基于DMX512协议的用于多路LED灯具的恒压调光装置的制作方法

基于dmx512协议的用于多路led灯具的恒压调光装置
技术领域
1.本实用新型涉及led调光灯具技术领域，具体涉及一种基于dmx512协议的用于多路led灯具的恒压调光装置。


背景技术：

2.目前市场上的led调光灯具主要分为两种类型：一种为led恒压调光灯具，常见产品如带调光模块的灯带、灯串等。此类产品的原理为由蓝牙遥控器、红外遥控器或wifi遥控器作为控制端，控制调光模块上的单片机(mcu)产生pwm信号来控制led灯具，从而进行调光。然而目前常规的led恒压调光灯具主要有以下缺点：
3.1、一个控制器只能进行单独的调光，多个控制器之间无法进行联动控制；
4.2、常规使用蓝牙/红外/wifi遥控器的恒压调光灯具调光效果较差，调光过程中抖动明显；
5.3、厂家的遥控器和控制模块需配合使用，如使用不同厂家的控制器将出现不兼容的情况。
6.另一种为led恒流调光灯具，常见产品如带可控硅调光、dali调光、0
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10v(1
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10v)、pwm控制电源的球泡灯、射灯、线条灯、洗墙灯、投光灯等。此类调光灯具的原理为使用的led驱动内置了相关控制模块或者ic，通过pwm斩波控制输出电流从而进行调光。然而目前常规的led恒流调光灯具主要有以下缺点：
7.1、常规可控硅调光灯具的驱动转换效率低导致灯具的光效低下；
8.2、常规dali调光、0
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10v(1
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10v)调光灯具成本较高；
9.3、常规可控硅调光、dali调光、0
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10v(1
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10v)对调光器兼容要求较高，经常出现不同品牌的调光器兼容问题导致产品出现异响、频闪现象；
10.4、常规调光灯具之间多个灯具之间一般不能进行级联和群控，或者调光联动较差、或者需要另增加转换模块来实现级联和群控功能。
11.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

12.本实用新型的目的在于提供一种基于dmx512协议的用于多路led灯具的恒压调光装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
13.为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于dmx512协议的用于多路led灯具的恒压调光装置，包括：输入端口，输入端口分别与直流恒压电源和dmx512分控器相连接；主电路，主电路通过输入端口与直流恒压电源相连接，主电路包括斩波模块；电源稳压电路，电源稳压电路通过输入端口与直流恒压电源相连接，电源稳压电路的输出电压为 5v，电源稳压电路的输出端与dmx解码芯片u1相连接，dmx解码芯片u1用于接收dmx512控制信号；智
能控制电路，智能控制电路的输入端与dmx解码芯片u1的输出端相连接，智能控制电路的输出端与斩波模块相连接，智能控制电路包括主控芯片u2；以及输出端口，斩波模块通过输出端口与两路led灯具相连接；其中，dmx解码芯片u1的第一引脚连接主控芯片u2的第三引脚，dmx解码芯片u1的第二、三、五引脚与电源地连接，dmx解码芯片u1的第四引脚悬空，dmx解码芯片u1的第八引脚与电源稳压电路的芯片u3的第三引脚连接。
14.在一优选实施方式中，恒压调光装置还包括信号保护电路，信号保护电路分别与dmx解码芯片u1和主控芯片u2相连接，信号保护电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、保险丝f1、保险丝f2、保险丝f3、保险丝f4、tvs管dt1、tvs管dt2、tvs管dt3、tvs管dt4，tvs管dt1、td2、dt3、dt4的一端与电源地连接，另一端分别连接至保险丝f3、保险丝f4、保险丝f1、保险丝f2。
