基于压力传感器控制的灯光控制电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于压力传感器控制的灯光控制电路，包括第一预稳压电路、第二预稳压电路和二级稳压及传感器信号读取电路；所述第一预稳压电路分别连接二级稳压及传感器信号读取电路和电压频率转换电路，所述第二预稳压电路分别连接仪用放大电路及低通滤波电路、电压频率转换电路、单片机控制电路和恒流驱动电路；所述二级稳压及传感器信号读取电路依次串联仪用放大电路及低通滤波电路、电压频率转换电路、单片机控制电路和恒流驱动电路。本实用新型结合电子技术和传感器技术，能够通过感应外部压力变化来控制光源变化。通过感应压力变化实现与人的互动，增加小品的趣味性。本实用新型可以被广泛应用于室外灯光小品产品中。
【专利说明】基于压力传感器控制的灯光控制电路
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及灯光控制领域，具体涉及一种基于压力传感器控制的灯光控制电 路。
【背景技术】
[0002] 随着LED (Light-emitting Diode,发光二极管）技术的发展成熟，越来越多的以 LED作为光源的灯光小品被开发出来，应用于景观照明工程中，在项目的设计和施工过程 中，很多灯光设计作品与景观小品结合，在夜间不但达到了良好的视觉效果，同时也兼顾了 物品的使用功能性与视觉引导性。
[0003] 目前存在的灯光小品仅仅是灯具或光源放置在景观小品内部，缺乏与人的交互和 互动功能。对于一个高品质的灯光设计项目来讲，这不得不说是一种遗憾。 实用新型内容
[0004] 在下文中给出关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面 的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确 定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简 化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0005] 为了解决现有技术的问题，本实用新型提供一种能够调节光源变化，增加灯光小 品的趣味性的基于压力传感器控制的灯光控制电路。
[0006] 为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：
[0007] -种基于压力传感器控制的灯光控制电路，包括第一预稳压电路、第二预稳压电 路和二级稳压及传感器信号读取电路；所述第一预稳压电路分别连接二级稳压及传感器信 号读取电路和电压频率转换电路，所述第二预稳压电路分别连接仪用放大电路及低通滤波 电路、电压频率转换电路、单片机控制电路和恒流驱动电路；所述二级稳压及传感器信号读 取电路依次串联仪用放大电路及低通滤波电路、电压频率转换电路、单片机控制电路和恒 流驱动电路。
[0008] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
[0009] 本实用新型结合电子技术和传感器技术，能够通过感应外部压力变化来控制光源 变化。通过感应压力变化实现与人的互动，增加小品的趣味性。本实用新型可以被广泛应 用于室外灯光小品产品中。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前 提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 toon] 图1为本实用新型实施例提供的基于压力传感器控制的灯光控制电路的结构框 图；
[0012] 图2为本实用新型实施例提供的基于压力传感器控制的灯光控制电路的一部分 的原理图；
[0013] 图3为本实用新型实施例提供的基于压力传感器控制的灯光控制电路的另一部 分的原理图；
[0014] 图4为本实用新型实施例提供的第一预稳压电路的原理图；
[0015] 图5为本实用新型实施例提供的第二预稳压电路的原理图；
[0016] 图6为本实用新型实施例提供的二级稳压及传感器信号读取电路的原理图； [0017] 图7为本实用新型实施例提供的传感器差动电桥的原理图；
[0018] 图8为本实用新型实施例提供的仪用放大电路及低通滤波电路的原理图；
[0019] 图9为本实用新型实施例提供的电压频率转换电路的原理图；
[0020] 图10为本实用新型实施例提供的单片机控制电路的原理图；
[0021] 图11为本实用新型实施例提供的恒流驱动电路的原理图。
【具体实施方式】
[0022] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新 型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。在本实用新型的一个附图 或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的 元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本实用新型无关 的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本实用新型中的实施例，本 领域普通技术人员在没有付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。
