信号适配器、照明装置、照明布置以及照明系统的制作方法
【专利摘要】本公开提供了一种信号适配器以及使用该信号适配器的照明装置、照明布置以及照明系统。其中该信号适配器适于接收DMX或RDM信号，并且包括：信号输入接口，用于接收所述DMX或RDM信号；信号输出接口，用于连接到照明装置；微控制器，其适于将来自所述信号输入接口的DMX或RDM信号转换为TTL电平信号；以及隔离装置，其适于将来自所述微控制器的所述TTL电平信号隔离传输至所述信号输出接口。
【专利说明】
信号适配器、照明装置、照明布置以及照明系统
技术领域
[0001]本发明涉及信号的隔离和控制领域，更具体地涉及一种信号适配器，以及使用该信号适配器的照明装置、照明布置以及照明系统。
【背景技术】
[0002]DMX(Digital Multiplex)协议广泛用于对灯光的控制，其可以实现对灯光的单向通信控制;RDM(Remote Device Management)协议是DMX协议的增强版本，其允许对灯光的双向通信控制。不管是使用DMX还是RDM协议进行信号控制，它们通常由安全特低电压(SELV，即Safety Extra-Low Voltage)电路进行供电。根据最新的IEC 60598-2014安全标准，SELV电路需要与其他的SELV电路进行基本的隔离。当DMX/RDM灯具由SELV电路供电，且这些灯具共用DMX/RDM信号总线(另一个SELV)时，则需要在上述SELV电路和DMX/RDM信号总线之间进行隔离。
[0003 ]图1示出了现有技术的在DMX/RDM信号总线和每个灯具的SELV供电电路之间进行隔离的示意图。如图1所示，每个灯具3(h，302，……，30n分别由诸如60V以下的安全特低电压SELV电路(未示出)经由供电线路1进行供电，而同时分别连接至共同的DMX/RDM信号总线20。为了实现了在上述供电线路10和DMX/RDM信号总线20之间的隔离，需要在每个灯具中集成诸如变压器或其他隔离器件的隔离装置。然而，对每个灯具安装隔离装置使得每个灯具本身以及整个照明系统的成本和尺寸增加。
[0004]因此，需要一种新型的技术方案以避免或缓解上述技术问题的产生。
【实用新型内容】
[0005]鉴于以上，本公开的目的之一在于提供一种新型的照明系统，该新型的照明系统能够避免或缓解上述现有技术中针对每个灯具进行隔离的需求。为此，本公开提出了一种信号适配器，该信号适配器能够在一组照明装置和DMX/RDM信号总线之间进行隔离，并且以非隔离的方式将安全电压等级的信号传输给各个照明装置，以及提供了用于该信号适配器的照明装置、包括该信号适配器和该照明装置的照明布置和照明系统。由于使用上述具有隔离装置的信号适配器，则无需在每组照明装置中的单个照明装置中安装隔离装置，这降低了每个照明装置的尺寸和成本。
[0006]因此，根据本公开的第一方面，提供了一种信号适配器，适于接收DMX或RDM信号，包括:信号输入接口，用于接收所述DMX或RDM信号;信号输出接口，用于连接到照明装置;微控制器，其适于将来自所述信号输入接口的DMX或RDM信号转换为TTL电平信号；以及隔离装置，其适于将来自所述微控制器的所述TTL电平信号隔离传输至所述信号输出接口。
[0007]该信号适配器的目的在于，将需要3线的DMX或RDM信号转换为仅需要单线的TTL电平信号，而TTL电平信号不需要隔离，所以可将TTL电平信号简便地发送给各个照明装置。因此对于多个照明装置，只需要设置一个信号适配器即可，不需要像现有技术那样为每个照明装置设置与DMX或RDM的隔离。
[0008]根据第一方面进一步的实施例，所述隔离装置包括光耦隔离装置。
[0009]根据第一方面进一步的实施例，包括放大器，其适于对来自所述隔离装置的所述TTL电平信号进行放大，然后传输至所述信号输出接口。
[0010]根据第一方面进一步的实施例，还包括:第一供电装置，所述第一供电装置适于从来自外部的供电源对信号适配器中涉及所述DMX或RDM信号的电路部分进行供电且电隔离；
[0011]第二供电装置，适于从来自所述外部的供电源对所述信号适配器的其他电路部分进行供电。
[0012]该进一步的实施方式针对DMX或RDM信号总线和诸如SELV的供电线路进行隔离。
