光电数控舞台灯光换色器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种光电数控舞台灯光换色器，它是利用单片机储存数据信号来控制由光电传感器、译码器、计数器、比较器、驱动电路、微电机、传动装置等组成的卷轴式舞台灯光换色器，使它根据舞台灯光的需要更换不同颜色的灯光片，所述换色器具有结构简单、性能稳定、储存量大、速度快、定位准确和可靠等优点，可广泛用于演出场所的灯光控制。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种舞台灯光换色用的自动控制装置，尤其是一种采用光电传感技术，单片机技术和自控技术的光电数控舞台灯光换色器，它适用于舞台灯光的自动换色，以增强舞台艺术效果。该技术主题的国际专利分类为F21P5／02。目前现有的舞台灯光换色器（例如中国专利申请：88216159），以及舞台数控换色器（例如中国专利申请：88200554.5），他们是采用手控或数控的方法，改变灯口处色纸的颜色，使一灯能出多色。存在的问题是换色器的结构复杂，机械故障率高，由于加工、设计等原因，致使由微电机传送的力矩，经过机械传动后，到达输出轴时已衰减很多，传动功耗大。另外，换色器通常是用模拟手段间接体现色纸定位位置，而且控制技术落后，使色纸的定位准确性差。其次，现有的换色器存在速度慢，电机寿命短，机械零部件经常损坏等不足。对此，本技术的目的在于采用光电传感技术来传感和检测控制信号。采用单片机数控技术，利用单片机的储存量大、操作简单和可靠的特点，控制换色器电路，达到换色目的。还采用从色纸上直接取得定位信号来控制电路，因此使色纸定位的准确性大大提高，而且不受色纸长度限制，也就是说色纸的定位与其长度无关。本技术还采用先进的同步带传动装置，使电机直接带动同步轮工作，消除了传统的机械传动中的不可靠因-->素，减小了传动结构内部功耗，使其输出最大传动力矩，提高传动速度，延长电机使用寿命。其次，使同步性、自锁性大大提高，维修和调试也简单。本技术所说的光电数控舞台灯光换色器，它包括一个反相器（G1）、译码器（U5）、可逆计数器（U2）、数字比较器（U3）、复零器（U4－1、U4－2）、驱动器（G2、G3）、微型电动机（13）、电源（Q1、Q2），传动结构，卷轴（2、3）、色纸（4）、框架，以及光电计数传感器和加减信号发生器（U1），其中，两个光电计数传感器（6）与加减速信号发生器（U1）输入端相接，加减信号发生器输出端与可逆计数器（U2）两个输入端相连，可逆计数器四位输出端分别与数字比较器的四位输入端A相接，数字控制信号（S）经反相器与译码器相连，译码器四个数据输出端与数字比较器的四位输入端B相接，译码器还有一个输出端与LED发光二极管相接。另外，数字比较器有两个输出端分别与驱动器（G2、G3）相接，驱动器与继电器（J1、J2）相接，两个继电器的单刀双掷的触点分别与电源的正负极相接，而两个继电器的单刀分别与微电机两端相接。上述的本技术所述的换色器，其中由四2输入与非门（U4－1、U4－2）组成的复零器输入端与复零光电传感器7相连，其输出端与可逆计数器U2的复零端相接，复零器输出端还通过二极管（D1、D2）与驱动器（G3、G4）输入端相接。其中，译码器有一只五位-->平拨开关与其地址码端相接；传动结构由两个同步轮8与一同步带10构成，同步带是一种单面带齿的氯丁橡胶材料制成，一只微电机13通过橡皮传动带11与同步轮12相接；换色器结构由色纸4与两个卷轴组成，其中一个卷轴3里有反转弹簧；换色器还有两只带有弹簧的用于与灯体相接的插片槽；换色器框架结构由带绞链的盖组成的封闭体，其中盖与主体通过磁块21吸合锁定；换色器与控制台的连接是通过三芯卡侬插头座，由四芯电缆串接组成。图1表示本技术所述灯光换色器的结构示意图。图2和3分别表示图1所述灯光换色器的前视和侧视图。图4表示图1所述灯光换色器的电原理框图。图5表示图1所述灯光换色器的电原理示意图。在上述附图中，各图号标记分别表示：框架1，卷轴2，带弹簧卷轴3，色纸4，色纸标记5，光电计数传感器6，光电复零传感器7，同步齿轮8，皮带盘9，同步带10，橡皮传动带11，小皮带轮12，12V微电机13，电路板14，编码开关15，电源指示16，接收信号指示17，电源信号插座18，弹簧按键锁槽19，固定卡槽20，磁性锁块21。下面将结合附图对本技术所述的光电数控舞台灯光换色器的各主要部分其工作方式和原理，以及有益效果作进一步的说明。所述的换色器是采用单片机控制，其工作原理是，能-->根据控制数据，自动改变换色器色纸顺序，达到预设的目的。参见图1、5，每只换色器能单独预设编码地址，使其能方便编组控制，控制端利用单片机采取扫描式输送串行编码地址及数控数据（单片机部分省略），对每只换色器分别进行控制，换色器在编码地址相同的情况下，由译码器U5例如型号145027接收控制数据，同时在电路中具有锁存外加信号功能，即当外来信号在扫描过程中断开时，换色器仍保持原输出状态。