一种低压超长流星软灯带的制作方法

本发明涉及一种低压超长流星软灯带。

背景技术：

现在市场上50米灯带都为高压软灯带，控制单一常亮模式、两种色温或RGB颜色切换，都是整条灯带同时变换。低压灯带呢，能实现流星，彩很多变换控制，但最大长度多为5米，少数的最大也只能做到10米，且由于是由PCB敷铜供电（FPC宽度与PCB工艺限制，铜皮宽度有限，铜厚有限），载流量有限，随着长度的增加，阻抗也在增加，造成在有的显示模式下负载电流大的情况下，未端与首端亮度不一致。高压灯带长度满足要求，但控制显示单一，安全性差（高压产品），低压产品控制显示与安全性能满足但长度受限。现有技术的软灯带电路如图3所示，该种软灯带的是市场普遍的只能做到10米长度的彩色灯带，每个芯片只能控一个单元一段（三颗或六颗LED）。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种满足市场造型装饰、大楼立面多彩多变装饰的需要的低压超长流星软灯带，通过硬件、电路和软件控制的重新设计，以及产品生产工艺创新，实现软灯带最长度达50米。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种低压超长流星软灯带，包括软灯带本体和用于控制所述软灯带本体的控制器；所述的软灯带本体包括外部结构和内部电路，所述的软灯带本体包括多条FPC基板和设置于FPC基板两侧的两条主导线；所述FPC基板上设置有多个LED灯珠，所述FPC 基板上粘贴有铜箔，每条FPC 基板上的多个所述LED 灯珠通过所述铜箔串联组成一个回路，每条FPC基板之间设置有间隔并通过软性导线连接；所述主导线设置有断口，每条FPC基板均通过断口从主导线取电支线连接至铜箔进行供电；所述内部电路包括多个由LED灯珠组成的顺次连接的LED灯模块；所述的LED灯模块包括驱动IC U2；U2的VDD管脚通过电容C2接地，还通过电阻R29分别与外部电源输入端DC以及CN4接口的第一端口连接；外部电源输入端DC通过电容C3接地，外部电源输入端DC还通过顺次连接的电阻R28以及第一LED灯组与U2的OUT_C管脚连接，外部电源输入端DC还通过顺次连接的电阻R26以及第二LED灯组与U2的OUT_B管脚连接，外部电源输入端DC还通过顺次连接的电阻R27以及第三LED灯组与U2的OUT_A管脚连接；U2的数据输入管脚DIN通过电阻R30分别与外部数据输入端DATA_IN以及CN4接口的第三端口连接，CN4接口的第二端口接地；U2的数据输出管脚DO与CN3接口的第三端口连接，CN3接口的第二端口接地，CN3接口的第一端口与外部电源输入端DC连接；U2的接地端GND接地；其中，前一个LED模块的CN3接口与后一个LED模块的CN4接口连接；

