專利名稱：模塊化彩燈控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及有關(guān)彩燈控制的新方案，具體地說(shuō)是一種模塊化的彩燈控制器。
隨著彩燈(特別是霓虹燈業(yè))的發(fā)展，彩燈控制器產(chǎn)品的負(fù)載路數(shù)與進(jìn)貨部門及用戶的實(shí)際要求之間的矛盾卻變得日益突出。根本原因在于，現(xiàn)有彩燈控制器普遍采用獨(dú)體結(jié)構(gòu)。其典型特征是每套裝置，不論它的輸出路數(shù)是多少，都有一個(gè)獨(dú)立的機(jī)箱，而成為一件孤立的產(chǎn)品。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通用性差。由于這類產(chǎn)品的輸出路數(shù)沒(méi)有可塑性，因而造成了目前市場(chǎng)上彩燈控制器種類繁多、良莠不齊、混亂不堪的局面，不僅嚴(yán)重妨礙了微電腦引入彩燈控制器的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，而且產(chǎn)、供、銷計(jì)劃滯后于市場(chǎng)需求信息，勢(shì)必造成決策和計(jì)劃的盲目性和被動(dòng)性。
本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性好的模塊化彩燈控制裝置。
基于上述理由，本實(shí)用新型提供一種有關(guān)彩燈控制器的電路結(jié)構(gòu)新方案--模塊化彩燈控制器。它為模塊結(jié)構(gòu)，其特征是它包括控制模塊(A)和驅(qū)動(dòng)模塊(B)，控制模塊(A)中固化有控制程序的電腦芯片IC1與多針插接件相接控制連線和數(shù)據(jù)連線；驅(qū)動(dòng)模塊(B)中包括串并轉(zhuǎn)換電路，光電隔離電路、驅(qū)動(dòng)輸出電路和多孔插接件、多針插接件。根據(jù)電氣屬性，這些模塊分為控制模塊(A)和驅(qū)動(dòng)模塊(B)兩種。每套裝置中必須有一個(gè)控制模塊(A)，而驅(qū)動(dòng)模塊(B)的數(shù)量則由用戶要求的負(fù)載路數(shù)(即總的輸出路數(shù))和每個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊(B)所具備的輸出路數(shù)而定(驅(qū)動(dòng)模塊個(gè)數(shù)=總的輸出路數(shù)÷每個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊的輸出路數(shù))，并且所有的驅(qū)動(dòng)模塊(B)都是完全相同的。各模塊的對(duì)應(yīng)位置設(shè)有插接器件(1)、(2)，當(dāng)每套裝置中包含的各個(gè)模塊層疊在一起時(shí)，這些插接器件便實(shí)現(xiàn)了各模塊間的電氣連接。當(dāng)然，各模塊也可分開(kāi)放置，并利用專用多芯電纜(C)順次連接各模塊上的插接器件。增減驅(qū)動(dòng)模塊(B)的個(gè)數(shù)，即可命名裝置的輸出路數(shù)作步進(jìn)式增減，而軟件是通用的，無(wú)需任何改變。軟件中的自檢程序會(huì)根據(jù)采集信息自動(dòng)識(shí)別負(fù)載路數(shù)，并且當(dāng)各驅(qū)動(dòng)模塊(B)及其插接器件(1)、(2)出現(xiàn)故障量，會(huì)使裝置發(fā)出相應(yīng)提示。在驅(qū)動(dòng)模塊(B)電路板(4)的元件面有一個(gè)多孔插接件(1)，而在控制模塊(A)電路板(3)和驅(qū)動(dòng)模塊(B)電路板(4)的焊接面各有一個(gè)多針插接件(2)；多孔插接件(1)和多針插接件(2)分別暴露于模塊的上、下表面，并且插接方向均與電路板平面相垂直。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)是1．模塊化的思想，把輸出路數(shù)的不同歸結(jié)為模塊個(gè)數(shù)的增減。也就是說(shuō)，用戶提出的路數(shù)要求可以輕而易舉地立刻得到滿足。這是目前市售的任何一種彩燈控制器都無(wú)法達(dá)到的。
