专利名称：节能七色投光灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种景观照明领域的投光灯，特别涉及一种节能七色投光灯。
背景技术：
节能是我国一项重大国策，LED作为节能产品，在景观照明中的采用正处于发展时期，由于目前投光灯(泛光灯)均是常规照明产品，功耗大、亮度差，即使有一些LED投光灯产品也只是单色产品。使用时，往往需要多个投光灯同步照射建筑物，但由于干扰等因素的存在，只能短期同步，而难以达到长期同步；或将多个投光灯连在一起统一控制，这样又会影响单个投光灯的独立性。因此着力研制开发性能良好的LED七色投光灯已是当务之急。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述不足之处，提供一种结构简单、使用方便、性能优良的节能七色投光灯。
为实现上述目的本实用新型所采用的技术方案是一种节能七色投光灯，其特征在于电路组成包括单片机及与其连接的延时选定单元、定时计数单元、隔离开关控制单元及LED发光显示单元；延时选定单元由连接直流电源的四个并联电阻R1、R2、R3、R4和对应接地的四位开关K组成，开关K接点分别接入单片机；定时计数单元由集成电路IC1、滤波电容C1及分压电阻R5、R6连接组成，集成电路IC1分别与单片机、直流电源以及通过滤波电容C1及分压电阻R5、R6与交流电源连接；隔离开关控制单元由三个光电耦合器IC1、IC2、IC3，电阻R7，R8、R9，双向可控硅Q1、Q2、Q3，电阻R10、R11、R12、R13、R14、R15，限流电容C2、C3、C4，放电电阻R16、R17、R18，硅桥D1、D2、D3及与LED发光显示单元连接的电阻R19、R20、R21连接组成；三个光电耦合器IC1、IC2、IC3的输入端分别与单片机连接，同时通过电阻R7、R8、R9与电源连接，三个光电耦合器IC1、IC2、IC3的输出端通过电阻R10、R11、R12、R13，R14、R15连接双向可控硅Q1、Q2、Q3，其输出连接限流电容C2、C3、C4及放电电阻R16、R17、R18，再经硅桥D1、D2、D3整流，并通过电阻R19、R20、R21接至LED发光显示单元。
本实用新型的有益效果是由于LED发光效率高，光可直接射出，而不靠反射，所以光能利用率高，单个节能可高达90～99％；例如一种功率约为10W的LED投光灯可照射20米以上，可见该投光灯节能效果非常显著。另一特点是七色变化，在景观照明时，被照物体随投光灯色彩变化，使景观更加美丽壮观。特有的电路设计同步性好、性能可靠、使用寿命长；多个投光灯可多天同步运行性能稳定，LED的寿命均可高达10万小时，大大超过其它光源使用寿命，因此在降低使用成本的同时，可减少更换灯泡的烦恼。由于该产品可严格同步，既可选择使用数量，布设安放位置，采用多个配合使用，也可为独立产品，使用简便易行由于变色时间可以选择，使用者可以根据不同场合，选用不同的延迟时间，给用户带来极大的方便。
该投光灯结构简单、工艺简化，易形成规模化生产；并可在原有投光灯制造的基础上稍加改进即可以生产，有效利用现有资源。节能降耗、应用广泛，制造成本低，社会与经济效益非常显著。
图1是本实用新型电路组成方框图；图2是延时选定单元电路原理图；图3是定时计数单元电路原理图；图4是隔离开关控制单元电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式