15.在一优选实施方式中，dmx解码芯片u1的第六引脚与保险丝f3、tvs管dt1连接，dmx解码芯片u1的第七引脚与保险丝f4、tvs管dt2连接。
16.在一优选实施方式中，电源稳压电路还包括电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、二极管d1、电阻r5、电阻r14，电源稳压电路的芯片u3的第一引脚与电阻r5的一端、电阻r14的一端、电容c4的一端连接，电阻r5、电阻r14的另一端与二极管d1连接，二极管d1的另一端与电容c5、电容c6连接到直流恒压电源的正极上，电源稳压电路的芯片u3的第三引脚与电容c1、电容c2、电容c3连接到dmx解码芯片u1的第八引脚和主控芯片u2的第九引脚，电源稳压电路的芯片u3的第二引脚、电容c1的另一端、电容c2的另一端、电容c3的另一端、电容c4的另一端、电容c5的另一端、电容c6的另一端分别连接到电源地。
17.在一优选实施方式中，智能控制电路还包括电阻r6、电阻r7、电容c8、电容c10、电容c11，主控芯片u2的第一引脚与保险丝f2、tvs管dt4连接，主控芯片u2包括第一至第二十引脚，其中，主控芯片u2的第二、五、六、十、十二、十三、十四、十五、十七、十九、二十引脚悬空，主控芯片u2的第三引脚与芯片dmx解码芯片u1的第一引脚连接，主控芯片u2的第四引脚与电容c10的一端连接，且电容c10的另一端与电源地连接，主控芯片u2的第七引脚与电源地连接，主控芯片u2的第八引脚与电容c11的一端连接，且电容c11的另一端与电源地连接，主控芯片u2的第九脚与电容c8的一端和电源稳压电路的芯片u3的第三引脚连接，电容c8的另一端与电源地连接，主控芯片u2的第十一引脚与电阻r7连接，电阻r7的另一端与电源稳压电路的芯片u3的第三引脚连接。
18.在一优选实施方式中，斩波模块包括电阻r8、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、mos管q1、mos管q2、mos管q3、mos管q4、肖特基二极管d2、肖特基二极管d3，其中，电阻r8的一端与主控芯片u2的第十六引脚、电阻r10的一端、电阻r11的一端相连接，电阻r8的另一端连接电源稳压电路的芯片u3的第三引脚，电阻r11的一端与主控芯片u2的第十六引脚相连接，mos管q1与mos管q3的栅极连接到电阻r10、电阻r12，电阻r12的另一端与电源地连接，mos管q2与mos管q4的栅极连接到电阻r11、电阻r13，电阻r13的另一端与电源地连接，mos管q1和mos管q3的漏极与肖特基二极管d2、第一输出端口相连接，mos管q2和mos管q4的漏极与肖特基二极管d3、第二输出端口相连接，mos管q1、mos管q2、mos管q3、mos管q4的源极、肖特基二极管d2、肖特基二极管d3连接到电源地；并且主控芯片u2的第十六引脚与电阻r10、电阻r11的一端连接，主控芯片u2的第十八引脚与电阻r6的一端连接，且电阻r6的另一端与电源稳压电路的芯片u3的第三引脚连接。
19.在一优选实施方式中，由输入端口输入的da信号经过电阻r2、保险丝f3与dmx解码芯片u1相连接，由输入端口输入的db信号经过电阻r1、保险丝f4与dmx解码芯片u1相连接，由输入端口输入的adri信号经过电阻r3、保险丝f1与电阻r7连接到主控制芯片u2，由输入端口输入的adro信号经过电阻r4、保险丝f2与dmx解码芯片u1连接。
20.在一优选实施方式中，输出端口包括端子p1和端子p2，端子p1和端子p2分别接到led灯具上。
21.与现有技术相比，本实用新型的基于dmx512协议的用于多路led灯具的恒压调光装置的有益效果是：本实用新型的恒压调光装置通过设置电源稳压电路、dmx解码芯片、智能控制电路和斩波模块，并将上述电路均集成在一个pcb板上，够将多条灯具直接相互级联起来，并由一个dmx512分控器来控制多条灯具。本实用新型兼容了标准dmx512协议，通过dmx512信号来控制斩波模块通断以进行led灯具恒压调光，实现了恒压单色不可控灯具明暗亮度变化。
附图说明
22.图1为本实用新型的优选实施方式的基于dmx512协议的用于多路led灯具的恒压调光装置的原理框图。
23.图2为本实用新型的优选实施方式的信号保护电路原理图。
24.图3为本实用新型的优选实施方式的dmx解码芯片电路原理图。