2．任何一套裝置僅由兩種模塊構(gòu)成，大大降低了產(chǎn)、供、銷、用、修各環(huán)節(jié)在計(jì)劃和動(dòng)作方面的復(fù)雜性和盲目性。
3．維修時(shí)可直接更換故障模塊，這將有效提高現(xiàn)場(chǎng)工作效率，并最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品模塊的專業(yè)化集中維修甚至完全免維修，從而保證了質(zhì)量信息的反饋及時(shí)與準(zhǔn)確。這一點(diǎn)正是人們(尤其是生產(chǎn)廠商和銷售商)刻意追求的目標(biāo)。
4．裝置中包含的各個(gè)模塊既可層疊并緊固為一體，又可分開(kāi)放置，在結(jié)構(gòu)的靈活性方面明顯好于對(duì)比方案普遍采用的獨(dú)體方式，因此更容易滿足用戶和施工環(huán)境的不同要求。
5．本實(shí)用新型的光控開(kāi)機(jī)、定時(shí)關(guān)機(jī)以及燈測(cè)試功能，將給用戶和維護(hù)人員提供極大方便。
6．模塊化的結(jié)構(gòu)形式，可使每套裝置的價(jià)格更趨合理。并使施工投入更為科學(xué)。尤其當(dāng)需要在原有系統(tǒng)基礎(chǔ)上擴(kuò)大系統(tǒng)規(guī)模(增加輸出路數(shù))時(shí)，不會(huì)造成原有投入部分的浪費(fèi)。
7．規(guī)范、簡(jiǎn)潔而實(shí)用的設(shè)計(jì)，才是確保電氣系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵。本實(shí)用新型遵循并體現(xiàn)了這一原則，將有助于糾正一部分非專業(yè)者片面追求體積大、器件多的傾向。
8．模塊化的設(shè)計(jì)思想，可使電腦彩燈控制器產(chǎn)品向著標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的目標(biāo)邁進(jìn)一大步，并有利于微電腦技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)用真正沿著健康的、高層次的軌道發(fā)展。


圖1是本實(shí)用新型的兩種模塊的基本構(gòu)造示意圖。
圖2是本實(shí)用新型構(gòu)成一套裝置時(shí)，各模塊之間的兩種結(jié)合方式。
圖3是本實(shí)用新型的軟件流程圖。
圖4是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)框圖。
圖5是本實(shí)用新型的控制模塊一種實(shí)用電路。
圖6是本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)模塊一種實(shí)用電路。
以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步描述圖1中，A為本實(shí)用新型的控制模塊，B為驅(qū)動(dòng)模塊。模塊內(nèi)部主要含有一塊安裝電子元件的電路板(3)、(4)，在驅(qū)動(dòng)模塊(B)的電路板(4)的元件面有一個(gè)多孔插接件(1)，而在控制模塊(A)的電路板(3)和驅(qū)動(dòng)模塊(B)的電路板(4)的焊接面各有一個(gè)多針插接件(2)。多孔插接件(1)和多針插接件(2)分別暴露于模塊的上、下表面，并且插接方向均與電路板平面相垂直。圖中劃定了兩種模塊的長(zhǎng)方體邊界。各模塊長(zhǎng)方體邊界的實(shí)現(xiàn)方法，既可用板材成型，也可用樹(shù)酯等液體固化后脫模。
圖2給出了用本實(shí)用新型構(gòu)成一套裝置時(shí)，各模塊之間的兩種結(jié)合方式。其中左半部分為層疊方式，右半部分為分置方式。由圖可見(jiàn)，層疊方式下，唯一的控制模塊(A)處于最上層，分置方式下，唯一的控制模塊(A)在所有模塊中處于一端。從各模塊間的電氣連接角度講，層疊方式屬于上述多孔插接件(1)和多針插接件(2)之間的插接(即直接連接)；而分置方式則屬于上述多孔插接件(1)和多針插接件(2)之間通過(guò)專用多芯電纜的過(guò)渡連接。