、结构、特征详述如下如图1～图4所示，一种节能七色投光灯，其特征在于电路组成包括单片机及与其连接的延时选定单元、定时计数单元、隔离开关控制单元及LED发光显示单元；延时选定单元由连接直流电源的四个并联电阻R1、R2、R3、R4和对应接地的四位开关K组成，开关K接点分别接入单片机；定时计数单元由集成电路IC1、滤波电容C1及分压电阻R5、R6连接组成，集成电路IC1分别与单片机、直流电源以及通过滤波电容C1及分压电阻R5、R6与交流电源连接；隔离开关控制单元由三个光电耦合器IC1、IC2、IC3，电阻R7，R8、R9，双向可控硅Q1、Q2、Q3，电阻R10、R11、R12、R13、R14、R15，限流电容C2、C3、C4，放电电阻R16、R17、R18，硅桥D1、D2、D3及与LED发光显示单元连接的电阻R19、R20、R21连接组成；三个光电耦合器IC1、IC2、IC3的输入端分别与单片机连接，同时通过电阻R7、R8、R9与电源连接，三个光电耦合器IC1、IC2、IC3的输出端通过电阻R10、R11、R12、R13，R14、R15连接双向可控硅Q1、Q2、Q3，其输出连接限流电容C2、C3、C4及放电电阻R16、R17、R18，再经硅桥D1、D2、D3整流，并通过电阻R19、R20、R21接至LED发光显示单元。应用单片机直接控制220V交流电源，并对多个LED灯进行同步控制。总结了具体经验及数据，有效解决了接地问题，零火问题，取电流大小等问题。
实施中，电路组成选取的元器件型号、性能参数及工作原理如下如图1所示，当通电时，单片机从延时选定单元读出预先设定的颜色转换时间，然后根据设定时间，通过定时计数单元计数，按要求时间控制隔离开关控制单元，使其按预定时间接通不同的控制开关，使红、绿、蓝LED按要求分别或组合点亮，点亮不同的颜色。单片机可采用型号89C2051，控制程序非常简单，在初始化后，先读取设定延迟时间，而后点亮第一种颜色的灯，然后计数延迟，延迟时间到后，点亮第二种颜色，再延迟，这样依次点亮七种颜色灯后，再延迟点亮第一种颜色灯，如此循环往复。
延时选定单元如图2所示，实际上是向单片机输入高低电平信号，开关接通，输出为低电平，断开输出则为高电平。第1位表示延时分或秒，当该位为高电平时，为延时若干分钟，低电平时表示延时若干秒，而后三位分别可以组合成8种不同的延时时间，这样，色彩变换时间实际上可以有8种秒延时和8种分延时。如分别为1、2、3、5、10、20、30、45秒或分。这样即完成了延时选定过程。
定时计数单元如图3所示，当知道延时多少以后，如何达到是最重要的。理论上是由单片机通过对交流220V的50周计数完成的。由于交流电源中杂波干扰很大，克服干扰，准确计数，这也是多个投光灯能严格同步的关键所在。集成电路IC1采用型号75176，被巧妙地用在这里。交流50周信号经过变压及电阻R5、R6分压达到4.5V左右后，输出给集成电路IC1。型号为75176的集成电路IC1常用在通信中，用在差分信号传输，输入的两条线其中a比b电平高时，输出为高电平，当a比b电平低时输出为低电平，而且鉴别率很高。将50周分压信号接入集成电路IC1后，由于a，b两端信号随着50周的变化，其输出成为一个个方波供单片机计数。一方面50周经过变压分压和电容C1滤波，使干扰大大降低，另一方面集成电路IC1接受差分信号，不受外界对交流信号线的共同变化的干扰，这样大大增强了计数的可靠性。集成电路IC1选择75176型号既是本实用新型的特点和设计技巧之一，同时也扩展了其原设计的应用范围。
隔离开关控制单元如图4所示，三个光电耦合器IC2、IC3、IC4采用型号TLP-521-2，起到控制和隔离作用。初级是小信号，次级是交流220V。光耦初级由单片机控制，当单片机输出低电平时，初级的光耦导通，使次级的双向可控硅BTA08导通，220V可以接通，当单片机输出高电平时，初级的光耦断路，使次级的双向可控硅Q1、Q2、Q3不导通，220V断开，这样单片机可以控制220V的通断。可控硅Q1、Q2、Q3导通时，220V后面接限流电容C2、C3、C4及放电电阻R16、R17、R18，再经过硅桥型号为2CW10的D1、D2、D3整流，通过阻值为100Ω的电阻R19、R20、R21接至LED发光部分，点亮该路LED；可控硅Q1、Q2、Q3断开时，220V断开，该路LED不再被点亮。三路光耦的工作情况完全一样。这里特别注意的是，可控硅开关控制的应该是统一相电，而另一相电被三路共接。另外整流后分别接红、绿、蓝的三路直流电源必须独立，互不影响。