换色器在接收信号后，有一只发光二极管LED（17）发亮，没有信号时它不亮。因此，这只发光二极管间歇发亮，这样可同时检测有无输入控制信号。参见图4、5电路在接收到控制数据后，与换色器本身的光电计数传感器（6）数据进行比较，经过比较器U3（例如型号CD4585）比较后，产生两种情况：第一种情况，当控制数据（四位二进制）大于换色器本机计数数据（四拉二进制）时，比较器U3输出端第十三脚产生“1”信号，推动晶体管继电器电路中的J1，使其吸合。晶体管继电器电路有两个。继电器（J1，J2）型号JZC－7F，其输出触点为单刀双掷式，微电机（12V）（13）两端分别接在两只继电器（J1，J2）的单刀上。当平时电路里没有电流时，继电器均不吸合，电机两端与地相通，形成短路自锁。当继电器（J1）导通时，微电机（13）正方向旋转，带动色纸卷轴（2），（3）运动。色纸光电计数传感器6同时进行计数，当数据-->与控制数据相等时，比较器U3的第13脚输出为“0”，继电器（J1）失电，微电机（13）停止转动并自锁，换色器色纸（4）停留在预置的位置上。另一种情况，当控制数据小于现存的换色器本机计数数据时，微电机（13）反转，直到两者平衡。比较器U3第12脚输出等于“0”，色纸（4）停留在新的位置上，这就是换色器工作的基本原理。为了让换色器更好的工作，所述的换色器采用交流16V电压供电，每只换色器都有自己的整流稳压部分（Q1，Q2），以保证其可靠地工作。在所述换色器的底部除了显示接收信号的LED发光二极管（17）外，还有一只发光二极管（16）显示电路电源的工作状态。参见图5，所述的换色器电路还装有自动复位电路。由于换色器电路没有记忆电源，当换色器失电后，计数器计数位置就难以保证原数据。因此，如果失电后换色器自动加上反向电压，使其复零，到了零位有一只光电管（7）检测信号，使与非门U4－1、U4－2，（例如CD4011）输出端第3脚产生“0”信号。换色器复位。在复位电路工作时，为了防止继电器（J1）工作，加上反相器（G1，例如型号9013），抑制换色器向正方向旋转而产生误动作。所述换色器计数原理是，利用色纸（4）在边缘粘贴不透光的不干胶（5），对光电计数传感器（6）检测产生信号而自动加减计数。不干胶（5）的长度决定色纸（4）定位的准确性，换色器色纸卷动时，虽然有停止信-->号使电机失电自锁，但是还会有一点惯性作用。调节不干胶（5）的长度，使其正好停止在预定的位置上。所述换色器系统的供电是由一根四芯电缆通过电源信号插座（18）接到所有换色器上。其中，两根是交流16V电源线，另两根是由控制台输送的控制信号线和地线，所有电源线与换色器都是并联构成，即每只换色器上均带有输入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1、一种光电数控舞台灯光换色器，它包括一个反相器(G1)、译码器(U5)、可逆计数器(U2)、数字比较器(U3)、复零器(U4-1、U4-2)、驱动器(G2，G3)、微型电动机(13)、电源(Q1、Q2)，传动结构，卷轴(2、3)、色纸(4)、框架，其特征在于它还包括光电计数传感器和加减信号发生器(U1)，其中两个光电计数传感器(6)与加减信号发生器输入端相接，加减信号发生器输出端与可逆计数器两个输入端相连，可逆计数器四位输出端分别与数字比较器的四位输入端A相接，数字控制信号(S)经反相器与译码器相连，译码器四个数据输出端与数字比较器的四位输入端B相接。

【技术特征摘要】
1、一种光电数控舞台灯光换色器，它包括一个反相器(G1)、译码器(U5)、可逆计数器(U2)、数字比较器(U3)、复零器(U4-1、U4-2)、驱动器(G2，G3)、微型电动机(13)、电源(Q1、Q2)，传动结构，卷轴(2、3)、色纸(4)、框架，其特征在于它还包括光电计数传感器和加减信号发生器(U1)，其中两个光电计数传感器(6)与加减信号发生器输入端相接，加减信号发生器输出端与可逆计数器两个输入端相连，可逆计数器四位输出端分别与数字比较器的四位输入端A相接，数字控制信号(S)经反相器与译码器相连，译码器四个数据输出端与数字比较器的四位输入端B相接。2、如权利要求1所述的舞台灯光换色器，其特征在于数字比较器（U3）有两个输出端分别与驱动器（G2、G3）相接，驱动器与继电器（J1，J2），两个继电器的单刀双掷的触点分别与电源的正负极相接，而两个继电器的单刀分别与微电机两端相接。3、如权利要求1、2所述的舞台灯光换色器，其特征在于由四2输入端与非门（U4－1、U4－2）组成的复零器，其输入端与复零光电传感器（7）相...

【专利技术属性】
技术研发人员：茅云祥，
申请(专利权)人：茅云祥，
类型：发明
国别省市：北京;11