专利名称：声控灯光喷泉系统及其声控装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动化控制领域，更具体地涉及一种可使LED灯具的灯光或喷泉的喷射效果随着音频信号的变化而变化的声控装置以及具有该声控装置的声控灯光喷泉系统。
背景技术：
随着经济和技术的发展，人们的生活水平越来越高，城市的建设也越来越美化。通常，在公园、广场、商业中心等公共场所中会设置有LED彩色灯带和喷泉系统等可美化环境的设备。由于音乐能让人放松心情，给人带来愉悦感，在上述公共场所中也经常会在点亮彩色灯带或开启喷泉的同时播放音乐以营造良好气氛。若能将音乐和LED彩色灯带或喷泉系统和谐地结合于一体则可带来更具观赏性和娱乐性的视听效果。基于此，本发明人设法提供一种可使LED灯具或喷泉系统等设备跟随音乐音频信号的强弱而变化的声控装置以及具有该声控装置的声控灯光喷泉系统。发明内容
本发明的目的是提供一种可使LED灯具或喷泉系统等设备跟随音乐音频信号的强弱而变化的声控装置以及具有该声控装置的声控灯光喷泉系统。
为了实现上述目的，本发明提供的声控装置包括电源模块、音频放大模块、主控模块及功率放大模块，所述电源模块用于对系统进行供电，所述音频放大模块用于外接音频设备而对来自音频设备的音频信号进行放大，所述主控模块包括微控制器、A/D转换单元和PWM输出单元，所述微控制器用于控制所述A/D转换单元和PWM输出单元，所述A/D转换单元用于将经过所述音频放大模块进行放大后的音频信号转化成数字信号，所述PWM输出单元用于输出可驱动受控设备的PWM信号,所述功率放大模块用于对来自所述PWM输出单元的PWM信号进行放大以控制所述受控设备。
在本发明的进一步技术方案中，所述电源模块包括第一电压分路和第二电压分路，所述第一电压分路同时为所述音频放大模块和主控模块供电，所述第二电压分路为所述功率放大模块供电。
在本发明的进一步技术方案中，所述第一电压分路的输出电压值为5V，所述第二电压分路的输出电压值为12V，所述受控设备为LED灯具。或者是，所述第一电压分路的输出电压值为5V，所述第二电压分路的输出电压值为24V，所述受控设备为喷泉水泵。
在本发明的进一步技术方案中，声控装置还包括无线接收模块，所述无线接收模块用于接收一外部遥控器的控制指令，所述主控模块还包括控制信号输入单元，所述控制信号输入单元用于识别来自所述遥控器的控制指令并传送至所述微控制器。
在本发明的进一步技术方案中，所述主控模块还包括存储器，所述存储器受控于所述微控制器以实现断电保存功能。
为了实现上述目的，本发明提供的声控灯光喷泉系统包括声控喷泉控制器和声控LED控制器，所述声控喷泉控制器和声控LED控制器均采用权利要求1所述的声控装置，所述声控喷泉控制器和声控LED控制器与同一外部音频设备相连,所述声控喷泉控制器外接的受控设备为喷泉水泵，所述声控LED控制器外接的受控设备为LED灯具。
与现有技术相比，本发明提供的声控装置在主控模块的控制下，可根据外接的音频设备所输入的音频信号的强度来控制受控设备的输出，例如当该声控装置外接LED灯具时，其可使LED灯具的灯光跟随音频信号的变化而变化，而当外接喷泉水泵时，可使喷泉系统的喷射节奏跟随音频信号的变化而变化。基于此，本发明通过设置两上述声控装置来组建成一声控灯光喷泉系统，其可实现LED灯具和喷泉水泵同时跟随同一音频信号的变化而变化，从而构成了一个完整的声、光、喷泉同步变化的视觉效果。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
图1为本发明声控装置一实施例的电路原理框图。
图2为本发明声控装置另一实施例的电路原理框图。
图3为本发明声控灯光喷泉系统的电路原理框图。
图中各附图标记说明如下:
声控灯·光喷泉系统I音频设备2
喷泉水泵 3LED灯具4
交流市电 5电源适配器6、7
声控装置的第一实施例:
声控喷泉控制器 10电源模块11
第一电压分路 111第二电压分路112
音频放大模块 12主控模块13
微控制器 131A/D转换单元132
PWM输出单元 133功率放大模块14
声控装置的第二实施例:
声控LED控制器 20电源模块21
第一电压分路 211第二电压分路212
音频放大模块 22主控模块23
微控制器 231A/D转换单元232
PWM输出单元 233控制信号输入单元234
