CN222170047U - 一种多路同步实时动态音乐全彩氛围照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为照明装置领域，具体为一种多路同步实时动态音乐全彩氛围照明装置；照明装置包含通信单元、输出扩充单元及发光控制单元，其中通信单元包含无线射频单元、可编程微处理单元、傅里叶级数变换单元及内存单元，整合在同一芯片内部；通信单元依据所收信号先控制内部傅里叶级数变换单元及内存单元，再控制外部输出扩充单元及发光控制单元，使照明装置能与音乐同步实时动态变化；本照明装置有音乐频谱灯功效，建立在通信单元的输出口自由映射、DMA数据发送功能。输出扩充单元，采用先并联后串联的电路结构，可成矩阵型扩充，最大横向32个，纵向128个。有多组开关，可依开关循环选择使用环境，以特定发光控制单元区域显示。

Description

一种多路同步实时动态音乐全彩氛围照明装置

技术领域

本实用新型为照明装置领域，具体为一种多路同步实时动态音乐全彩氛围照明装置；

背景技术

利用矩阵LED当照明装置已经非常普及，比灯泡有省电及舒适的优点，但旧式有两个问题，一个是布线复杂；一个是变化单调，本实用新型采用WS2812B-4020智能外控集成LED光源，它采用串行传输技术使布线简单化，可以直接并接，可密集并列排列布板并简化电路。又增加通信单元，内含傅里叶级数变换单元，可依据无线射频单元所接收频率讯号变化颜色。使变化生动有趣。发光控制单元有八个红色控制位、八个蓝色控制位及八个绿色控制位、可显示全彩显示。解决旧式矩阵LED当照明装置的二个大问题。

实用新型内容

本实用新型为一种多路同步实时动态音乐全彩氛围照明装置，该照明装置包含通信单元、输出扩充单元及发光控制单元，其中通信单元包含无线射频单元、可编程微处理单元、傅里叶级数变换单元及内存单元，整合在同一芯片内部；通信单元依据所收信号先控制内部傅里叶级数变换单元及内存单元，再控制外部输出扩充单元及发光控制单元，使照明装置能与音乐同步实时动态变化；本照明装置有音乐频谱灯功效，建立在通信单元的输出口自由映射、DMA数据发送功能，采用先并联后串联的电路结构。

其中一为输出扩充单元，采用先并联后串联的电路结构，可成矩阵型扩充，纵向可以8-128个，横向可以8-32个。

其中二为傅里叶级数变换单元，通信单元可依据无线射频单元所接收频率讯号变化颜色。发光控制单元，具串行传输功能，可密集并列排列布板并简化电路，每组发光控制单元有八个红色控制位、八个蓝色控制位及八个绿色控制位、可显示全彩显示。以占空比高为位壹，以占空比低为位零，连续低位大于280微秒为重置讯号。

其中三为通信单元，有多组开关，可以对应一个或一个以上的使用环境，其中每个按键发码装置中的讯号处理，使用环境可依开关循环选择，选择模式以特定发光控制单元区域显示，可自动或手动透过无线方式与后台更新通信单元内部可编程微处理单元及内存单元，其中每个按键发码装置。

其中优选方案，现有音乐频谱灯用传统的LED灯珠显示，色彩的饱和度、明度、亮度变化简单；驱动电路复杂，生产加工困难，费用高；受制于硬件电路，控制软件架构复杂，灯效表现的内容及模式简单，升级扩展不方便，使用场景受限制；使用串行数据驱动方式，实时性低，刷新数据时间很长；本实用新型利用蓝牙芯片强大的IO口自由映射能力及强大的DMA技术和强大的计算能力，配合简便有效的驱动电路，实时同步动态的将声音实时高效地表达为声音信号。

其中优选方案，在本全彩RGBIC氛围灯中，采用74HC245作为DMA多路同步并联方式的控制芯片，用于驱动WS2811/SM16703/1903等串行时序方式；

本音乐频谱灯建立在蓝牙芯片上的IO口自由映射、DMA数据发送功能，采用先并联后串联的电路结构；

其中优选方案；输出扩充单元(20)，采用先并联后串联的电路结构，可成矩阵型扩充，纵向可以8-128个，横向可以8-32个。可以分区布局做成广告或跑马灯。

其中优选方案；在驱动LED前，蓝牙芯片先通过初始化，将IO设置为驱动LED灯的数据口，将它连接到逻辑驱动芯片的输入口，将逻辑电压3.3V的信号，转化为4.4V～5V的信号；使之能够安全地驱动LED灯珠；