[0013]根据本公开的第二方面，提供了一种照明装置，包括:信号输入接口，用于接收TTL电平信号;信号输出接口，用于连接到另一个照明装置;光源；以及微控制器，其适于接收并处理来自所述信号输入接口的TTL电平信号，其中所述处理包括提取所述TTL电平信号中的至少一部分TTL电平信号用于控制所述光源，并且能够选择性地将至少部分所述TTL电平信号传递至所述信号输出接口。
[0014]该照明装置将直接或间接地从第一方面所限定的信号适配器接收TTL电平信号，从而可以适于针对以雏菊链的方式进行连接的多个照明装置进行信号控制。相对于现有技术的直接依据DMX/RDM信号寻址和控制方式而言，本公开的基于DMX/RDM的TTL电平信号使得多个照明装置的控制连接更为简单，并且扩展了单个DMX/RDM地址所寻址的照明装置的数量。
[0015]根据第二方面进一步的实施例，所述光源包括多个光源，并且所述照明装置进一步包括多个驱动器和多个移位寄存器，所述多个移位寄存器分别连接至相应的多个驱动器;其中所述微控制器进一步适于根据所提取的所述至少一部分TTL电平信号分别经由所述多个移位寄存器和所述多个驱动器的相应移位寄存器和驱动器控制所述多个光源中的相应光源的发光。
[0016]利用该移位寄存器，微控制器能够利用TTL电平信号针对每个照明装置中的多个光源进行单独地调光控制。
[0017]根据第二方面进一步的实施例，所述光源包括发光二极管。
[0018]根据本公开的第三方面，提供了一种照明布置，包括:一个根据第一方面中任一项所述的信号适配器；以及一组照明装置，所述一组照明装置包含至少一个根据第二方面中任一项所述的照明装置，所述一组照明装置组连接至所述一个信号适配器，且至少一个所述照明装置彼此连接。
[0019]根据第三方面进一步的实施例，所述至少一个照明装置包括多个照明装置，其中所述多个照明装置并联连接到来自外部的供电源，且各自的信号输入接口和信号输出接口以雏菊链方式信号逐次连接且最终连接至所述一个信号适配器。
[0020]该多个照明装置彼此之间并联连接，而同时以雏菊链的方式进行信号的串行连接的优势在于使得多个照明装置的电控制可以独立进行，而同时可以进行多个照明装置的串行寻址。
[0021]根据本公开的第四方面，提供了一种照明系统，包括DMX或RDM总线，其适于提供DMX或RDM信号；以及至少一个根据第三方面所述的照明布置，其中所述至少一个照明布置中的所述信号适配器共同连接所述DMX或RDM总线。
[0022]根据本公开的第五方面，提供了一种照明系统，其特征在于一种照明系统，其特征在于，还包括供电总线，用于连接到来自外部的供电源；以及至少一个根据第三方面中任一项所述的照明布置；其中至少一个所述照明布置中的各照明装置分别连接到所述供电总线。
[0023]上述照明系统的这种连接方式允许多个照明布置附接到DMX或RDM总线上，而同时每个照明布置可以具有各自不同的照明装置的数量，这使得本公开照明系统的拓扑结构相对于现有技术得到了扩展。
【附图说明】
[0024]在附图中，相似/相同的附图标记通常贯穿不同视图而指代相似/相同的部分。附图并不必按比例绘制，而是通常强调对本实用新型的原理的图示。在附图中:
[0025]图1示出了现有技术的在DMX/RDM信号总线和每个灯具的SELV供电电路之间进行隔离的示意图；
[0026]图2示出了根据本公开的一个实施例的照明系统的结构示意图；其中该照明系统使用信号适配器对多个照明装置与DMX/RDM信号总线进行隔离；
[0027]图3示出了图2中所示的照明系统中的信号适配器的结构示意图；以及
[0028]图4示出了图2中所示的照明系统中的每个照明装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]以下将参考附图对本公开的各个实施例进行详细描述。实施例的一个或多个示例由附图所示出。实施例通过本公开的阐述所提供，并且不旨在作为对本公开的限制。例如，作为一个实施例的一部分所示出或描述的特征可能在另一个实施例中被使用以生成又一进一步的实施例。本公开旨在包括属于本公开范围和精神的这些和其他修改和变化。
[0030]本公开的目的在于提供一种新型的照明系统，其构思在于通过信号适配器的方式使得在DMX/RDM信号总线和具有多个照明装置的照明布置之间进行隔离。
[0031]图2示出了根据本公开的一个实施例的照明系统的结构示意图。
[0032I 如图2所示，该照明系统包括多个照明布置60ι，602，......，60n，每个照明布置
