音樂噴泉計算機控制裝置的製作方法
2023-05-27 12:14:01
專利名稱：音樂噴泉計算機控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於計算機應用技術領域，特別是涉及一種計算機控制的音樂噴泉裝置。
音樂噴泉已越來越廣泛地用於公園、廣場、商業中心、賓館等各種公共場所，起著調節氣候，美化環境的作用。目前國內較流行的噴泉設施是一種聲控噴泉，其控制方式為順序控制加聲控，如中國專利85205441就是其中的一種音控噴泉。其特點是由播音設備輸出的音頻信號輸入音控調速控制器，其輸出的受音頻信號強弱控制的可變電壓供給拖動水泵旋轉的調速電機改變轉速，以改變水泵的流量和揚程。這類聲控噴泉其共同的缺點是水的噴泉高度單調地隨聲強而變，不能充分地反映音樂的旋律和感情，另外，採用電磁閥控制，或調速電機控制，都必須建立一個龐大的泵房，管路複雜，工程造價昂貴。另一種國外較先進的音樂噴泉採用計算機控制，本申請人設計的建造在北京月壇公園的「愛樂泉」屬於這類音樂噴泉，其特點是對每首要播放的曲子要事先進行音樂編程，根據編程者對曲子的體會和對音樂內涵的理解，把有關水型組合和噴射高度的有關數據事先編成程序，存到磁碟中，計算機(一般採用系統機)再根據該程序控制水泵，實現水型及噴射高度隨音樂的變化，這類音樂噴泉較好地達到水型、燈光的變化與音樂和諧統一的效果，不足之處是要有專門的程式設計師對每首曲子進行編程，因此不能做到隨時更換新的曲子。且需要噴泉管理人員具備一定的計算機操作知識，因而限制了這類噴泉的普及。
本實用新型旨在克服上述噴泉的不足之處，設計出一種新型的音樂噴泉計算機控制裝置，對任何一首曲子都能進行實時處理，使噴泉的水型和噴射高度與音樂和諧一致。而且達到使裝置成本降低，操作簡便，適於廣泛應用之目的。
本實用新型設計的音樂噴泉計算機控制系統由音樂輸入設備、計算機、輸出接口設備、水泵、燈光控制器及控制臺組成，其特徵在於該音樂輸入設備包括一臺分頻器，該輸出接口設備由模擬量控制電路和開關控制電路兩部分組成。音樂輸入設備的信號取自播音設備，經分頻器分成不同頻段的音樂信號輸入到計算機中，經計算機分析處理，輸出與音樂相對應的不同的模擬量和開關量，經輸出接口設備的模擬量控制電路和開關量控制電路去控制所說的水泵、燈光控制器。該控制器可為多臺變頻調速器或多臺變頻調速器和多臺電磁調速電動機自動控制組件、接觸器、電磁閥等，驅動各水泵和燈光隨音樂旋律而發生相應的變化。計算機可採用性能價格比較好的8096系列單片機，亦可採用51系列單片機、單板機或IBM及其兼容的系統機。
附圖簡要說明
圖1為本實用新型總體結構框圖。
圖2為實施例的音頻輸入設備電路示意圖。
圖3為實施例的輸出接口設備的模擬量控制電路圖。
圖4為實施例的輸出接口設備的一開關量控制電路圖。
圖5為實施例的控制臺布置圖。
本實用新型提供一種音樂噴泉計算機控制裝置最佳實施例如
圖1～圖5所示，結合附圖詳細描述如下
圖1為本裝置的總體結構框圖音頻輸入設備把從錄音機的線路輸出獲得音樂信號，分成不同頻段的音頻信號後，再輸入到計算機中，計算機對音樂信號進行判別、分析、處理，輸出各種模擬量和開關量，通過輸出接口設備分別輸入到水泵控制器和燈光控制器，實現對水泵和燈光的調控。控制臺設有多個控制開關並可進行自動－手動選擇控制。
本裝置的音頻輸入設備電路圖如2所示，它由靈敏度調整器、電壓放大器、變壓器、分頻器、音頻整流器及嵌位保護器構成。來自錄音機線路輸出的音頻電壓經靈敏度調整R1，電壓放大器IC1放大後送至變壓器進行隔離，由變壓器輸出的音頻信號經分頻器分成高、中、低三路音頻信號，以800Hz以下為低頻段800～2200Hz為中頻段，2200H以上為高頻段。這三路音頻信號經音頻整流器及嵌位保護器輸入計算機。該分頻器由濾波器(C7～C10，L，R3～R5)組成，該整流器由二極體D1～D3組成，嵌位保護電路由二極體D4～D9組成，對信號進行限幅，以保證輸入到計算機的信號在一定的範圍內變化。