必須指出，同對(duì)比方案相比，模塊化彩燈控制器在外觀結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)了明顯的不同。而這種結(jié)構(gòu)上的根本變化，還要依賴于相應(yīng)的軟、硬件設(shè)計(jì)才能得以實(shí)現(xiàn)。
圖3給出了本實(shí)用新型的軟件流程。系統(tǒng)上電或復(fù)位后進(jìn)行軟件初始化，若有燈測(cè)試命令，則輸出數(shù)據(jù)使所有負(fù)載及裝置上與負(fù)載一一對(duì)應(yīng)的指示燈全亮，為維修人員提供測(cè)試和判斷的依據(jù)。否則，等待機(jī)外光敏器件送來(lái)開(kāi)機(jī)電平信號(hào)。天黑后，進(jìn)入軟件自檢，自檢程序可根據(jù)采集信息自動(dòng)識(shí)別負(fù)載路數(shù)，進(jìn)而生成函數(shù)運(yùn)算所需的其它常數(shù)。然后查表，取出花樣控制字，處理后，結(jié)合上述常數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的函數(shù)運(yùn)算，并生成表現(xiàn)花樣一拍的串行輸出數(shù)據(jù)，以字節(jié)形式依次裝入緩存區(qū)。再將這些數(shù)據(jù)全部發(fā)送出動(dòng)，從而完成本花樣內(nèi)一拍到另一拍的變化。之后轉(zhuǎn)入下一拍函數(shù)運(yùn)算等處理，直至一個(gè)花樣結(jié)束。如果此刻定時(shí)時(shí)間尚未到達(dá)，便向下查表，取新的花樣控制字重復(fù)以上過(guò)程。否則，便立即發(fā)送一組使所有負(fù)載燈熄滅的串行數(shù)據(jù)，程序返回到對(duì)于光控開(kāi)機(jī)電平信號(hào)的循環(huán)等待。
自檢程序的另一個(gè)作用是，當(dāng)驅(qū)動(dòng)模塊(B)及其插接器件(1)、(2)出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)使裝置發(fā)出相應(yīng)提示。
本實(shí)用新型控制模塊(A)和驅(qū)動(dòng)模塊(B)的具體電路設(shè)計(jì)并不是唯一的，較為靈活。圖5和圖6分別給出了它們的一種實(shí)用電路。其軟件和驅(qū)動(dòng)模塊(B)是按16路輸出設(shè)計(jì)的。由此構(gòu)成的裝置以16路遞增，最多可達(dá)256路。
圖5中，程序及表格均固化在電腦芯片ICI(89C51)中，這種新型器件使得控制模塊(A)的電路部分十分簡(jiǎn)潔而且可靠。二極管D1、D2、電容C4、C5，以及三端穩(wěn)壓器E1(78L05)共同構(gòu)成了全波整流、穩(wěn)壓電路，為整套裝置提供VC和VCC兩組電源。插接器件J0用于程序仿真、固化和加密，其部分口線對(duì)用戶開(kāi)放，以實(shí)現(xiàn)″燈測(cè)試″等操作。J1正是前面提到的多孔插接件(1)，其引腳兩兩并用，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)可靠性。J2用于外接光敏器件，其閑置引腳可用于功能擴(kuò)展。由圖可見(jiàn)，控制模塊(A)中，電腦部分與多針插接件(2)之間共有四條電氣聯(lián)線，它們是串行數(shù)據(jù)輸出線DSO、反饋輸入線FP、時(shí)鐘控制線CLK、消隱線HID；電源部分與電腦部分及多針插接件(2)之間有兩條電氣聯(lián)線，它們是正電源線VC、地線。