Led智能燈顯示系統的製作方法

2023-09-25 18:53:50 1

專利名稱：Led智能燈顯示系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種燈控系統，尤其是一種利用直流電源驅動的可用於照明 或交通信號、標識指示等的發光二極體陣列燈控系統，具體地說是一種LED 智能燈顯示系統。
背景技術：
眾所周知，早期的交通信號燈光源多採用白熾燈和低壓滷鎢燈，近年來隨 著LED燈發光效率和亮度的不斷提高，成本的不斷下降，加之它固有的抗衝 擊和振動的機械特性，相對白熾燈高几個數量級的使用壽命，更高的響應速 度等優點，越來越多的燈採用LED實現。但過去的LED燈採用傳統的燈光開 關形式，每一組燈採用獨立的電源開關進行控制，採用傳統的交流電源進行 供電，這樣做有很多缺點，主要包括以下幾點
1、 浪費材料。在燈組很多的情況下，由於不能共用開關，導致有很多的 開關和電源連線。這樣做往往要使用大量銅線作為電源線，因此造成了極大 的浪費。同時由於LED直流供電的本質，造成每個燈都必須帶有交直流轉換 設備，也造成了極大的浪費。如圖1所示。
2、 控制難度大，可靠性差。由於在圖1的電路中，對燈的控制只能通過 對開關的控制實現，因此在控制設備中不可避免地存在大量的大電流開關設 備，這些設備本身體積大、功耗大、壽命短，容易發生故障。
3、 能耗大。由於每一個燈都需要交流供電，然後通過交直流轉換將交流 變成直流給燈供電。這樣由於交直流轉換器的數量很多，因此很多場合無法 使用轉換效率高但價格也比較貴的交直流轉換方案。為了降低成本，往往使 用價格低但轉換效率也低的方案，因此大大增加了能源的浪費。如果在圖1 中直接改成直流供電，則在開關到燈比較遠的情況下電源線上傳輸損耗的能 量很大，因此也不可取。如果將開關分散，靠近燈，在燈的數量較多時會導
致開關元件安裝和維修困難的問題。因此這種方法也沒有什麼應用。

發明內容
本發明的目的是針對現有的LED陣列燈控系統存在的電路複雜，安裝、 調試及維修困難的問題，設計一種電路簡單，控制方便的LED智能燈顯示系 統。
本發明的技術方案是
一種LED智能燈顯示系統，其特徵是它包括電源l、智能燈控制器2、 LED驅動器3、 LED燈陣列4、燈類型檢測電路5和通訊設備6組成，電源 1為後續的各單元提供電流電源，燈類型檢測電路5和通訊設備6的輸出均 與智能燈控制器2對應的輸入端相連，智能燈控制器2的輸出接LED驅動器 3對應的輸入端，LED驅動器3的輸出接LED燈陣列4中的LED燈。
所述的智能燈控制器2由單片機集成電路U8及其外圍電路構成。
所述的通訊設備6或由有線通訊接口電路U7及其外圍電路構成，或由 無線通訊模塊電路RFM12B及其外圍電路構成，單片機集成電路U8的串行 通訊口 UART的輸入輸出端分別接有線通訊接口電路U7的輸出端D和輸入 端R，單片機集成電路U8的串行通訊口 SPI連接帶有SPI接口的無線通訊 模塊電路RFM12B。
所述的撥碼開關可採用多位撥碼開關，單片機集成電路U8的輸入輸出 口 PA0-PA7分別接多位撥碼開關的對應一端，多位撥碼開關的另一端連接一 起接單片機集成電路U8的另一輸入輸出口 PG2端，撥碼開關用來設定智能 燈的地址，以便由現場工業主機來識別。
所述的LED驅動器3可由LED驅動集成電路U9構成，LED驅動集成 電路U9的時鐘輸入端CLK、串行數據輸入端SDI、數據鎖存端LE、輸出始 能端/ 0E分別通過電阻與單片機集成電路U8的對應輸出輸出口 PD1、PD2、 PDO、 PB7相連，LED驅動集成電路U9的輸出端OUT100 OUT115接發光 二極體LED燈陣列。
本發明的有益效果
1、由於對燈的控制通過通訊控制而不是通過開關控制，徹底省掉了大功
率開關設備。
2、 由於所有燈的電源都是始終連接，因此燈直接採用直流供電，這樣可 以使位置接近的燈共用交直流轉換器。另外直流供電使其他電源的應用成為 可能，比如太陽能。
3、 採用統一的電源線，大幅度降低了對電源線的消耗。
4、 由於在智能化的控制器中採用先進的低功耗技術，使能耗大幅度降低。
5、 由於採用智能化驅動的方法形成燈的動作，而不是採用開關，因此燈 的動作也不限於開關。可以包括開、關、亮度調節、故障檢測等。
6、 控制設備不需要關心燈的功率大小，只需要通過相應的通訊埠發送 通訊命令就可以了。因此控制設備也得到了簡化。
7、 通訊方式可以是多種多樣的，包括RS232、 RS485、 RS422、區域網、 無線通訊、簡訊等等。而且可以通過不同的網絡轉發。8、 本發明可以大幅度降低LED燈的功耗、成本和安裝的複雜度。
9、 本發明用途廣泛，可廣泛應用於
(1)交通信號燈。現在的交通信號燈大多數都使用LED燈，如果使用本 發明，可以大幅度減少製作和安裝成本。
(2) 用於庭院或路面裝飾燈。現在有很多裝飾燈採用LED燈，但是採用 很多開關控制非常困難。
(3) 太陽能燈，在很多地方採用太陽能燈，如果採用本發明配合無線通 訊方式，就可以徹底避免布線。