其中优选方案；蓝牙芯片内部，在DMA中设置好IO自由映像轮询方式，每一个IO口发送串行数据信号，通过自由映像方式，达到先并后串的方式；

其中优选方案；通过芯片中的FFT功能，对数据进行傅里叶级数变换，将音频信号中的模拟信号，转化为M*N矩阵模块化，将模拟信号数据化，表达为灯显示为可视化

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、电路结构简单，制造成本较低；扩展方便：利用集成的逻辑芯片74HC245并联控制，节省控制中使用的MOS管，节省电路规模；

2、实时高效，音频信号可视化；同步显示子模块的信息。

3、采用DMA方式，将分为N个并联的子功能模块的全彩RGBIC氛围灯；其中子功能模块内部的灯珠，采用串联的方式，串联的灯珠可以任意设置为M，通过软件方式，集合成一个M*N矩阵的氛围灯模组。

4、采用先并后串的方式，可以提高灯具类数据刷新的效率；每一个子功能模块可以快速点控及群控，采用此种模块化设计，每个子功能模块的灯数可以自由设定，可避免因为产品外观导致的数量不一样，适应多样化的照明方式。同时采用的蓝牙芯片中的FFT音乐频谱分析功能，辅助以傅里叶级数分析方式，解析声音信号中，丰富的音乐频谱信息，先并后串的方式，可以良好地表达声音信号中，每一个波段中包含的频谱及强度等信息，使每一段声音信息具体可感，使之可视化。

附图说明

图1为一种多路同步实时动态音乐全彩氛围照明装置之架构示意图；

图2为一种多路同步实时动态音乐全彩氛围照明装置之原理图-1；

图3为一种多路同步实时动态音乐全彩氛围照明装置之通信单元示意图；

图4为一种多路同步实时动态音乐全彩氛围照明装置之多组开关示意图；

图5为一种多路同步实时动态音乐全彩氛围照明装置之输出扩充单元示意图；

图6为一种多路同步实时动态音乐全彩氛围照明装置之输出扩充单元放大示意图；

附图符号说明：

10-通信单元；20-输出扩充单元；21-输出扩充单元-A；22-输出扩充单元-B；23-输出扩充单元-C；24-输出扩充单元-D；25-输出扩充单元-E；30-发光控制单元；40-无线射频单元；50-可编程微处理单元；60-傅里叶级数变换单元；70-内存单元；100-照明装置；31-输出扩充单元-AA；41-输出扩充单元-AB；51-输出扩充单元-AC；91-输出扩充单元-AI；38-输出扩充单元-HA；48-输出扩充单元-HB；58-输出扩充单元-HC；98-输出扩充单元-II；

具体实施方式

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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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如图1至图6所示为实现上述目的。

本实用新型提供如下技术方案为一种多路同步实时动态音乐全彩氛围照明装置，如图1所示，本实用新型为一种多路同步实时动态音乐全彩氛围照明装置，该照明装置100包含通信单元10、输出扩充单元20及发光控制单元30，其中通信单元10包含无线射频单元40、可编程微处理单元50、傅里叶级数变换单元60及内存单元70，整合在同一芯片内部；通信单元10依据所收信号先控制内部傅里叶级数变换单元60及内存单元70，再控制外部输出扩充单元20及发光控制单元30，使照明装置100能与音乐同步实时动态变化；本照明装置100有音乐频谱灯功效，建立在通信单元10的输出口自由映射、DMA数据发送功能，采用先并联后串联的电路结构。

其一为输出扩充单元20，采用先并联后串联的电路结构，可成矩阵型扩充，纵向可以8-32个，横向可以8-128个。输出扩充单元20可以有一个或多个，可以根据纵向横向所需的数量调整，如图1所示，增加了输出扩充单元-A21、输出扩充单元-B 22、输出扩充单元-C23、输出扩充单元-D 24、输出扩充单元-E 25。如图2所示，其中U3及U5是输出扩充单元-A21输出扩充单元-B22。