驅(qū)動(dòng)模塊(B)中，串行數(shù)據(jù)輸入線DSI上的串行數(shù)據(jù)進(jìn)入串/并轉(zhuǎn)換部分，在時(shí)鐘信號(hào)CLK作用下，產(chǎn)生的并行數(shù)據(jù)經(jīng)光電隔離后，送至驅(qū)動(dòng)輸出部分；同對(duì)產(chǎn)生的串行數(shù)據(jù)由串行數(shù)據(jù)輸出線DSO經(jīng)多針插接件(2)送至下一級(jí)驅(qū)動(dòng)模塊(B)的多孔插接件(1)的串行數(shù)據(jù)輸入線DSI。消隱信號(hào)HID用于在串行信號(hào)流動(dòng)期間穩(wěn)定顯示狀態(tài)。反饋線FP在驅(qū)動(dòng)模塊(B)內(nèi)部是直通的，利用最末一級(jí)驅(qū)動(dòng)模塊(B)的附件一短路子，便可把最末級(jí)串行輸出信號(hào)DSO引至控制模塊(A)中電腦部分的反饋信號(hào)輸入端FP，進(jìn)而利用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)于輸出路數(shù)的自識(shí)別和自適應(yīng)。
圖6中，J1″和J1＇分別是前面提到的驅(qū)動(dòng)模塊(B)中的多孔插接件(1)和多針插接件(2)，這兩個(gè)插接件的引腳也是兩兩并用的。芯片UA和UB(均為74HC164)用于把來(lái)自控制模塊(A)或前一個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊(B)的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為負(fù)載所需的并行數(shù)據(jù)。發(fā)光二極管L1至L16與本模塊所帶各負(fù)載一一對(duì)應(yīng)，用于花樣顯示、燈測(cè)試和故障提示。光耦器件U1至U16分別用于實(shí)現(xiàn)對(duì)大功率可控硅T1至T16的光電隔離觸發(fā)。
此外，圖5和圖6中的插接器件J1、J1＇、J1″的引腳定義，具有對(duì)應(yīng)關(guān)系。
權(quán)利要求1．一種模塊化彩燈控制器，為模塊結(jié)構(gòu)，其特征是它包括控制模塊(A)和驅(qū)動(dòng)模塊(B)，控制模塊(A)中固化有控制程序的電腦片IC1與多針插接件相接控制連線和數(shù)據(jù)連線；驅(qū)動(dòng)模塊(B)中包括串并轉(zhuǎn)換電路，光電隔離電路、驅(qū)動(dòng)輸出電路和多孔插接件、多針插接件。
2．按照權(quán)利要求1所述的控制器，其特征是在驅(qū)動(dòng)模塊(B)電路板(4)的元件面有一個(gè)多孔插接件(1)，而在控制模塊(A)電路板(3)和驅(qū)動(dòng)模塊(B)電路板(4)的焊接面各有一個(gè)多針插接件(2)；多孔插接件(1)和多針插接件(2)分別暴露于模塊的上、下表面，并且插接方向均與電路板平面相垂直。
3．按照權(quán)利要求1所述的控制器，其特征是層疊方式下，唯一的控制模塊(A)處于最上層；分層方式下，唯一的控制模塊(A)在所有模塊中處于一端。
4．按照權(quán)利要求1所述的控制器，其特征是控制模塊(A)中電腦芯片IC1與多針接件(2)之間共有四條電氣聯(lián)線，它們是串行數(shù)據(jù)輸出線DSO、反饋輸入線FP、時(shí)鐘控制線CLK、消隱線HID；驅(qū)動(dòng)模塊(B)中，串行數(shù)據(jù)輸入線DSI上的串行數(shù)據(jù)進(jìn)入串/并轉(zhuǎn)換電路，經(jīng)光電隔離后送至驅(qū)動(dòng)輸出電路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及有關(guān)彩燈控制的新方案,具體地說(shuō)是一種模塊化的彩燈控制器。其特征是它包括控制模塊(A)和驅(qū)動(dòng)模塊(B),控制模塊(A)中固化有控制程序的電腦芯片IC
文檔編號(hào)H05B41/36GK2334139SQ9725061
公開(kāi)日1999年8月18日 申請(qǐng)日期1997年8月12日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月12日
發(fā)明者寧曰勇, 常煥慶 申請(qǐng)人:寧曰勇, 常煥慶