LED发光显示单元把红、绿、蓝各路的LED发光二极管串接起来，绿色、蓝色LED每一串一般不超过65个LED，红色LED可以达到90个。每个LED的电流一般在20mA左右。它的大小可以通过测量串接的100Ω电阻上的电压计算得出。电流的大小与串接LED的多少有关，一般串接得越多电流变小，而关系最大的是限流电容的大小，电容容量越大，产生的电流越大，特别是在串接LED少的情况下更要注意，否则可能造成器件损坏。电容的耐压严格控制，要大于所加的电压，一般要选择400V。下面列出的是不同颜色LED发光管串连数量，所加电容大小及通过电流大小的关系(加220V时)对于红色LED串接电容值为0.22 0.33 0.470.56 0.68(μf)10个串接12.9 19.4 27.632.9 40(mA)20个串接12 18.1 25 3138(mA)30个串接11.5 17.3 2.4929.5 35.5(mA)对于绿色、蓝色LED串接电容值为0.220.330.470.56 0.68(μf)10个串接12.819.227.332.6 39.6(mA)20个串接11.918 25.530.4 36.9(mA)30个串接11.116.723.728.3 34.5(mA)以上为现场应用设计数据。每路开关后可以并接多路LED灯，只要总电流小于双向可控硅即可。
上述参照实施例对该节能七色投光灯进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，因此在不脱离本实用新型总体构思下的变化和修改，应属本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种节能七色投光灯，其特征在于电路组成包括单片机及与其连接的延时选定单元、定时计数单元、隔离开关控制单元及LED发光显示单元；延时选定单元由连接直流电源的四个并联电阻(R1、R2、R3、R4)和对应接地的四位开关(K)组成，开关(K)接点分别接入单片机；定时计数单元由集成电路(IC1)、滤波电容(C1)及分压电阻(R5、R6)连接组成，集成电路(IC1)分别与单片机、直流电源以及通过滤波电容(C1)及分压电阻(R5、R6)与交流电源连接；隔离开关控制单元由三个光电耦合器(IC1、IC2、IC3)，电阻(R7，R8、R9)，双向可控硅(Q1、Q2、Q3)，电阻(R10、R11、R12、R13、R14、R15)，限流电容(C2、C3、C4)，放电电阻(R16、R17、R18)，硅桥(D1、D2、D3)及与LED发光显示单元连接的电阻(R19、R20、R21)连接组成；三个光电耦合器(IC1、IC2、IC3)的输入端分别与单片机连接，同时通过电阻(R7、R8、R9)与电源连接，三个光电耦合器(IC1、IC2、IC3)的输出端通过电阻(R10、R11、R12、R13、R14、R15)连接双向可控硅(Q1、Q2、Q3)，其输出连接限流电容(C2、C3、C4)及放电电阻(R16、R17、R18)，再经硅桥(D1、D2、D3)整流，并通过电阻(R19、R20、R21)接至LED发光显示单元。
专利摘要本实用新型涉及一种节能七色投光灯，其特征在于电路组成包括单片机及与其连接的延时选定单元、定时计数单元、隔离开关控制单元及LED发光显示单元。延时选定单元由连接直流电源的四个并联电阻R1、R2、R3、R4和对应接地的四位开关K组成；定时计数单元由集成电路IC1、滤波电容C1及分压电阻R5、R6连接组成；隔离开关控制单元由三个光电耦合器IC1、IC2、IC3，电阻R7，R8、R9，双向可控硅Q1、Q2、Q3，电阻R10、R11、R12、R13、R14、R15，限流电容C2、C3、C4，放电电阻R16、R17、R18，硅桥D1、D2、D3及与LED发光显示单元连接的电阻R19、R20、R21连接组成。其结构简单、工艺简化，性能可靠、高效节能，使用寿命长且易形成规模化生产。
文档编号H05B37/02GK2836403SQ200520123199
公开日2006年11月8日 申请日期2005年11月15日 优先权日2005年11月15日
发明者庞公辅 申请人:天津市数通科技有限公司