本裝置採用8098單片機，它具有集成度高、體積小、可靠性高等優點，且片子本身就帶有多路A／D轉換器，並有一路脈寬調製輸出。可對一路或多路(不同頻段)的音樂信號輸入進行分析、判斷、處理，並啟動不同的音樂程序，由於本裝置內存大(大於16K)，每種音樂程序可以安排幾十種、上百種的水型組合，以與音樂的主旋律相同步一致，較好地達到水型、燈光的變化和音樂和諧統一的效果。另外，該計算機存有予先編好的軟體，能對音樂信號進行放大輸出，使水型變化更明顯，更與音樂合折，通過軟體或硬體給出予置信號電壓，使各水泵處在予運轉狀態，以使能隨音樂快速運轉，從而大大改善了音樂的跟隨特性，軟體中還包括含有無音樂輸入時水型自動循環變化的程序，增加了水型變化的動態特性。
本裝置的輸出接口設備包括模擬量控制電路和開關量控制電路兩部分，模擬量控制電路由具有放大倍數可調的運算放大器和嵌保護電路組成，如圖3所示。計算機輸出的模擬量控制信號，經一級運算放大器，提高了現場調試的靈活性，增加一級嵌位保護電路，保證了水泵控制器和燈光控制器安全、可靠地運行。開關量控制電路由光電隔離和繼電器隔離電路組成，如圖4所示，它增加了整個裝置的可靠性和抗幹擾性能。
本裝置的水泵，燈光控制器採用多臺變頻調速器，用它直接驅動潛水泵，省去了費用昂貴的泵房工程，大大降低了裝置的成本。也可採用多臺變頻調速器和多臺電磁調速電動機自動控制組件，接觸器，電磁閥等驅動各水泵和燈光隨音樂旋律而發生相應的變化。
本裝置的控制臺，由多個控制開關組成，其布置如圖5所示，其中K7～K39為自動一手動選擇開關，GK1～GK7為高光燈開關，BK9～BK25為水泵開關，BK29～BK39為彩色水下燈開關，其特徵在於把一種水型的各種水泵開關及燈光開關放置在同一列上，使操作員操作控制方便。以K12一列為例，K12為搖擺水型的自動一手動選擇開關，KB－12為搖擺電機的開關，K34為搖擺水型燈光的手動一自動選擇開關。BK－341為搖擺水型的紅色水下燈開關，BK－342為搖擺水型的綠色水下燈開關。這樣使組成搖擺水型所需的水泵、各種彩色燈光開關規則地排列在一列上，操作員容易掌握，操作簡便明了。
本實用新型具有多種控制功能，水型的組合、揚程和燈光自動跟隨音樂變化，無音樂輸入時水型的組合和燈光能順序變化，水型的組合和燈光也能手動操作，即興表演。本裝置適於公園、廣場、商業中心、賓館舞臺、電視演播廳等各種場合，亦可方便地把原有噴泉改造為音樂噴泉。
權利要求1.一種音樂噴泉計算機控制裝置，由音樂輸入設備、計算機、輸出接口設備、水泵控制器、燈光控制器及控制臺組成，其特徵在於該音樂輸入設備包括一臺分頻器，該輸出接口設備由模擬量控制電路和開關量控制電路兩部分組成，所說的音樂輸入設備的分頻器將音樂信號分成不同頻段的音樂信號輸入到所說的計算機中，進行分析處理，輸出與音樂相對應的不同的模擬量和開關量，經所說的輸出接口設備和模擬量控制電路和開關量控制電路去控制所說的水泵、燈光控制器。
2.如權利要求1所述的音樂噴泉計算機控制裝置，其特徵在於所說的音樂輸入設備由靈敏度調整器、電壓放大器、變壓器、分頻器、音頻整流器及嵌位保護器構成。
3.如權利要求1所述的音樂噴泉計算機控制裝置，其特徵在於所說的輸出接口設備中的模擬量控制電路由運算放大器和嵌位保護電路所組成，並有預置輸出電壓，所說的開關量控制電路由光電隔離器和繼電器隔離器組成。
4.如權利要求1所述的音樂噴泉計算機控制裝置，其特徵在於所說的計算機為8096系列單片機。
5.如權利要求1所述的音樂計算機控制裝置，所說的控制臺由多個自動－手動選擇開關，多個高光燈開關，多個水泵開關及多個彩色水下燈光開關組成，其特徵在於把一種水型的各種開關及燈光開關放在一列上，便於控制。
專利摘要一種音樂噴泉計算機控制裝置，屬於計算機應用技術領域。本實用新型是利用計算機對音樂信號進行判別、分析、處理、輸出各種模擬量和開關量，以對水泵和燈光的開關控制，使水型組合，噴泉流量和揚程，燈光色彩隨音樂的旋律而變化，實現聲、光、水色和諧統一。本裝置性能可靠、噴泉可大可小，適用於公園、廣場、商業中心、賓館、舞臺等各種場合，還可方便地把原有噴泉改造為音樂噴泉。
文檔編號A63J17/00GK2077738SQ90222629
公開日1991年5月29日 申請日期1990年11月1日 優先權日1990年11月1日
發明者陳永明 申請人:陳永明