其二为傅里叶级数变换单元60，通信单元10可依据无线射频单元40所接收频率信号变化颜色。发光控制单元30具串行传输功能，可密集并列排列布板并简化电路，每组发光控制单元30有八个红色控制位、八个蓝色控制位及八个绿色控制位、可显示全彩显示。以占空比高为位壹，以占空比低为位零，连续低位大于280微秒为重置讯号。傅里叶级数变换单元60，可以外挂或以软件包替代，本实用新型选用杰理AC6321A4，可置入的软件包。

其三为通信单元10，如图3所示，本实用新型通信单元10选用杰理AC6321A4，有蓝牙单元2.1\4.2\5.0功能、微处理单元32位CPU、加速器引擎系统ACCELERALOR ENGINEUMIT、静态随机存取存储器SRAM-及只读存储器MROM。

其四为发光控制单元30，本实用新型发光控制单元30选用WS2812B-4020智能外控集成LED光源，它采用串行传输技术使布线简单化，可以直接并接，可密集并列排列布板并简化电路。又增加通信单元，内含傅里叶级数变换单元，可依据无线射频单元所接收频率讯号变化颜色。使变化生动有趣。发光控制单元有八个红色控制位、八个蓝色控制位及八个绿色控制位、可显示全彩显示。WS2812B-4020是一个集控制电路与发光电路于一体的智能外控LED光源，每个组件即为一个像素点。像素点内部包含了智能数字接口数据锁存信号整形放大驱动电路，还包含有高精度的内部振荡器和可编程定电流控制部分，有效保证了像素点光的颜色高度一致。

数据协议采用单线归零码的通讯方式，像素点在上电复位以后，DIN端接收从控制器传输过来的数据，首先送过来的24bit数据被第一个像素点提取后，送到像素点内部的数据锁存器，剩余的数据经过内部整形处理电路整

形放大后通过DO端口开始转发输出给下一个级联的像素点，每经过一个像素点的传输，信号减少24bit。像素点采用自动整形转发技术，使得该像素点的级联个数不受信号传送的限制，仅受限信号传输速度要求。高达2KHz的端口扫描频率，在高清摄像头的捕捉下都不会出现闪烁现象，非常适合高速移动产品的使用。280μs以上的RESET时间，出现中断也不会引起误复位，可以支持更低频率、价格便宜的MCU。LED具有低电压驱动、环保节能、亮度高、散射角度大、一致性好、低功率及超长寿命等优点。将控制电路集成于LED上面，电路变得更加简单，体积小，安装更加简便。

其中优选方案，本实用新型有多组开关，如图4所示，可以对应一个或一个以上的使用环境，可依开关循环选择，选择模式以特定发光控制单元30区域显示，

其中优选方案，可自动或手动透过无线方式与后台更新通信单元(10)内部可编程微处理单元50及内存单元70。

其中优选方案，现有音乐频谱灯用传统的LED灯珠显示，色彩的饱和度、明度、亮度变化简单；驱动电路复杂，生产加工困难，费用高；受制于硬件电路，控制软件架构复杂，灯效表现的内容及模式简单，升级扩展不方便，使用场景受限制；使用串行数据驱动方式，实时性低，刷新数据时间很长；本实用新型利用蓝牙芯片强大的IO口自由映射能力及强大的DMA技术和强大的计算能力，配合简便有效的驱动电路，实时同步动态的将声音实时高效地表达为声音信号。

其中优选方案，在本全彩RGBIC氛围灯中，采用74HC245作为DMA多路同步并联方式的控制芯片，用于驱动WS2811/SM16703/1903等串行时序方式；

本音乐频谱灯建立在蓝牙芯片上的IO口自由映射、DMA数据发送功能，采用先并联后串联的电路结构。

其中优选方案；输出扩充单元(20)，采用先并联后串联的电路结构，可成矩阵型扩充，纵向可以8-32个，横向可以8-128个。可以分区布局做成广告或跑马灯。如图1所示，有输出扩充单元-AA 31、输出扩充单元-AB 41、输出扩充单元-AC 51、输出扩充单元-AI 91、输出扩充单元-HA 38、输出扩充单元-HB 48、输出扩充单元-HC 58、输出扩充单元-II 98等等，形成一个矩阵。如图5及图6所示，每个输出扩充单元的DOUT接到下一个输出扩充单元的DIN，可以多组串接，控制第一个的DIN就可以控制整串的输出扩充单元。