所述的控制器包括数据输入接口J2、数据输出接口J3、电压输入接口DC和输出接口J4；电压输入接口DC的输出端分别与二极管D1的正极和输出接口J4连接，二极管D1的负极分别与接地电容C1和稳压芯片U1的输入端连接，稳压芯片U1的输出端分别与接地电容C2、单片机U3的VCC引脚、电阻R6、单片机U4的VDD引脚、红外接收器IR的电源输入端、接地电容C4、电阻R5、接地电容C3、或门电路芯片U2的VCC引脚连接；数据输入接口J2的接地端接地，数据输入接口J2的数据输入端通过电阻R2分别与接地电阻R1、单片机U3的P3.4引脚、或门电路芯片U2的B1引脚连接；数据输出接口J3的接地端接地，数据输出接口J3的数据输出端与电阻R4的其中一端连接，电阻R4的另外一端与或门电路芯片U2的Y2引脚连接；单片机U3的P3.5引脚分别与按键开关KEY3、MOS场效应管Q3的漏极连接，按键开关KEY3的另一端接地，MOS场效应管Q3的源级接地，MOS场效应管Q3的栅极通过电阻R10分别与电阻R12的一端、单片机U4的P62/TCC引脚连接；单片机U3的P3.1引脚分别与按键开关KEY1、MOS场效应管Q2的漏极连接，按键开关KEY1的另一端接地，MOS场效应管Q2的源级接地，MOS场效应管Q2的栅极通过电阻R9分别与电阻R11的一端以及单片机U4的P61引脚连接；单片机U3的P3.2引脚分别与按键开关KEY2、MOS场效应管Q1的漏极连接，按键开关KEY2的另一端接地，MOS场效应管Q1的源级接地，MOS场效应管Q1的栅极通过电阻R8分别与电阻R13的一端以及单片机U4的P60/INT引脚连接，电阻R11、R12和R13的另外一端均接地；单片机U3的P3.3引脚分别与接地电阻R3、或门电路芯片U2的A1引脚、电阻R14连接；或门电路芯片U2的Y1引脚与分别与或门电路芯片U2的A2引脚、B3引脚连接，或门电路芯片U2的B2引脚、接地引脚、A3引脚接地，或门电路芯片U2的Y3引脚分别与电阻R14、输出接口J4连接；单片机U4的P63/RST引脚通过电阻R7与红外接收器IR的信号输出端连接；输出接口J4的接地端接地，红外接收器IR的接地端接地；单片机U4的VSS引脚接地；

所述FPC基板为通过防水达IP67的拉芯、套塑工艺完成。

所述的第一LED灯组包括顺次连接的发光二极管LED11、LED12、LED13、LED14和LED15；第二LED灯组包括顺次连接的发光二极管LED6、LED7、LED8、LED9和LED10；第三LED灯组包括顺次连接的发光二极管LED1、LED2、LED3、LED4和LED5。

所述的驱动IC U2的型号为TM1913。

所述的外部电源输入端DC的电源大小为DC24V。

所述的稳压芯片U1的型号为LM7905，或门电路芯片U2的型号为74HC32，单片机U3的型号为STC单片机系列的IAP15F104W，单片机U4的型号为EM78P153S，红外接收器IR的型号为VS0038。

本发明的有益效果是：

（1）本发明的灯带本体为防止灯带使用过程中的弯曲、拉伸，造成FPC基板受力致使损害，留出间隔进行保护。同时，在FPC基板的两侧提前预埋主线，创新的生产工艺，采用拉芯、套塑、预埋主导线、每2米灯带长度独立在主导线取电方式，实现低压电的长距离传输，解决低压灯带超过5米，首未端亮度不一致问题。

（2）本发明的软灯带本体的内部电路解决高压产品安全性、控制显示单一以及低压产品长度不长的问题。本发明采用人体安全电压DC24V供电，同时采用全新软件控制方式实现数据控制的多点数（对每一个LED灯模块均有一个数据输入端DATA_IN）与长距离传输；具体的，旧的幻彩灯带芯片，每个芯片只能控一个单元一段（三颗或六颗LED），本方案，采新控制芯片方案，每个芯片能控三个单元三段（九颗或18颗LED），本产品采用的是每个芯片控三个单元，三段共15颗LED，每米四颗控制芯片，每米60个LED，产品总长度达50米，与高压灯带长度相同。

（3）本发明的控制器通过按键开关和红外遥控两种方式对低压超长流星软灯带的速度、颜色和模式进行控制，3、每条灯带的控制器都有数据输入、输出端实现无数个产品的同步变化；只连接与之相兼容的数据信号（如生产的不同显示效果、版本的控制器，或软件升级后的控制器等），产品安装后，用户可随时根据需要更改显示效果，无需对已安装好的产品进行任何更改，达到一劳永逸的效果。

前端一个电源接口（DC24V），一个数据输入接口（D_IN)，一个数据输出接口(D_OUT)，后端一个红外接收头（IR），一个灯带接口（OUT）；所有的接线都采用不同的结构，具有极强防呆功能。可独立工作，可作主控制器也可从控制器，具有数据接收处理，数据转发，多个级接功能。