60ι,……，60^SELV供电线路10供电，并且每个照明布置60!，……，60n连接至DMX/RDM信号总线20，其中DMX/RDM信号总线20适于提供DMX/RDM信号至每个照明布置60!，……，60n，从而控制每个照明布置6(h，……，60?中的各个照明装置的调光。
[0033]在本公开的实施例中，DMX/RDM信号总线20的接线的数目示出为3线，然而本领域技术人员将理解，在其他实施例中，DMX/RDM信号总线20可能仅有2条接线或者4条以上的接线。
[0034]每个照明布置60i，......，60n分别包括一组照明装置40ι，......，40n和一个信号适配器5(h，……，50n，由此每组照明装置4(h，……，低经由一个信号适配器5(h，……，50n连接至DMX/RDM信号总线20，其中η可以为大于或等于I的整数。
[0035]进一步地，每组照明装置4(h，……，40n可以分别包括至少一个照明装置。作为示例，例如第一组照明装置他可以包括m个照明装置40η，……，4(h—?;第二组照明装置402可以包括h个照明装置402—^……，402—h;第η组照明装置40?可以包括j个照明装置40n—^……，40m;其中m，h，……，j可以为大于或等于I的整数，并且m，h，……，」彼此之间可以相同或不同。
[0036]另外，需要说明的是，整个照明系统可以允许或支持的照明装置40的总数量取决于DMX/RDM协议所支持的通道数量，以及每个照明装置40所占用的通道数量。
[0037]如图2所示，当一组照明装置4(h，……或40n包括多个照明装置时，该多个照明装置(例如照明装置40^，……，4(h-m)之间可以彼此并联连接至供电线路10。该多个照明装置之间彼此并联连接的优势在于每个照明装置可以独立地供电，从而可以避免例如在串联连接的情况下由于某个照明装置的故障造成整组照明装置的故障。
[0038]与此同时，每组照明装置4(h，……，40n中的多个照明装置彼此之间以雏菊链的方式经由TTL电平信号接线70连接至信号适配器50!，……，50n。由此，信号适配器50!，……，50?向每组照明装置4(h，……，40n串行地传递控制信号，其中每个信号适配器5(h，……，50n适于将来自总线20的DMX/RDM信号转换为TTL电平信号，并且内部集成有隔离装置，该隔离装置适于将DMX/RDM信号总线20与供电线路10相隔离，从而符合最新的IEC 60598-2014安全标准。
[0039]为了说明上述信号适配器的隔离和信号转换的原理，图3示出了图2中所示的照明系统中的信号适配器的结构示意图。
[0040]如图3所示，该信号适配器50包括信号输入接口510和信号输出接口 520，其中信号输入接口 510适于从总线20接收DMX/RDM信号。作为示例，该信号输入接口 510例如可以为RS485接口。
[0041 ] 微控制器MCU 530，其适于对来自所述信号输入接口 510的DMX或RDM信号进行解码，并且转换为TTL电平信号。
[0042]为了实现DMX/RDM信号总线20和诸如SELV的供电线路10的隔离，信号适配器50还包括有一个或多个隔离装置，其中隔离装置550适于将来自所述微控制器的TTL电平信号隔离传输至信号输出接口 520。
[0043]在本公开的实施例中，隔离装置550例如包括可传递信号的变压器或者光耦隔离装置，其适于将来自微控制器530的TTL电平信号从隔离装置的一侧传输至另一侧。从隔离装置550传输的TTL电平信号可以经由信号放大器560输出到信号输出接口 520。
[0044]此外，第一供电装置570可以例如为变压器或其他的电隔离装置，其适于将来自诸如供电线路10的电压隔离转换为合适的电压，从而作为信号适配器中涉及所述DMX或RDM信号的电路部分(诸如信号输入接口 510、微控制器530)的供电电压。并且，第一供电装置也将SELV供电线路与信号适配器中涉及所述DMX或RDM信号的电路部分(诸如DMX/RDM线路、接口510以及微控制器530)进行隔离。第二供电装置580则向信号适配器中的其他电路部分，例如隔离装置550接收侧的电路器件(例如放大器560)提供供电电压。
[0045]在本公开的实施例中，上述第一供电装置570、第二供电装置580不是必需的。在某些特定实施例中，上述第一供电装置570、第二供电装置580可以省略，从而上述信号适配器中的各个电路器件可以独立/自身供电，譬如由电池独立供电。