其中优选方案；在驱动LED前，蓝牙芯片先通过初始化，将IO设置为驱动LED灯的数据口，将它连接到逻辑驱动芯片的输入口，将逻辑电压3.3V的信号，转化为4.4V～5V的信号；使之能够安全地驱动LED灯珠。

其中优选方案；蓝牙芯片内部，在DMA中设置好IO自由映像轮询方式，每一个IO口发送串行数据信号，通过自由映像方式，达到先并后串的方式；

其中优选方案；通过芯片中的FFT功能，对数据进行傅里叶级数变换，将音频信号中的模拟信号，转化为M*N矩阵模块化，将模拟信号数据化，表达为灯显示为可视化

其中优选方案；本实用新型电路结构简单，制造成本较低；扩展方便：利用集成的逻辑芯片74HC245并联控制，节省控制中使用的MOS管，节省电路规模；实时高效，音频信号可视化；同步显示子模块的信息。

其中优选方案；采用DMA方式，将分为N个并联的子功能模块的全彩RGBIC氛围灯；其中子功能模块内部的灯珠，采用串联的方式，串联的灯珠可以任意设置为M，通过软件方式，集合成一个M*N矩阵的氛围灯模组。

其中优选方案；采用先并后串的方式，可以提高灯具类数据刷新的效率；每一个子功能模块可以快速点控及群控，采用此种模块化设计，每个子功能模块的灯数可以自由设定，可避免因为产品外观导致的数量不一样，适应多样化的照明方式。同时采用的蓝牙芯片中的FFT音乐频谱分析功能，辅助以傅里叶级数分析方式，解析声音信号中，丰富的音乐频谱信息，先并后串的方式，可以良好地表达声音信号中，每一个波段中包含的频谱及强度等信息，使每一段声音信息具体可感，使之可视化。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。

Claims (7)

1.一种多路同步实时动态音乐全彩氛围照明装置，其特征在于照明装置(100)包含通信单元(10)、输出扩充单元(20)及发光控制单元(30)，其中通信单元(10)包含无线射频单元(40)、可编程微处理单元(50)、傅里叶级数变换单元(60)及内存单元(70)，整合在同一芯片内部；通信单元(10)依据所收信号先控制内部傅里叶级数变换单元(60)及内存单元(70)，再控制外部输出扩充单元(20)及发光控制单元(30)，使照明装置(100)能与音乐同步实时动态变化；本照明装置(100)有音乐频谱灯功效，建立在通信单元(10)的输出口自由映射、DMA数据发送功能，采用先并联后串联的电路结构。

2.根据权利要求1所述的一种多路同步实时动态音乐全彩氛围照明装置，其特征在于所述输出扩充单元(20)，采用先并联后串联的电路结构，可成矩阵型扩充，纵向可以8-128个，横向可以8-32个。

3.根据权利要求1所述的一种多路同步实时动态音乐全彩氛围照明装置，其特征在于所述傅里叶级数变换单元(60)，通信单元(10)可依据无线射频单元(40)所接收频率信号变化颜色。

4.根据权利要求1所述的一种多路同步实时动态音乐全彩氛围照明装置，其特征在于所述发光控制单元(30)，具串行传输功能，可密集并列排列布板并简化电路，每组发光控制单元(30)有八个红色控制位、八个蓝色控制位及八个绿色控制位、可显示全彩显示。

5.根据权利要求1所述的一种多路同步实时动态音乐全彩氛围照明装置，其特征在于所述发光控制单元(30)，具串行传输功能，以占空比高为位壹，以占空比低为位零，连续低位大于280微秒为重置讯号。

6.根据权利要求1所述的一种多路同步实时动态音乐全彩氛围照明装置，其特征在于所述通信单元(10)，有多组开关，可以对应一个或一个以上的使用环境。

7.根据权利要求1所述的一种多路同步实时动态音乐全彩氛围照明装置，其特征在于所述通信单元(10)，可自动或手动透过无线方式与后台更新通信单元(10)内部可编程微处理单元(50)及内存单元(70)。