附图说明

图1为软灯带本体结构示意图；

图2为断口结构示意图；

图3为现有技术软灯带内部电路图；

图4为本发明软灯带内部电路图；

图5为控制器电路图；

图中，1-FPC基板，2-LED灯珠，3-铜箔，4-间隔，5-软性导线，6-主导线，7-断口，8-电支线。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案：如图1和图2所示，一种低压超长流星软灯带，包括软灯带本体和用于控制所述软灯带本体的控制器；所述的软灯带本体包括外部结构和内部电路，所述的软灯带本体包括多条FPC基板1和设置于FPC基板1两侧的两条主导线6；所述FPC基板1上设置有多个LED灯珠2，所述FPC 基板1上粘贴有铜箔3，每条FPC 基板1上的多个所述LED 灯珠2通过所述铜箔3串联组成一个回路，每条FPC基板1之间设置有间隔4并通过软性导线5连接；所述主导线6设置有断口7，每条FPC基板1均通过断口7从主导线6取电支线8连接至铜箔3进行供电。所述FPC基板1为通过防水达IP67的拉芯、套塑工艺完成。

在本实施例中，每段FPC基板1的长度为两米，为防止灯带使用过程中的弯曲、拉伸，造成FPC基板1受力致使损害，留出间隔4进行保护。同时，在FPC基板1的两侧提前预埋主线，每两米独立从主导线6取电支线8进行供电，实现低压电的长距离传输，解决低压灯带超过5米，首未端亮度不一致问题。

如图4所示，所述内部电路包括多个由LED灯珠2组成的顺次连接的LED灯模块；所述的LED灯模块包括驱动IC U2；U2的VDD管脚通过电容C2接地，还通过电阻R29分别与外部电源输入端DC以及CN4接口的第一端口连接；外部电源输入端DC通过电容C3接地，外部电源输入端DC还通过顺次连接的电阻R28以及第一LED灯组与U2的OUT_C管脚连接，外部电源输入端DC还通过顺次连接的电阻R26以及第二LED灯组与U2的OUT_B管脚连接，外部电源输入端DC还通过顺次连接的电阻R27以及第三LED灯组与U2的OUT_A管脚连接；U2的数据输入管脚DIN通过电阻R30分别与外部数据输入端DATA_IN以及CN4接口的第三端口连接，CN4接口的第二端口接地；U2的数据输出管脚DO与CN3接口的第三端口连接，CN3接口的第二端口接地，CN3接口的第一端口与外部电源输入端DC连接；U2的接地端GND接地；其中，前一个LED模块的CN3接口与后一个LED模块的CN4接口连接。

所述的第一LED灯组包括顺次连接的发光二极管LED11、LED12、LED13、LED14和LED15；第二LED灯组包括顺次连接的发光二极管LED6、LED7、LED8、LED9和LED10；第三LED灯组包括顺次连接的发光二极管LED1、LED2、LED3、LED4和LED5。