[0046]进一步地，信号适配器50还可以包括一个或多个浪涌或ESD的保护电路。
[0047]从以上描述可以看出，由于信号适配器50内部集成有隔离装置550，例如光耦和具有隔离功能的第一供电装置570，其能够实现最新的IEC 60598-2014安全标准所需的隔离，从而无需在每个照明布置中的多个照明装置之间或者照明装置与信号适配器之间再进行隔离。另外，信号适配器50能够将通常具有3线的DMX/RDM信号总线20转换为单根的TTL电平信号接线，从而简化了照明布置中的多个照明装置之间的信号线连接。
[0048]例如，信号适配器5(h可以经由一根TTL电平信号接线70连接至第一个照明装置40η，而第一个照明装置40^可以继续经由一根TTL电平信号接线70连接至第二个照明装置4(h-2，依次类推连接至照明布置6(^中的最后一个照明装置4(h-m。
[0049]为了进一步示出TTL电平信号在每个照明装置中的传输和控制，图4示出了图2中所示的照明系统中的每个照明装置的结构示意图。
[0050]如图4所示，每个照明装置诸如第一个照明装置40^可以包括信号输入接口 410和信号输出接口 420;
[0051 ] 至少一个光源，例如LED 480，布置于每个照明装置中，并且适于由至少一个驱动器440驱动发出任意颜色的光；以及
[0052]微控制器MCU430，其适于接收并处理来自所述信号输入接口 410的TTL电平信号，其中所述处理包括提取所述TTL电平信号中的至少一部分TTL电平信号(这里是逻辑层面的控制信息)用于控制光源480，并且能够选择性地将至少部分TTL电平信号(例如可以将接收的所有信号原封不动的发出、或者将用于本照明装置的信息去掉之后重新按照协议打包并发出)传递至信号输出接口 420，而从该信号输出接口 420输出的剩余的TTL电平信号被进一步地输出到下一个照明装置诸如4(h-2，以便于该下一个照明装置的信号处理和控制，依次类推至每个照明布置中的最后I个照明装置诸如4(h-m。
[0053]当至少一个光源480包括多个光源480时，每个照明装置还包括多个移位寄存器450，该多个移位寄存器450分别连接至相应的多个驱动器440。
[0054]微控制器430可以进一步根据提取的至少一部分TTL电平信号分别经由多个驱动器和多个移位寄存器中的相应驱动器和移位寄存器来控制多个光源的相应光源的发光。本公开的照明装置中的光源，例如可以包括发光二极管LED。
[0055]此外，每个照明装置中还可以包括其他的电路组件，譬如电压转换电路470、放大器460、浪涌/ESD保护电路等，其中电压转换电路470被配置用于对来自供电线路10的电压进行电压转换从而用作照明装置中的各个电路组件的供电电压;放大器460适于根据需要对TTL电平信号或者其他信号进行适当地放大。
[0056]从以上的描述可知，本公开不仅提供了一种信号适配器，还提供了利用该信号适配器的照明装置、包括该信号适配器的照明布置、以及包括该照明布置的新型照明系统。该信号适配器的优势在能够在一组照明装置和DMX或RDM信号总线之间进行集中隔离以及对DMX或RDM信号进行信号转换。
[0057]一方面，由于该信号适配器所提供的集中隔离，本公开的照明系统或照明布置避免了现有技术的必需针对每个照明装置进行隔离的需求，从而降低了每个照明装置乃至整个照明系统的尺寸和成本;另一方面，本公开的信号适配器提供的信号转换可以将需要3根接线进行传送的DMX或RDM信号转换为仅需要单根接线传送的TTL电平信号，这使得在多个照明装置之间的信号连接和控制变得更为简单，并且也由此简化了多个照明装置的安装以及降低了照明装置的成本。
[0058]此外，由于多个照明装置通过信号适配器连接至DMX/RDM信号总线，本公开的包括多个照明装置的一个照明布置可以共享一个DMX/RDM地址，这相对于现有技术的每个照明装置需要一个DMX/RDM地址而言，节约了 DMX/RDM控制器的地址开销。同时，由于在每组照明装置内部使用TTL电平信号进行雏菊链的自动寻址，这相对于现有技术的需要在现场针对每个照明装置设置DMX/RDM地址而言，设置更为简便。
[0059]本领域技术人员将理解，本公开的新型照明系统可以用于舞台照明、景观照明或者建筑物等的外观照明等等的调光控制。
