Led音乐水族灯的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电光源领域，具体涉及一种用于家庭室内水生动植物养殖的LED音乐水族灯。
【背景技术】
[0002]随着人民生活水平的不断提高，以观赏和装饰为目的的家养水生动植物日益增加。水生动植物的养殖离不开光照，然而室内的光照往往不够充足。因此，水生动植物的养殖须配备水族灯。中国发明专利CN101956941A公告了一种能够提供光线补偿同时模拟自然界光线变化的LED水族灯。
[0003]现有技术中也有一些能够播放音乐的LED水族灯，但是还没有出现将LED的变化和音乐有机结合在一起，从而提供一种更适合水生动植物的光吸收规律，能够促使水生动植物健康地生长的LED水族灯。
【发明内容】
[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于家庭室内水生动植物养殖的LED音乐水族灯。
[0005]为了达到上述目的，本发明的技术方案如下:
[0006]本发明提供一种用于家庭室内水生动植物养殖的LED音乐水族灯，由LED水族灯和遥控器两部分组成；LED水族灯由上至下包括开关电源、LED音频控制器和LED。开关电源输出DC24V给LED音频控制器和LED供电，LED音频控制器通过接收遥控器的RF射频信号控制LED工作模式和光照强度；LED为红绿蓝三基色集成LED，安装在长条式电路板下侧，呈六行等间距均匀排列，各行中LED的颗数相等且相邻LED之间的中心距相同，一行中LED的具体颗数可根据水族箱的长度确定。所述遥控器面板上设置有开关、模式、速度、亮度四种功能按键，采用无线射频信号，有效控制距离20m。
[0007]所述开关电源为隔离式直流开关电源，输入电压为AC100-240V，输出电压为DC24V，输出电流为0-3.2A。
[0008]所述LED音频控制器包括音频输入接口和灵敏度调节旋钮，可通过3.5mm音频线双声道立体采集音乐播放器输出的音频信号；其内部电路采用32位ARM内核STM32高速处理器对采集的音频信号进行快速傅立叶变换(FFT)运算分析其频谱，并分频段采用脉冲宽度调制(PWM)技术控制LED工作模式和光照强度，采样后的音频信号可正常输出至功放系统、扬声器播放。
[0009]所述LED音频控制器包括自动增益电路、抬高电压电路、主控制电路、恒流驱动电路、LED串联电路和RF接收电路。
[0010]所述音频输入接口为蓝牙接口、USB存储器接口或者AUX接口。
[0011 ] 所述音乐播放器为MP3、MP4、手机、PDA、笔记本电脑或者台式机。
[0012]所述LED为红绿蓝三基色集成LED，视角120°、直径7mm、管脚6只、呈圆形状；其中红光波长630nm、标准工作电流10mA、标准发光强度12坎德拉；绿光波长550nm、标准工作电流20mA、标准发光强度15坎德拉；蓝光波长440nm、标准工作电流20mA、标准发光强度8坎德拉。
[0013]所述遥控器模式功能按键可在静态模式和音乐模式下相互切换；静态模式下LED按既定程序补光，也可分别手动调节三色光LED的亮度；音乐模式下用户可根据音乐类型、音量大小适当调节灵敏度调节旋钮和速度功能按键使LED灯光变化更有音乐节奏感。
[0014]本发明的有益效果是:采用红绿蓝三基色集成LED作为光源，红绿蓝三种色光在同一 LED灯珠内部受音乐的频率控制而亮灭变化，与采用红绿蓝三种单色光LED组合的水族灯相比，光照均匀化程度得到大幅度提高；LED的变化和音乐有机结合在一起，对音乐分四个频段处理，音乐的高频、中频、中低频和低频分别控制全亮、绿亮、红亮、蓝亮，同时在每一个频段里，所点亮的LED亮度遵循在前半个周期内从低到高、在后半个周期内从高到低这样一个变化规律，符合水生动植物的光适应过程，动听的音乐和科学的用光促使水生动植物健康地生长。
[0015]此外，本水族灯在横向上可根据水族箱的宽度加以扩展，适应性较好，同时本水族灯采用RF遥控技术，工作在2.4-2.5GHz ISM自由频段，全球通用，可以非常方便地实现对LED音乐水族灯的远程控制，具有功耗低，传输距离远，空中通讯速率高，抗干扰性更强，稳定性更尚等优点。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的结构示意图。
[0017]图2为本发明的控制原理图。
[0018]图3为本发明自动增益电路原理图。
[0019]图4为本发明抬高电压电路原理图。
[0020]图5为本发明主控制电路和RF接收电路的电路原理图。
[0021]图6为本发明恒流驱动电路和LED串联电路的电路原理图。
[0022]图7为本发明遥控器的电路原理图。
[0023]图8为本发明的主程序流程图。
[0024]图9是PWM调光模式占空比为10%原理图。
[0025]图10是PWM调光模式占空比为90%原理图。
[0026]图11是音乐LED水族灯对不同品种鱼苗饲养I个月后存活率的影响图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
[0028]为了达到本发明的目的，如图1所示，在本发明的其中一种实施方式中提供一种用于水生动植物养殖的LED音乐水族灯，由LED水族灯100和遥控器200两部分组成；LED水族灯100包括开关电源101、LED音频控制器102和LED103，开关电源101输出DC24V给LED音频控制器102和LED103供电，LED音频控制器102通过接收遥控器200的RF射频信号控制LED103工作模式和光照强度；LED103为红绿蓝三基色集成LED，安装在长条式电路板下侧，呈六行等间距均匀排列，各行中LED的颗数相等且相邻LED之间的中心距相同，一行中LED的具体颗数可根据水族箱的长度确定；所述遥控器200面板上设置有开关、模式、速度、亮度四种功能按键，采用无线射频信号，有效控制距离20m。
[0029]下面对本实施方式的工作原理作进一步说明:参见图2，所述LED音频控制器102包括音频输入接口 107和灵敏度调节旋钮106，可通过3.5mm音频线双声道立体采集音乐播放器104输出的音频信号，采样后的音频信号可正常输出至功放系统、扬声器105播放；所述音频输入接口 107为蓝牙接口、USB存储器接口或者AUX接口 ；LED音频控制器102还包括自动增益电路和抬高电压电路，所述自动增益电路用于对输入音频信号进行自动增益和抬高电压处理保证信号电压为正值，LED音频控制器102总体工作流程如下:为了避免输入音频信号过小和保证输入信号的幅值为正，需要对其进行自动增益和抬高电压预处理。预处理后的音频信号的峰峰值范围约为0-3V，然后经过双声道立体A/D采样，快速傅里叶(FFT) (STM32F103芯片自带的A/D转换器、快速傅里叶)变换，得到不同等级的频率和音量，最后主控制芯片STM32F103分频段(高频、中频、中低频和低频)采用PWM脉宽调制技术控制LED103工作模式和光照强度。四个频段具体划分为:低频段(30-150HZ)、中低频段(150-500Hz)、中频段(500-5000Hz)、高频段(5000_20kHz)。
[0030]参见图3，本LED音频控制器102采用纯硬件自动增益控制电路(AGC)，使用AGC的优点是:如果音量过小，它会自动放大；如果信号过大，它会自动减小放大倍数，这样频谱的灵敏度和LED的显示效果就会大大提高。音频信号经过一个由运放和电阻组成的50 Ω阻抗匹配网络后，经由量程控制模块进行处理，若是一