25.图4为本实用新型的优选实施方式的电源稳压电路原理图。
26.图5为本实用新型的优选实施方式的智能控制电路原理图。
27.图6为本实用新型的优选实施方式的斩波模块的电路原理图。
28.图7为本实用新型的优选实施方式的输出端口电路原理图。
29.图8为本实用新型的优选实施方式的恒压调光灯具系统的结构框图。
具体实施方式
30.下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.实施例1
32.如图1
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7所示，本实用新型优选实施方式的基于dmx512协议的用于多路led灯具的恒压调光装置100，包括：输入端口101、主电路、电源稳压电路102、dmx解码芯片u1、智能控制电路103以及输出端口104。输入端口101分别与直流恒压电源105和dmx512分控器（图1中未示出）相连接。主电路通过输入端口101与直流恒压电源105相连接，主电路包括斩波模块106，斩波模块106通过输出端口104与两路led灯具107相连接，led灯具107为恒压单色不可控两芯灯具。电源稳压电路102通过输入端口101与直流恒压电源105相连接，电源稳压电路102的输出端与dmx解码芯片u1相连接，dmx解码芯片u1用于接收dmx512信号；智能控制电路103的输入端与dmx解码芯片u1的输出端相连接，智能控制电路103的输出端与斩波模块相连接，智能控制电路包括主控芯片u2，主控芯片u2与dmx解码芯片u1连接。其中，dmx解码芯片u1为max13085芯片，主控芯片u2为dmx05芯片，由于max13085芯片和dmx05芯片均需要使
用 5v供电，所以需要采用电源稳压电路102将输入电压降压到 5v，使电源稳压电路102的输出电压为 5v。
33.如图1
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3所示，恒压调光装置还包括信号保护电路，信号保护电路分别与所述dmx解码芯片u1和主控芯片u2相连接。信号保护电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、保险丝f1、保险丝f2、保险丝f3、保险丝f4、tvs管dt1、tvs管dt2、tvs管dt3、tvs管dt4。dmx解码芯片u1的第一引脚连接主控芯片u2的第三引脚，dmx解码芯片u1的第二、三、五引脚与电源地连接，dmx解码芯片u1的第四引脚悬空，dmx解码芯片u1的第六引脚与保险丝f3、tvs管dt1连接，dmx解码芯片u1的第七引脚与保险丝f4、tvs管dt2连接，dmx解码芯片u1的第八引脚与电源稳压电路的芯片u3的第三脚连接。tvs管dt1、td2、dt3、dt4的一端与电源地连接，另一端分别连接至保险丝f3、保险丝f4、保险丝f1、保险丝f2。
34.如图1
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4所示，电源稳压电路102还包括电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、二极管d1、电阻r5、电阻r14，电源稳压电路的芯片u3的第一引脚与电阻r5的一端、电阻r14的一端、电容c4的一端连接，电阻r5、电阻r14的另一端与二极管d1连接，二极管d1的另一端与电容c5、电容c6连接到直流恒压电源的正极上，电源稳压电路的芯片u3的第三引脚与电容c1、电容c2、电容c3连接到dmx解码芯片u1的第八引脚和主控芯片u2的第九引脚，电源稳压电路的芯片u3的第二引脚、电容c1的另一端、电容c2的另一端、电容c3的另一端、电容c4的另一端、电容c5的另一端、电容c6的另一端分别连接到电源地。二极管d1起到防反接作用(输入的正负极接反时不会损坏电路)，电阻r14和r5为限流电阻，电容c1、c2、c3、c4为滤波电容。
35.如图1