[0060]虽然已经在附图和前述描述中详细说明和描述了本实用新型，但这些说明和描述应被认为是说明性的或示例性的而不是限制性的；本实用新型不限于所公开的实施例。本领域技术人员在实践所请求保护的发明中，通过研究附图、公开和所附权利要求可以理解并且实践所公开的实施例的其它变体。
[0061 ]在权利要求中，词语“包括”并不排除其它元件，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个元件或其它单元可以满足在权利要求中阐述的多个项目的功能。仅在互不相同的实施例或从属权利要求中记载某些特征的仅有事实，并不意味着不能有利地使用这些特征的组合。在不脱离本申请的精神和范围的情况下，本申请的保护范围涵盖在各个实施例或从属权利要求中记载的各个特征任何可能组合。
[0062]在权利要求中的任何参考标记不应被理解为限制本实用新型的范围。
【主权项】
1.一种信号适配器(50)，适于接收DMX或RDM信号，其特征在于，包括: 信号输入接口(510)，用于接收所述DMX或RDM信号； 信号输出接口( 520 )，用于连接到照明装置； 微控制器(530)，其适于将来自所述信号输入接口的所述DMX或RDM信号转换为TTL电平信号；以及 隔离装置(550)，其适于将来自所述微控制器的所述TTL电平信号隔离传输至所述信号输出接口。2.根据权利要求1所述的信号适配器，其特征在于， 所述隔离装置包括光耦隔离装置。3.根据权利要求1或2所述的信号适配器，其特征在于，包括 放大器(560)，其适于对来自所述隔离装置的所述TTL电平信号进行放大，然后传输至所述信号输出接口。4.根据权利要求1或2所述的信号适配器，其特征在于，还包括: 第一供电装置(570)，所述第一供电装置适于从来自外部的供电源对所述信号适配器中涉及所述DMX或RDM信号的电路部分进行供电且电隔离； 第二供电装置(580)，适于从来自所述外部的供电源对所述信号适配器的其他电路部分进行供电。5.一种照明装置(40η，……，401-m)，其特征在于，包括: 信号输入接口(410)，用于接收TTL电平信号； 信号输出接口(420)，用于连接到另一个照明装置； 光源(480);以及 微控制器，其适于接收并处理来自所述信号输入接口的TTL电平信号，其中所述处理包括提取所述TTL电平信号中的至少一部分TTL电平信号用于控制所述光源，并且能够选择性地将至少部分所述TTL电平信号传递至所述信号输出接口(420)。6.根据权利要求5所述的照明装置，其特征在于， 所述光源包括多个光源，并且所述照明装置进一步包括多个驱动器(440)和多个移位寄存器(450)，所述多个移位寄存器分别连接至相应的多个驱动器； 其中所述微控制器进一步适于根据所提取的所述至少一部分TTL电平信号分别经由所述多个移位寄存器和所述多个驱动器的相应移位寄存器和驱动器控制所述多个光源中的相应光源的发光。7.根据权利要求5或6所述的照明装置，其特征在于， 所述光源包括发光二极管。8.一种照明布置，其特征在于，包括: 一个根据权利要求1-4中任一项所述的信号适配器(50);以及 一组照明装置(4(h，……，40n)，所述一组照明装置包含至少一个根据权利要求5-7中任一项所述的照明装置，所述一组照明装置组连接至所述一个信号适配器，且至少一个所述照明装置彼此连接。9.根据权利要求8所述的照明布置，其特征在于， 所述至少一个照明装置包括多个照明装置(40η，……，4(h-m)，其中所述多个照明装置并联连接到来自外部的供电源，且各自的信号输入接口和信号输出接口以雏菊链方式信号逐次连接且最终连接至所述一个信号适配器。10.一种照明系统，其特征在于，包括 DMX或RDM总线，其适于提供DMX或RDM信号；以及 至少一个根据权利要求8或9所述的照明布置， 其中所述至少一个照明布置中的所述信号适配器共同连接所述DMX或RDM总线。11.一种照明系统，其特征在于，还包括， 供电总线，用于连接到来自外部的供电源；以及 至少一个根据权利要求8-9中任一项所述的照明布置;其中至少一个所述照明布置中的各照明装置分别连接到所述供电总线。
【文档编号】H05B33/08GK205596388SQ201620184182
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年3月10日
【发明人】罗成虎, 罗玛, 程中文
【申请人】飞利浦照明（中国）投资有限公司