所述的驱动IC U2的型号为TM1913。

所述的外部电源输入端DC的电源大小为DC24V。

在本实施例中，每个驱动IC控制三个LED灯组，三段共15颗LED，每米四颗控制芯片，每米60个LED，产品总长度达50米，与高压灯带长度相同。

如图5所示，所述的控制器包括数据输入接口J2、数据输出接口J3、电压输入接口DC和输出接口J4；电压输入接口DC的输出端分别与二极管D1的正极和输出接口J4连接，二极管D1的负极分别与接地电容C1和稳压芯片U1的输入端连接，稳压芯片U1的输出端分别与接地电容C2、单片机U3的VCC引脚、电阻R6、单片机U4的VDD引脚、红外接收器IR的电源输入端、接地电容C4、电阻R5、接地电容C3、或门电路芯片U2的VCC引脚连接；数据输入接口J2的接地端接地，数据输入接口J2的数据输入端通过电阻R2分别与接地电阻R1、单片机U3的P3.4引脚、或门电路芯片U2的B1引脚连接；数据输出接口J3的接地端接地，数据输出接口J3的数据输出端与电阻R4的其中一端连接，电阻R4的另外一端与或门电路芯片U2的Y2引脚连接；单片机U3的P3.5引脚分别与按键开关KEY3、MOS场效应管Q3的漏极连接，按键开关KEY3的另一端接地，MOS场效应管Q3的源级接地，MOS场效应管Q3的栅极通过电阻R10分别与电阻R12的一端、单片机U4的P62/TCC引脚连接；单片机U3的P3.1引脚分别与按键开关KEY1、MOS场效应管Q2的漏极连接，按键开关KEY1的另一端接地，MOS场效应管Q2的源级接地，MOS场效应管Q2的栅极通过电阻R9分别与电阻R11的一端以及单片机U4的P61引脚连接；单片机U3的P3.2引脚分别与按键开关KEY2、MOS场效应管Q1的漏极连接，按键开关KEY2的另一端接地，MOS场效应管Q1的源级接地，MOS场效应管Q1的栅极通过电阻R8分别与电阻R13的一端以及单片机U4的P60/INT引脚连接，电阻R11、R12和R13的另外一端均接地；单片机U3的P3.3引脚分别与接地电阻R3、或门电路芯片U2的A1引脚、电阻R14连接；或门电路芯片U2的Y1引脚与分别与或门电路芯片U2的A2引脚、B3引脚连接，或门电路芯片U2的B2引脚、接地引脚、A3引脚接地，或门电路芯片U2的Y3引脚分别与电阻R14、输出接口J4连接；单片机U4的P63/RST引脚通过电阻R7与红外接收器IR的信号输出端连接；输出接口J4的接地端接地，红外接收器IR的接地端接地；单片机U4的VSS引脚接地；

控制器会把用户的每一次设置自动保存下来，断电后，下次上电时控制器会按断电前的最后设置跑动，避免断电后要重新设置的麻烦。

所述的稳压芯片U1的型号为LM7905，或门电路芯片U2的型号为74HC32，单片机U3的型号为STC单片机系列的IAP15F104W，单片机U4的型号为EM78P153S，红外接收器IR的型号为VS0038。

输出接口J4外接低压超长流星软灯带本体。

单片机U4用于接收来自红外接收器IR的红外遥控信号处理之后分别通过引脚5、引脚6和引脚7向单片机U3发送模式遥控、颜色遥控和速度遥控。同时也可以通过按键开关KEY1、按键开关KEY2、按键开关KEY3进行控制，分别对应速度控制、颜色控制和模式控制。

STC15F100系列单片机（U3）共有6个I/O口：P3.0~P3.5。其所有I/O口均可由软件配置成4种工作类型之一，如下表所示。4种类型分别为：准双向口/弱上拉（标准8051输出模式）、强推挽输出/强上拉、仅为输入（高阻）或开漏输出功能。每个口由2个控制寄存器中的相应位控制每个引脚工作类型。STC15F100系列单片机上电复位后为准双向口/弱上拉（传统8051的I/O口）模式。每个I/O口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不得超过70mA。

在本发明中采用P3.2、P3.1和P3.5分别接收来自红外接收器IR和按键开关的速度控制、颜色控制和模式控制。

或门电路芯片U2的Y1管脚输出A1管脚和B1管脚“或运算”之后的结果，Y2管脚输出A2管脚和B2管脚“或运算”之后的结果，Y3管脚输出A3管脚和B3管脚“或运算”之后的结果。

前端一个电源接口（DC24V），一个数据输入接口（D_IN)，一个数据输出接口(D_OUT)，后端一个红外接收头（IR），一个灯带接口（OUT）；所有的接线都采用不同的结构，具有极强防呆功能。可独立工作，可作主控制器也可从控制器，具有数据接收处理，数据转发，多个级接功能。