功率放大电路 24无线接收模块2具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，图1展示了本发明声控装置一实施例的电路原理框图，在本实施例中，所述声控装置为一声控喷泉控制器10，其外接的受控设备为喷泉水泵3。如图1所示，本实施例的声控喷泉控制器包括电源模块11、音频放大模块12、主控模块13及功率放大模块14，其中，所述电源模块11用于对声控喷泉控制器10进行供电，所述音频放大模块12用于外接音频设备2而对来自音频设备2的音频信号进行放大，所述主控模块13可由单片机芯片来实现，其内部包括微控制器131、A/D转换单元132和PWM (脉冲宽度调制)输出单元133，所述微控制器131用于控制所述A/D转换单元132和PWM输出单元133，所述A/D转换单元132用于将经过所述音频放大模块12进行放大后的音频信号转化成数字信号，所述PWM输出单元133用于输出可驱动喷泉水泵3的PWM信号,所述功率放大模块24用于对来自所述PWM输出单元133的PWM信号进行放大以控制所述喷泉水泵4。
继续参照图1，在本实施例中，所述电源模块11通过一电源适配器6与交流市电5连接，所述电源适配器6将市电转变成24V直流后作为本机的工作电源，而所述电源模块11通过设置第一电压分路111和第二电压分路112将来自电源适配器6的24V的工作电源分成两路，一路为第一电压分路111提供的5V输出电压,其输出给音频放大模块12和主控模块13，而另一路为第二电压分路112提供的24V输出电压，其输出给功率放大模块14。
本实施例声控喷泉控制器10在单片机芯片的程序控制下，能根据外接的音频设备2输入的音频信号的强度来控制输出PWM信号的变化，用这个变化的电压去控制喷泉水泵3，从而使喷泉水泵的喷射跟随音乐的变化。根据使用环境与规模的不同，本声控喷泉控制器10可以驱动一个或多个喷泉水泵3，喷泉水泵3接上不同形状的喷嘴，可形成不同形状的喷泉。
请参照图2，图2展示了本发明声控装置另一实施例的电路原理框图，在本实施例中，所述声控装置为一声控LED控制器20，其外接的受控设备可为LED全彩灯带或其他类似的LED灯具4。在本实施例中，所述声控LED控制器20同样包括电源模块21、音频放大模块22、主控模块23及功率放大模块24，其中，所述主控模块23包括微控制器231、A/D转换单元232和PWM(脉冲宽度调制)输出单元233，上述各个功能模块与声控喷泉控制器10中相应功能模块具有类似的功能。在本实施例中，声控LED控制器20还包括无线接收模块25，相应地，主控模块23还包括控制信号输入单元234，所述无线接收模块25用于接收外部遥控器的控制指令，而所述控制信号输入单元234用于识别来自所述遥控器的控制指令并传送至所述微控制器231，以实现无线遥控功能。
继续参照图2，在本实施例中，所述电源模块21同样可通过一电源适配器7与交流市电5连接，所述电源适配器7将市电转变成12V直流后作为本机的工作电源，而所述电源模块21通过设置第一电压分路211和第二电压分路212将来自电源适配器7的12V的工作电源分成两路，一路为第一电压分路212提供的5V输出电压,其输出给音频放大模块22、主控模块23及无线接收模块25，而另一路为第二电压分路212提供的12V输出电压，其输出给功率放大模块24。
本实施例的声控LED控制器20可通过音频插头从外部音频设备取得音频信号，经信号线接入，避免外界噪声的干扰，音频信号在控制器器内经过音频放大模块22的放大之后，再输入到单片机芯片23，单片机芯片23的A/D转换单元232将音频信号转换成数字信号，然后送入微控制器231进行处理。而无线接收模块25接收遥控器的控制信号，然后输入到单片机芯片23的控制信号输入单元234，在此单元内识别出遥控器的控制指令，然后送入微控制器231。微控制器231得到音频信号的信息与遥控器发来的指令信息后，根据这些信息，便可进行相应的处理，并将处理结果转变成可以驱动灯光变化的PWM信号。单片机芯片23输出的PWM信号经过功率放大模块24的放大之后，就可以驱动负载例如LED全彩灯带或其他类似的LED灯具4进行工作。基于上述工作原理，在单片机芯片的程序控制下，LED灯具4可实现声控运行模式:例如，无声时为恒亮，有声音触发时亮/灭闪烁一次(亮灭闪烁可以选择为单色闪烁与彩色闪烁)，当受到声音的快速多次的触发时，所控制的灯具会跟随声音的节奏闪烁。
优选地，在本实施例中，单片机芯片23内还设有一个存储器235，存储器235有掉电记忆的功能，在断电的情况下内部保存的数据不会丢失。这些存储起来的数据可用来实现两种功能:(I)记忆住本机遥控器的用户码，只接收与处理本机遥控器发来的控制指令，而不处理其它遥控器的指令。(2)记忆住当前的工作模式，在关机或是意外断电时，把当前的工作状态记录下来，下次开机时，直接进入关机前的工作状态，无需重新调整。比如，在单色声控的模式下关机或是意外断电，本机可以记忆住关机时是工作在单色声控模式，下次开机时直接就进入单色声控模式，而不需要再作调整。
