動(dòng)電阻R9、電阻R10、電阻R11和電阻R12組成的稱重傳感器電橋，所以采用互補(bǔ)對管 2SD2155和2SB1429對功率進(jìn)行放大。圖中第一運(yùn)算放大器U1和第二運(yùn)算放大器U2的輸 出電壓計(jì)算公式見式1和式2。

【權(quán)利要求】
1. 一種基于壓力傳感器控制的燈光控制電路，其特征在于，包括第一預(yù)穩(wěn)壓電路、第二 預(yù)穩(wěn)壓電路和二級穩(wěn)壓及傳感器信號讀取電路；所述第一預(yù)穩(wěn)壓電路分別連接二級穩(wěn)壓及 傳感器信號讀取電路和電壓頻率轉(zhuǎn)換電路，所述第二預(yù)穩(wěn)壓電路分別連接儀用放大電路及 低通濾波電路、電壓頻率轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制電路和恒流驅(qū)動(dòng)電路；所述二級穩(wěn)壓及傳感 器信號讀取電路依次串聯(lián)儀用放大電路及低通濾波電路、電壓頻率轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制 電路和恒流驅(qū)動(dòng)電路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓力傳感器控制的燈光控制電路，其特征在于： 所述第一預(yù)穩(wěn)壓電路，用于將220V的電壓通過變壓、波形整流、過濾及穩(wěn)壓后輸出 ±15V的電壓給相應(yīng)的芯片； 所述第二預(yù)穩(wěn)壓電路，用于將220V的電壓通過變壓、波形整流、過濾及穩(wěn)壓后輸出 ±5V的電壓給相應(yīng)的芯片； 所述二級穩(wěn)壓及傳感器信號讀取電路，用于將第一預(yù)穩(wěn)壓電路通過第三三端穩(wěn)壓塊產(chǎn) 生的基準(zhǔn)電壓，通過第一運(yùn)算放大器和第一運(yùn)算放大器為稱重傳感器電橋提供基準(zhǔn)±5V 電壓信號，該信號通過閉環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精確穩(wěn)壓輸出； 所述儀用放大電路及低通濾波電路，用于對二級穩(wěn)壓及傳感器信號讀取電路由于壓力 產(chǎn)生的輸出電流進(jìn)行放大和低頻濾波，產(chǎn)生電壓頻率轉(zhuǎn)換電路能夠識別的毫安級電信號； 所述電壓頻率轉(zhuǎn)換電路，用于將輸入的電壓信號轉(zhuǎn)化為單片機(jī)能夠處理的脈沖信號； 所述單片機(jī)控制電路，用于處理電壓頻率轉(zhuǎn)換電路輸入的脈沖信號，通過產(chǎn)生脈寬調(diào) 制信號，控制燈具的降壓恒流芯片進(jìn)行開關(guān)和調(diào)光； 所述恒流驅(qū)動(dòng)電路，用于輸出驅(qū)動(dòng)LED燈珠的恒定電流。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于壓力傳感器控制的燈光控制電路，其特征在于，所述 第一預(yù)穩(wěn)壓電路和所述第二預(yù)穩(wěn)壓電路均包括變壓器，所述變壓器的輸出端連接橋式整流 電路的輸入端，所述橋式整流電路的輸出端連接電容的輸入端，所述電容的輸出端連接第 一三端穩(wěn)壓塊和第二三端穩(wěn)壓塊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于壓力傳感器控制的燈光控制電路，其特征在于，所述 二級穩(wěn)壓及傳感器信號讀取電路包括第三三端穩(wěn)壓塊，所述第三三端穩(wěn)壓塊的輸出端連接 并聯(lián)的第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器，所述第一運(yùn)算放大器的輸出端連接第一三極管 的基極，所述第一運(yùn)算放大器的輸出端連接第一三極管的基極，所述第二運(yùn)算放大器的輸 出端連接第二三極管的基極，所述第二三極管的發(fā)射極和所述第二三極管的發(fā)射極之間連 接稱重傳感器電橋，所述稱重傳感器電橋的輸出端連接儀用放大電路及低通濾波電路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于壓力傳感器控制的燈光控制電路，其特征在于，所述儀 用放大電路及低通濾波電路包括第三運(yùn)算放大器、第四運(yùn)算放大器、第五運(yùn)算放大器和濾 波器，所述稱重傳感器電橋的一端連接第三運(yùn)算放大器的正向輸入端，另一端連接第五運(yùn) 算放大器的正向輸入端，所述第三運(yùn)算放大器的輸出端連接第四運(yùn)算放大器的反向輸入 端，所述第五運(yùn)算放大器的輸出端連接第四運(yùn)算放大器的正向輸入端，所述第四運(yùn)算放大 器的輸出端分別連接所述濾波器的正向輸入端、濾波器的反向輸入端及濾波器的輸出端， 所述第四運(yùn)算放大器的輸出端連接電壓頻率轉(zhuǎn)換電路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于壓力傳感器控制的燈光控制電路，其特征在于，所述電 壓頻率轉(zhuǎn)換電路包括電壓頻率轉(zhuǎn)換器和觸發(fā)器，所述電壓頻率轉(zhuǎn)換器的一接口連接觸發(fā) 器，所述電壓頻率轉(zhuǎn)換器的輸入端連接所述濾波器的輸出端，所述電壓頻率轉(zhuǎn)換器的輸出 端連接單片機(jī)控制電路。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于壓力傳感器控制的燈光控制電路，其特征在于，所述單 片機(jī)控制電路包括單片機(jī)，所述單片機(jī)的輸入端連接所述電壓頻率轉(zhuǎn)換器的輸出端，所述 單片機(jī)的輸出端連接恒流驅(qū)動(dòng)電路。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于壓力傳感器控制的燈光控制電路，其特征在于，所述恒 流驅(qū)動(dòng)電路包括降壓恒流芯片，所述降壓恒流芯片的輸入端連接所述單片機(jī)的輸出端，所 述降壓恒流芯片的輸出端串聯(lián)有至少一個(gè)發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管的負(fù)極連接電感， 所述電感分別連接降壓恒流芯片的一接口和穩(wěn)壓二極管的正極，所述穩(wěn)壓二極管的負(fù)極連 接所述降壓恒流芯片的輸出端。
【文檔編號】H05B37/02GK203840623SQ201420268643
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】李澄 申請人:北京新時(shí)空照明技術(shù)有限公司