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5所示，智能控制电路103还包括电阻r6、电阻r7、电容c8、电容c10、电容c11，主控芯片u2的第一引脚与保险丝f2、tvs管dt4连接，主控芯片u2包括第一至第二十引脚，其中，主控芯片u2的第二、五、六、十、十二、十三、十四、十五、十七、十九、二十引脚悬空，主控芯片u2的第三引脚与芯片dmx解码芯片u1的第一引脚连接，主控芯片u2的第四引脚与电容c10的一端连接，且电容c10的另一端与电源地连接，主控芯片u2的第七引脚与电源地连接，主控芯片u2的第八引脚与电容c11的一端连接，且电容c11的另一端与电源地连接，主控芯片u2的第九脚与电容c8的一端和电源稳压电路的芯片u3的第三引脚连接，电容c8的另一端与电源地连接，主控芯片u2的第十一引脚与电阻r7连接，电阻r7的另一端与电源稳压电路的芯片u3的第三引脚连接，主控芯片u2的第十六引脚与电阻r10、电阻r11的一端连接，主控芯片u2的第十八引脚与电阻r6的一端连接，且电阻r6的另一端与电源稳压电路的芯片u3的第三引脚连接。
36.在一优选实施方式中，由输入端口输入的da信号经过电阻r2、保险丝f3与dmx解码芯片u1相连接，由输入端口输入的db信号经过电阻r1、保险丝f4与dmx解码芯片u1相连接，由输入端口输入的adri控制信号经过电阻r3、保险丝f1与电阻r7连接到主控制芯片u2，由输入端口输入的adro控制信号经过电阻r4、保险丝f2与dmx解码芯片u1连接。
37.如图1
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6所示，斩波模块106包括电阻r8、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、mos管q1、mos管q2、mos管q3、mos管q4、肖特基二极管d2、肖特基二极管d3。其中，电阻r8的一端与主控芯片u2的第十六引脚、电阻r10的一端、电阻r11的一端相连接，电阻r8的另一端连接电源稳压电路的芯片u3的第三引脚，电阻r11的一端与主控芯片u2的第十六引脚相连接，mos管q1与mos管q3的栅极连接到电阻r10、电阻r12，电阻r12的另一端与电源地连接，mos管
q2与mos管q4的栅极连接到电阻r11、电阻r13，电阻r13的另一端与电源地连接，mos管q1和mos管q3的漏极与肖特基二极管d2、第一输出端口out1
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相连接，mos管q2和mos管q4的漏极与肖特基二极管d3、第二输出端口out2
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相连接，mos管q1、mos管q2、mos管q3、mos管q4的源极、肖特基二极管d2、肖特基二极管d3连接到电源地。
38.如图1
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7所示，输出端口104包括端子p1和端子p2，端子p1和端子p2分别接到led灯具上。
39.实施例2
40.本实用新型的基于dmx512协议的用于多路led灯具的恒压调光装置的工作原理具体为：
41.（1）输入部分：恒压调光装置的输入线采用2条5芯线：其中一条条接直流恒压电源和dmx512分控器，线芯分别为v (正极)、gnd(负极)、da(512差分信号 )、db(512差分信号
‑
)、adi(地址输入)，另一条接下一个恒压调光装置，线芯分别为v (正极)、gnd(负极)、da(512差分信号 )、db(512差分信号
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)、ado(地址输出)，所有恒压调光装置的da线为并联关系，db线为并联关系，前一个恒压调光装置的地址线ado接到下一个恒压调光装置的adi地址线。
42.（2）输出部分：恒压调光模块装置的输出线采用2条2芯线：每条为一路经斩波后的输出，分别为vo1 (输出正极1)、vo1
‑
(输出负极1)、vo2 (输出正极2)、vo2
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(输出负极2)。
43.（3）供电回路：由于dmx解码芯片u1和主控芯片u2需要使用 5v供电，所以需要将输入电压降压到 5v，具体为使用电源稳压电路将电压降低至 5v。电源稳压电路的二极管d1起到防反接作用(输入的正负极接反时不会损坏电路)，电阻r14和r5为限流电阻，电容c1、c2、c3、c4为滤波电容。
44.（4）主电流回路：恒压调光装置采用共阳控制方式，电流走向具体为：输入线正极—输出线正极—(灯板正极)—(灯板负极)—mos管漏极—mos管源极—输入线负极。