圖1是現有的LED燈陣列控制原理圖。 圖2是本發明的LED燈陣列控制原理圖。 圖3是本發明的電原理圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。 如圖2-3所示
一種LED智能燈顯示系統，其原理框圖如圖2所示，它包括電源l、智
能燈控制器2、 LED驅動器3、 LED燈陣列4、燈類型檢測電路5和通訊設 備6組成，電源1為後續的各單元提供電流電源，燈類型檢測電路5和通訊 設備6的輸出均與智能燈控制器2對應的輸入端相連，智能燈控制器2的輸 出接LED驅動器3對應的輸入端，LED驅動器3的輸出接LED燈陣列4中 的LED燈。
具體實施時
智能燈控制器2可由單片機集成電路U8 (型號可為MEGA165P)及共 外圍電路構成。
通訊設備6可由有線通訊接口電路U7 (型號可為SN65HVD3082ED)及 其外圍電路構成，也可由無線通訊模塊電路RFM12B (型號可為RFM12B) 及其外圍電路構成，單片機集成電路U8的串行通訊口 UART的輸入輸出端 分別接有線通訊接口電路U7的輸出端D和輸入端R，單片機集成電路U8 的串行通訊口 SPI連接帶有SPI接口的無線通訊模塊電路RFM12B(見圖4)。 其中的拔碼開關可採用多位撥碼開關(型號可為WT11-SMD-08),單片機集 成電路U8的輸入輸出口 PA0-PA7分別接多位撥碼開關的對應一端，多位撥 碼開關的另一端連接一起接單片機集成電路U8的另一輸入輸出口 PG2端， 撥碼開關用來設定智能燈的地址，以便由現場工業主機來識別。
LED驅動器3可由LED驅動集成電路U9 (型號可為MBI5027)構成， LED驅動集成電路U9的時鐘輸入端CLK、串行數據輸入端SDI、數據鎖存 端LE、輸出始能端/ OE分別通過電阻與單片機集成電路U8的對應輸出輸 出口 PD1 、 PD2、 PDO、 PB7相連，LED驅動集成電路U9的輸出端OUT100 OUT115接發光二極體LED燈陣列。
本發明未涉及部分均與現有技術相同或可採用現有技術加以實現。
權利要求
1、 一種LED智能燈顯示系統，其特徵是它包括電源(l)、智能燈控制器(2)、 LED驅動器(3)、 LED燈陣列(4)、燈類型檢測電路(5)和通訊設備(6) 組成，電源(1)為後續的各單元提供電流電源，燈類型檢測電路(5)和通 訊設備(6)的輸出均與智能燈控制器(2)對應的輸入端相連，智能燈控制 器(2)的輸出接LED驅動器(3)對應的輸入端，LED驅動器(3)的輸出 接LED燈陣列(4)中的LED燈。
2、 根據權利要求1所述的LED智能燈顯示系統，其特徵是所述的智能燈控 制器(2)由單片機集成電路U8及共外圍電路構成。
3、 根據權利要求1所述的LED智能燈顯示系統，其特徵是所述的通訊設備 (6)或由有線通訊接口電路U7及其外圍電路構成，或由無線通訊模塊電路RFM12B及其外圍電路構成，單片機集成電路U8的串行通訊口 UART的輸 入輸出端分別接有線通訊接口電路U7的輸出端D和輸入端R，單片機集成 電路U8的串行通訊口 SPI連接帶有SPI接口的無線通訊模塊電路RFM12B。
4、 根據權利要求3所述的LED智能燈顯示系統，其特徵是所述的撥碼開關 為多位撥碼開關，單片機集成電路U8的輸入輸出口 PA0-PA7分別接多位撥 碼開關的對應一端，多位撥碼開關的另一端連接在一起接單片機集成電路U8 的另一輸入輸出口PG2.端，撥碼開關用來設定智能燈的地址，以便由現場工 業主機來識別。
5、 根據權利要求1所述的LED智能燈顯示系統，其特徵是所述的LED驅動 器(3)由LED驅動集成電路U9構成，LED驅動集成電路U9的時鐘輸入 端CLK、串行數據輸入端SDI、數據鎖存端LE、輸出始能端/OE分別通過 電阻與單片機集成電路U8的對應輸出輸出口 PD1、 PD2、 PD0、 PB7相連， LED驅動集成電路U9的輸出端OUT100 OUT115接發光二極體LED燈陣 列。
全文摘要
一種LED智能燈顯示系統，其特徵是它包括電源(1)、智能燈控制器(2)、LED驅動器(3)、LED燈陣列(4)、燈類型檢測電路(5)和通訊設備(6)組成，電源(1)為後續的各單元提供電流電源，燈類型檢測電路(5)和通訊設備(6)的輸出均與智能燈控制器(2)對應的輸入端相連，智能燈控制器(2)的輸出接LED驅動器(3)對應的輸入端，LED驅動器(3)的輸出接LED燈陣列(4)中的LED燈。本發明具有布線簡單，節能、用途廣的優點。
文檔編號F21V23/00GK101144599SQ20071013417
公開日2008年3月19日 申請日期2007年10月26日 優先權日2007年10月26日
發明者標 沈, 陳松平 申請人:南京藍泰交通設施有限責任公司