参照图3,本发明还提供了一种声控灯光喷泉系统I,该声控灯光喷泉系统I包括上述声控喷泉控制器10和声控LED控制器20，所述声控喷泉控制器10和声控LED控制器20均连接到同一外部音频设备2，所述声控喷泉控制器10外接的受控设备为喷泉水泵3，所述声控LED控制器20外接的受控设备为LED灯具4。基于上述工作原理，当音频设备2播放音乐时，声控喷泉控制器可根据音频设备2输出的音频信号的强弱来控制喷泉水泵3,从而控制喷泉随音乐的变化而变化，声控LED控制器20同时根据来自音频设备2的音频信号的强弱来控制灯光的变化，从而构成了一个完整的声、光、喷泉同步变化的视觉效果。
如上所述，本发明提供的声控装置在主控模块的控制下，可根据外接的音频设备所输入的音频信号的强度来控制受控设备的输出，例如当该声控装置外接LED灯具时，其可使LED灯具的灯光跟随音频信号的变化而变化，而当外接喷泉水泵时，可使喷泉系统的喷射节奏跟随音频信号的变化而变化。基于此，本发明通过设置两上述声控装置来组建成一声控灯光喷泉系统，其可实现LED灯具和喷泉水泵同时跟随同一音频信号的变化而变化，从而构成了一个完整的声、光、喷泉同步变化的视觉效果。
以上结合较佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。
权利要求
1.一种声控装置，其特征在于，包括: 电源模块，所述电源模块用于对声控装置进行供电； 音频放大模块，所述音频放大模块用于外接音频设备而对来自音频设备的音频信号进行放大； 主控模块，所述主控模块包括微控制器、A/D转换单元和PWM输出单元，所述微控制器用于控制所述A/D转换单元和PWM输出单元，所述A/D转换单元用于将经过所述音频放大模块进行放大后的音频信号转化成数字信号，所述PWM输出单元用于输出可驱动受控设备的PWM信号； 功率放大模块,所述功率放大模块用于对来自所述PWM输出单元的PWM信号进行放大以控制所述受控设备。
2.如权利要求1所述的声控装置，其特征在于:所述电源模块包括第一电压分路和第二电压分路，所述第一电压分路同时为所述音频放大模块和主控模块供电，所述第二电压分路为所述功率放大模块供电。
3.如权利要求2所述的声控装置，其特征在于:所述第一电压分路的输出电压值为5V，所述第二电压分路的输出电压值为12V，所述受控设备为LED灯具。
4.如权利要求2所述的声控装置，其特征在于:所述第一电压分路的输出电压值为5V，所述第二电压分路的输出电压值为24V，所述受控设备为喷泉水泵。
5.如权利要求1所述的声控装置，其特征在于:还包括无线接收模块，所述无线接收模块用于接收一外部遥控器的控制指令，所述主控模块还包括控制信号输入单元，所述控制信号输入单元用于识别来自所述遥控器的控制指令并传送至所述微控制器。
6.如权利要求1所述的声控装置，其特征在于:所述主控模块还包括存储器，所述存储器受控于所述微控制器以实现断电保存功能。
7.—种声控灯光喷泉系统,其特征在于:包括声控喷泉控制器和声控LED控制器,所述声控喷泉控制器和声控LED控制器均采用权利要求1所述的声控装置，所述声控喷泉控制器和声控LED控制器与同一外部音频设备相连,所述声控喷泉控制器外接的受控设备为喷泉水泵，所述声控LED控制器外接的受控设备为LED灯具。
8.如权利要求7所述的声控 灯光喷泉系统,其特征在于:所述电源模块包括第一电压分路和第二电压分路，所述第一电压分路同时为所述音频放大模块和主控模块供电，所述第二电压分路为所述功率放大模块供电。
9.如权利要求7所述的声控灯光喷泉系统，其特征在于:还包括无线接收模块，所述无线接收模块用于接收一外部遥控器的控制指令，所述主控模块还包括控制信号输入单元，所述控制信号输入单元用于识别来自所述遥控器的控制指令并传送至所述微控制器。
10.如权利要求7所述的声控装置，其特征在于:所述主控模块还包括存储器，所述存储器受控于所述微控制器以实现断电保存功能。
全文摘要
本发明公开了一种声控装置，其包括电源模块、音频放大模块、主控模块及功率放大模块，其中，电源模块用于对声控装置进行供电，音频放大模块用于对音频信号进行放大，主控模块包括微控制器、A/D转换单元和PWM输出单元，微控制器用于控制A/D转换单元和PWM输出单元，A/D转换单元用于将音频信号转化成数字信号，PWM输出单元用于输出PWM信号，功率放大模块用于对PWM信号进行放大以控制受控设备。本发明声控装置在主控模块的控制下，可根据外接的音频设备所输入的音频信号的强度来控制受控设备的输出，例如可使LED灯具的灯光跟随音频信号的变化而变化或使喷泉系统的喷射跟随音乐的变化而变化。同时，本发明还提供了一种声控灯光喷泉系统。
文档编号B05B17/08GK103212511SQ201210014239
公开日2013年7月24日 申请日期2012年1月18日 优先权日2012年1月18日
发明者闫殷来 申请人:闫殷来