模塊化彩燈控制器的製作方法

2023-06-05 16:27:51

專利名稱：模塊化彩燈控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及有關彩燈控制的新方案，具體地說是一種模塊化的彩燈控制器。
隨著彩燈(特別是霓虹燈業)的發展，彩燈控制器產品的負載路數與進貨部門及用戶的實際要求之間的矛盾卻變得日益突出。根本原因在於，現有彩燈控制器普遍採用獨體結構。其典型特徵是每套裝置，不論它的輸出路數是多少，都有一個獨立的機箱，而成為一件孤立的產品。其結構複雜，通用性差。由於這類產品的輸出路數沒有可塑性，因而造成了目前市場上彩燈控制器種類繁多、良莠不齊、混亂不堪的局面，不僅嚴重妨礙了微電腦引入彩燈控制器的規範化和標準化進程，而且產、供、銷計劃滯後於市場需求信息，勢必造成決策和計劃的盲目性和被動性。
本實用新型的目的是提供一種結構簡單，通用性好的模塊化彩燈控制裝置。
基於上述理由，本實用新型提供一種有關彩燈控制器的電路結構新方案--模塊化彩燈控制器。它為模塊結構，其特徵是它包括控制模塊(A)和驅動模塊(B)，控制模塊(A)中固化有控制程序的電腦晶片IC1與多針插接件相接控制連線和數據連線；驅動模塊(B)中包括串並轉換電路，光電隔離電路、驅動輸出電路和多孔插接件、多針插接件。根據電氣屬性，這些模塊分為控制模塊(A)和驅動模塊(B)兩種。每套裝置中必須有一個控制模塊(A)，而驅動模塊(B)的數量則由用戶要求的負載路數(即總的輸出路數)和每個驅動模塊(B)所具備的輸出路數而定(驅動模塊個數=總的輸出路數÷每個驅動模塊的輸出路數)，並且所有的驅動模塊(B)都是完全相同的。各模塊的對應位置設有插接器件(1)、(2)，當每套裝置中包含的各個模塊層疊在一起時，這些插接器件便實現了各模塊間的電氣連接。當然，各模塊也可分開放置，並利用專用多芯電纜(C)順次連接各模塊上的插接器件。增減驅動模塊(B)的個數，即可命名裝置的輸出路數作步進式增減，而軟體是通用的，無需任何改變。軟體中的自檢程序會根據採集信息自動識別負載路數，並且當各驅動模塊(B)及其插接器件(1)、(2)出現故障量，會使裝置發出相應提示。在驅動模塊(B)電路板(4)的元件面有一個多孔插接件(1)，而在控制模塊(A)電路板(3)和驅動模塊(B)電路板(4)的焊接面各有一個多針插接件(2)；多孔插接件(1)和多針插接件(2)分別暴露於模塊的上、下表面，並且插接方向均與電路板平面相垂直。
本實用新型的特點是1．模塊化的思想，把輸出路數的不同歸結為模塊個數的增減。也就是說，用戶提出的路數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法達到的。
2．任何一套裝置僅由兩種模塊構成，大大降低了產、供、銷、用、修各環節在計劃和動作方面的複雜性和盲目性。
3．維修時可直接更換故障模塊，這將有效提高現場工作效率，並最終實現產品模塊的專業化集中維修甚至完全免維修，從而保證了質量信息的反饋及時與準確。這一點正是人們(尤其是生產廠商和銷售商)刻意追求的目標。
4．裝置中包含的各個模塊既可層疊並緊固為一體，又可分開放置，在結構的靈活性方面明顯好於對比方案普遍採用的獨體方式，因此更容易滿足用戶和施工環境的不同要求。
5．本實用新型的光控開機、定時關機以及燈測試功能，將給用戶和維護人員提供極大方便。
6．模塊化的結構形式，可使每套裝置的價格更趨合理。並使施工投入更為科學。尤其當需要在原有系統基礎上擴大系統規模(增加輸出路數)時，不會造成原有投入部分的浪費。
7．規範、簡潔而實用的設計，才是確保電氣系統可靠性的關鍵。本實用新型遵循並體現了這一原則，將有助於糾正一部分非專業者片面追求體積大、器件多的傾向。
8．模塊化的設計思想，可使電腦彩燈控制器產品向著標準化和規範化的目標邁進一大步，並有利於微電腦技術在各個領域的運用真正沿著健康的、高層次的軌道發展。