[0023] 参见图1，一种基于压力传感器控制的灯光控制电路，包括第一预稳压电路100、 第二预稳压电路101和二级稳压及传感器信号读取电路102,第一预稳压电路100分别连接 二级稳压及传感器信号读取电路102和电压频率转换电路104,第二预稳压电路101分别连 接仪用放大电路及低通滤波电路103、电压频率转换电路104、单片机控制电路105和恒流 驱动电路106 ;所二级稳压及传感器信号读取电路102依次串联仪用放大电路及低通滤波 电路103、电压频率转换电路104、单片机控制电路105和恒流驱动电路106。
[0024] 本实用新型通过感应外部压力变化来控制光源变化，增加小品的趣味性。
[0025] 参见图2和图3,进一步地，第一预稳压电路100,用于将220V的电压通过变压、波 形整流、过滤及稳压后输出±15V的电压给相应的芯片；
[0026] 第二预稳压电路101，用于将220V的电压通过变压、波形整流、过滤及稳压后输出 ±5V的电压给相应的芯片；
[0027] 第一预稳压电路提供芯片的±15V供电，第二预稳压电路提供芯片±5V供电。其 中瓜、似和瓜0为±15￥供电，仍、叹、耶、诎、瓜1、似3和讥3六为±5￥供电。
[0028] 二级稳压及传感器信号读取电路102,用于将第一预稳压电路100通过第三三端 稳压块U7产生的基准电压，通过第一运算放大器U1和第一运算放大器U2为R9、RIO、R11 和R12组成的称重传感器电桥提供基准±5V电压信号，该信号通过闭环系统实现精确稳压 输出。
[0029] 仪用放大电路及低通滤波电路103,用于对二级稳压及传感器信号读取电路102 由于压力产生的输出电流进行放大和低频滤波，产生电压频率转换电路能够识别的毫安级 电信号；
[0030] 所述电压频率转换电路104,用于将输入的电压信号转化为单片机U11能够处理 的脉冲信号；
[0031] 所述单片机控制电路105,用于处理电压频率转换电路104输入的脉冲信号，通过 产生脉宽调制信号，控制灯具的降压恒流芯片U23进行开关和调光；
[0032] 所述恒流驱动电路106,用于输出驱动LED灯珠的恒定电流。
[0033] 本实施例在上述实施例的基础上，第一预稳压电路和所述第二预稳压电路均包括 变压器，所述变压器的输出端连接桥式整流电路的输入端，所述桥式整流电路的输出端连 接电容的输入端，所述电容的输出端连接第一三端稳压块和第二三端稳压块，即连接两个 三端稳压块的输入端。
[0034] 参见图4,第一变压器T1的输出端连接第一桥式整流电路D1的输入端，第一桥式 整流电路D1的输出端连接第一三端稳压块U14和第二三端稳压块U16,第一电解电容C12 和第二电解电容C13做滤波用。第一预稳压电路为220V/15V预稳压电路，采用7815系列 的第一三端稳压块U14和7915系列第二三端稳压块U16实现AC220V到DC15V的变化，首 先通过10:1的第一变压器T2实现AC220V到AC22V的变压功能，之后通过1，2, 3, 4四个整 流二极管组成的第一桥式整流电路D1实现波形整流，通过电解电容C12，C13电解电容实现 对纹波的过滤，最后通过7815和7915三端稳压块实现± 15V的输出。
[0035] 参见图5,第二变压器T2的输出端连接第二桥式整流电路D2的输入端，第二桥式 整流电路D2的输出端连接第五三端稳压块U12和第四三端稳压块U19,第三电解电容C16 和第四电解电容C17做滤波用。第二预稳压电路为220V/5V预稳压电路，采用7805系列的 第五三端稳压块U12和7905系列第四三端稳压块U19实现AC220V到DC5V的变化，首先通 过10:1的第二变压器T2实现AC220V到AC22V的变压功能，之后通过1，2, 3, 4四个整流二 极管组成的第二桥式整流电路D2实现波形整流，通过电解电容C16，C17电解电容实现对纹 波的过滤，最后通过7805和7905三端稳压块实现±5V的输出。
[0036] 通过第一预稳压电路100和所述第二预稳压电路101得到的电压还不具备稳压功 能，当后级负载波动时，会影响前级的电压，使之产生较大波动。因此还需要进行后续的稳 压处理。
[0037] 参见图6和图2,本实施例在上述实施例的基础上，二级稳压及传感器信号读取电 路102包括第三三端稳压块U7,第三三端稳压块U7的输出端连接并联的第一运算放大器 U1和第二运算放大器U2,第一运算放大器U1的输出端连接第一三极管U8的基极，第一运 算放大器U1的输出端连接第一三极管U8的基极，第二运算放大器U2的输出端连接第二三 极管U9的基极，第二三极管U9的发射极和第二三极管U9的发射极之间连接称重传感器电 桥，所述称重传感器电桥的输出端连接仪用放大电路及低通滤波电路103。