45.（5）信号线保护部分：
46.da信号：输入线da—限流电阻r2—保险丝f3—dmx解码芯片u1第六引脚；
47.db信号：输入线db
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限流电阻r1
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保险丝f4
‑‑
> dmx解码芯片u1第七引脚；
48.adi信号：第1条输入线adri—限流电阻r3—保险丝f1—限流电阻r7—主控芯片u2第十一引脚；
49.ado信号：主控芯片u2第一引脚—保险丝f2—限流电阻r4—第2条输入线adro；
50.其中tvs管dt1、dt2、dt3、dt4对4个信号回路进行瞬间浪涌和静电保护。
51.（6）信号解码部分：由于差分信号线在数据传输中有较强的抗干扰功能，所以信号传输采用差分信号进行传输。dmx512分控器上的dmx512差分信号电缆线传输连接到恒压调光装置的输入端，经过信号保护电路后连接至dmx解码芯片u1的第六引脚(da)、第七引脚(db)，经过dmx解码芯片u1进行解码后通过dmx解码芯片u1的第一引脚输出dmx512协议信号连接至主控芯片u2的第三引脚。
52.（7）智能控制电路部分：经过解码后的dmx512协议数据连接至主控芯片u2的第三引脚，通过主控芯片u2内算法对dmx512数据包进行解析，从数据包里截取当前地址的8位灰度值数据，使用算法将8位灰度值数据转换成pwm信号由主控芯片u2的第十六引脚输出到mos管的栅极从而进行mos管的通断。当pwm信号的频率够快时(典型值为3840hz)，人眼因为
视觉暂留性则看不到有闪烁现象。控制器调节对应的灰度值由主控芯片u2接收到后则改变pwm信号的占空比，从而控制mos管的通断时间，进而改变灯具的亮暗。本实用新型的恒压调光模块能够将输入的dmx512信号调制解调为pwm输出调光，可实现恒压单色不可控灯具明暗亮度变化，并支持0%
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100%亮度平滑调节。
53.实施例3
54.如图8所示，本实用新型还提供了一种应用上述实施例的恒压调光装置的恒压调光灯具系统，包括：主控机801、交换机802、多个dmx512分控器803、多个直流恒压电源804、多个恒压调光装置805以及多条led灯具组806。其中，交换机802的输入端与主控机801相连接，交换机802的输出端分别与多个dmx512分控器803相连接，每个dmx512分控器803的输出端分别连接一个恒压调光装置804。每个恒压调光装置804的输入线采用两条5芯线，其中一条连接直流恒压电源和dmx512分控器，线芯分别为v (正极)、gnd(负极)、da(512差分信号 )、db(512差分信号
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)、adi(地址输入)，另一条接下一个恒压调光装置804，线芯分别为v (正极)、gnd(负极)、da(512差分信号 )、db(512差分信号
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)、ado(地址输出)，所有恒压调光装置的da线为并联关系，db线为并联关系，前一个恒压调光装置的地址线ado接到下一个恒压调光装置的adi地址线。
55.在一优选实施方式中，恒压调光装置804的输出线采用两条2芯线，每条用于输出pwm电压信号，每条2芯线分别连接一路恒压单色不可控2芯灯具，每路最大可带载200w灯具。恒压调光装置必须从其输入端口供电，输出端口直接与灯具相连即可。主控机、交换机、dmx512分控器、恒压调光装置之间的连接线采用超五类屏蔽双绞线810，信号源距恒压调光装置最大距离不超过100米。
56.本实用新型的恒压调光灯具系统通过主控机实现整个系统的控制，当dmx512分控器发送串口数据给恒压调光装置的主控芯片时，可以实现在线修改和升级主控芯片的固件而不用拆机处理；当dmx512分控器发送dmx512协议数据时，该数据则作为灯具调节亮度和写地址使用；dmx512分控器还可以发送在线写码数据，在线写入高灰高刷固件、低灰无抖固件。
57.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。