圖1是本實用新型的兩種模塊的基本構造示意圖。
圖2是本實用新型構成一套裝置時，各模塊之間的兩種結合方式。
圖3是本實用新型的軟體流程圖。
圖4是本實用新型的電路結構框圖。
圖5是本實用新型的控制模塊一種實用電路。
圖6是本實用新型的驅動模塊一種實用電路。
以下結合附圖作進一步描述圖1中，A為本實用新型的控制模塊，B為驅動模塊。模塊內部主要含有一塊安裝電子元件的電路板(3)、(4)，在驅動模塊(B)的電路板(4)的元件面有一個多孔插接件(1)，而在控制模塊(A)的電路板(3)和驅動模塊(B)的電路板(4)的焊接面各有一個多針插接件(2)。多孔插接件(1)和多針插接件(2)分別暴露於模塊的上、下表面，並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方體邊界。各模塊長方體邊界的實現方法，既可用板材成型，也可用樹酯等液體固化後脫模。
圖2給出了用本實用新型構成一套裝置時，各模塊之間的兩種結合方式。其中左半部分為層疊方式，右半部分為分置方式。由圖可見，層疊方式下，唯一的控制模塊(A)處於最上層，分置方式下，唯一的控制模塊(A)在所有模塊中處於一端。從各模塊間的電氣連接角度講，層疊方式屬於上述多孔插接件(1)和多針插接件(2)之間的插接(即直接連接)；而分置方式則屬於上述多孔插接件(1)和多針插接件(2)之間通過專用多芯電纜的過渡連接。
必須指出，同對比方案相比，模塊化彩燈控制器在外觀結構上表現了明顯的不同。而這種結構上的根本變化，還要依賴於相應的軟、硬體設計才能得以實現。
圖3給出了本實用新型的軟體流程。系統上電或復位後進行軟體初始化，若有燈測試命令，則輸出數據使所有負載及裝置上與負載一一對應的指示燈全亮，為維修人員提供測試和判斷的依據。否則，等待機外光敏器件送來開機電平信號。天黑後，進入軟體自檢，自檢程序可根據採集信息自動識別負載路數，進而生成函數運算所需的其它常數。然後查表，取出花樣控制字，處理後，結合上述常數進行相應的函數運算，並生成表現花樣一拍的串行輸出數據，以字節形式依次裝入緩存區。再將這些數據全部發送出動，從而完成本花樣內一拍到另一拍的變化。之後轉入下一拍函數運算等處理，直至一個花樣結束。如果此刻定時時間尚未到達，便向下查表，取新的花樣控制字重複以上過程。否則，便立即發送一組使所有負載燈熄滅的串行數據，程序返回到對於光控開機電平信號的循環等待。
自檢程序的另一個作用是，當驅動模塊(B)及其插接器件(1)、(2)出現故障時，會使裝置發出相應提示。
本實用新型控制模塊(A)和驅動模塊(B)的具體電路設計並不是唯一的，較為靈活。圖5和圖6分別給出了它們的一種實用電路。其軟體和驅動模塊(B)是按16路輸出設計的。由此構成的裝置以16路遞增，最多可達256路。
圖5中，程序及表格均固化在電腦晶片ICI(89C51)中，這種新型器件使得控制模塊(A)的電路部分十分簡潔而且可靠。二極體D1、D2、電容C4、C5，以及三端穩壓器E1(78L05)共同構成了全波整流、穩壓電路，為整套裝置提供VC和VCC兩組電源。插接器件J0用於程序仿真、固化和加密，其部分口線對用戶開放，以實現″燈測試″等操作。J1正是前面提到的多孔插接件(1)，其引腳兩兩並用，進一步提高了系統可靠性。J2用於外接光敏器件，其閒置引腳可用於功能擴展。由圖可見，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線，它們是串行數據輸出線DSO、反饋輸入線FP、時鐘控制線CLK、消隱線HID；電源部分與電腦部分及多針插接件(2)之間有兩條電氣聯線，它們是正電源線VC、地線。驅動模塊(B)中，串行數據輸入線DSI上的串行數據進入串/並轉換部分，在時鐘信號CLK作用下，產生的並行數據經光電隔離後，送至驅動輸出部分；同對產生的串行數據由串行數據輸出線DSO經多針插接件(2)送至下一級驅動模塊(B)的多孔插接件(1)的串行數據輸入線DSI。消隱信號HID用於在串行信號流動期間穩定顯示狀態。反饋線FP在驅動模塊(B)內部是直通的，利用最末一級驅動模塊(B)的附件一短路子，便可把最末級串行輸出信號DSO引至控制模塊(A)中電腦部分的反饋信號輸入端FP，進而利用軟體實現對於輸出路數的自識別和自適應。
圖6中，J1″和J1＇分別是前面提到的驅動模塊(B)中的多孔插接件(1)和多針插接件(2)，這兩個插接件的引腳也是兩兩並用的。晶片UA和UB(均為74HC164)用於把來自控制模塊(A)或前一個驅動模塊(B)的串行數據轉換為負載所需的並行數據。發光二極體L1至L16與本模塊所帶各負載一一對應，用於花樣顯示、燈測試和故障提示。光耦器件U1至U16分別用於實現對大功率可控矽T1至T16的光電隔離觸發。
此外，圖5和圖6中的插接器件J1、J1＇、J1″的引腳定義，具有對應關係。
權利要求1．一種模塊化彩燈控制器，為模塊結構，其特徵是它包括控制模塊(A)和驅動模塊(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據連線；驅動模塊(B)中包括串並轉換電路，光電隔離電路、驅動輸出電路和多孔插接件、多針插接件。
2．按照權利要求1所述的控制器，其特徵是在驅動模塊(B)電路板(4)的元件面有一個多孔插接件(1)，而在控制模塊(A)電路板(3)和驅動模塊(B)電路板(4)的焊接面各有一個多針插接件(2)；多孔插接件(1)和多針插接件(2)分別暴露於模塊的上、下表面，並且插接方向均與電路板平面相垂直。
3．按照權利要求1所述的控制器，其特徵是層疊方式下，唯一的控制模塊(A)處於最上層；分層方式下，唯一的控制模塊(A)在所有模塊中處於一端。
4．按照權利要求1所述的控制器，其特徵是控制模塊(A)中電腦晶片IC1與多針接件(2)之間共有四條電氣聯線，它們是串行數據輸出線DSO、反饋輸入線FP、時鐘控制線CLK、消隱線HID；驅動模塊(B)中，串行數據輸入線DSI上的串行數據進入串/並轉換電路，經光電隔離後送至驅動輸出電路。
專利摘要本實用新型涉及有關彩燈控制的新方案,具體地說是一種模塊化的彩燈控制器。其特徵是它包括控制模塊(A)和驅動模塊(B),控制模塊(A)中固化有控制程序的電腦晶片IC
文檔編號H05B41/36GK2334139SQ9725061
公開日1999年8月18日 申請日期1997年8月12日 優先權日1997年8月12日
發明者寧曰勇, 常煥慶 申請人:寧曰勇, 常煥慶