[0038] 本实用新型的二级稳压及传感器信号读取电路102由第一运算放大器U1和第二 运算放大器U2 (LS741)组成的对称电源结构在以电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12组 成的称重传感器电桥没有负载变化时，节点9和10位置的电压V9和V10之间的电压差为 0。由于第三三端稳压块U7，（MC1503U)的输出电压始终钳位在2. 5V，所以对称第一运算 放大器U1和第二运算放大器U2的输出根据图中的电路参数分别为+5V和-5V。2SD2155 和2SB1429为一对互补对管，由于第一运算放大器U1和第二运算放大器U2的输出电流需 要驱动电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12组成的称重传感器电桥，所以采用互补对管 2SD2155和2SB1429对功率进行放大。图中第一运算放大器U1和第二运算放大器U2的输 出电压计算公式见式1和式2。
【权利要求】
1. 一种基于压力传感器控制的灯光控制电路，其特征在于，包括第一预稳压电路、第二 预稳压电路和二级稳压及传感器信号读取电路；所述第一预稳压电路分别连接二级稳压及 传感器信号读取电路和电压频率转换电路，所述第二预稳压电路分别连接仪用放大电路及 低通滤波电路、电压频率转换电路、单片机控制电路和恒流驱动电路；所述二级稳压及传感 器信号读取电路依次串联仪用放大电路及低通滤波电路、电压频率转换电路、单片机控制 电路和恒流驱动电路。
2. 根据权利要求1所述的基于压力传感器控制的灯光控制电路，其特征在于： 所述第一预稳压电路，用于将220V的电压通过变压、波形整流、过滤及稳压后输出 ±15V的电压给相应的芯片； 所述第二预稳压电路，用于将220V的电压通过变压、波形整流、过滤及稳压后输出 ±5V的电压给相应的芯片； 所述二级稳压及传感器信号读取电路，用于将第一预稳压电路通过第三三端稳压块产 生的基准电压，通过第一运算放大器和第一运算放大器为称重传感器电桥提供基准±5V 电压信号，该信号通过闭环系统实现精确稳压输出； 所述仪用放大电路及低通滤波电路，用于对二级稳压及传感器信号读取电路由于压力 产生的输出电流进行放大和低频滤波，产生电压频率转换电路能够识别的毫安级电信号； 所述电压频率转换电路，用于将输入的电压信号转化为单片机能够处理的脉冲信号； 所述单片机控制电路，用于处理电压频率转换电路输入的脉冲信号，通过产生脉宽调 制信号，控制灯具的降压恒流芯片进行开关和调光； 所述恒流驱动电路，用于输出驱动LED灯珠的恒定电流。
3. 根据权利要求1或2所述的基于压力传感器控制的灯光控制电路，其特征在于，所述 第一预稳压电路和所述第二预稳压电路均包括变压器，所述变压器的输出端连接桥式整流 电路的输入端，所述桥式整流电路的输出端连接电容的输入端，所述电容的输出端连接第 一三端稳压块和第二三端稳压块。
4. 根据权利要求1或2所述的基于压力传感器控制的灯光控制电路，其特征在于，所述 二级稳压及传感器信号读取电路包括第三三端稳压块，所述第三三端稳压块的输出端连接 并联的第一运算放大器和第二运算放大器，所述第一运算放大器的输出端连接第一三极管 的基极，所述第一运算放大器的输出端连接第一三极管的基极，所述第二运算放大器的输 出端连接第二三极管的基极，所述第二三极管的发射极和所述第二三极管的发射极之间连 接称重传感器电桥，所述称重传感器电桥的输出端连接仪用放大电路及低通滤波电路。
5. 根据权利要求4所述的基于压力传感器控制的灯光控制电路，其特征在于，所述仪 用放大电路及低通滤波电路包括第三运算放大器、第四运算放大器、第五运算放大器和滤 波器，所述称重传感器电桥的一端连接第三运算放大器的正向输入端，另一端连接第五运 算放大器的正向输入端，所述第三运算放大器的输出端连接第四运算放大器的反向输入 端，所述第五运算放大器的输出端连接第四运算放大器的正向输入端，所述第四运算放大 器的输出端分别连接所述滤波器的正向输入端、滤波器的反向输入端及滤波器的输出端， 所述第四运算放大器的输出端连接电压频率转换电路。
6. 根据权利要求5所述的基于压力传感器控制的灯光控制电路，其特征在于，所述电 压频率转换电路包括电压频率转换器和触发器，所述电压频率转换器的一接口连接触发 器，所述电压频率转换器的输入端连接所述滤波器的输出端，所述电压频率转换器的输出 端连接单片机控制电路。
7. 根据权利要求6所述的基于压力传感器控制的灯光控制电路，其特征在于，所述单 片机控制电路包括单片机，所述单片机的输入端连接所述电压频率转换器的输出端，所述 单片机的输出端连接恒流驱动电路。
8. 根据权利要求7所述的基于压力传感器控制的灯光控制电路，其特征在于，所述恒 流驱动电路包括降压恒流芯片，所述降压恒流芯片的输入端连接所述单片机的输出端，所 述降压恒流芯片的输出端串联有至少一个发光二极管，所述发光二极管的负极连接电感， 所述电感分别连接降压恒流芯片的一接口和稳压二极管的正极，所述稳压二极管的负极连 接所述降压恒流芯片的输出端。
【文档编号】H05B37/02GK203840623SQ201420268643
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年5月23日 优先权日:2014年5月23日
【发明者】李澄 申请人:北京新时空照明技术有限公司