一种具有交换机功能的DMX512灯具控制装置

1.一种具有交换机功能的DMX512灯具控制装置,包括控制单元、整形电路、发送单元和保护单元，所述控制单元发送出的控制信号经整形电路整形后传输到发送单元，由发送单元将信号转换为差分信号并通过保护单元传输给DMX512灯具，其特征为还包括交换芯片、PHY芯片、两个变压器，所述控制单元的控制信号传输到PHY芯片输出，经变压器后传输到交换芯片，信号再经过另一个变压器由RJ45连接器传输给外部装置。
2.根据权利要求1所述的一种具有交换机功能的DMX512灯具控制装置，其特征在于所述保护单元为一种三级保护电路，从输入端每条差分线路上连接一个到地的TVS管，在TVS管之后每条线路上串接一个限流电阻，在两个限流电阻前端的两条线路之间连接一个匹配电阻，在两个限流电阻后端的两条线路之间连接一个到地的空气放电管。
3.根据权利要求2所述的一种具有交换机功能的DMX512灯具控制装置，其特征为所述的限流电阻应当是阻值为10Ω，功率为2W的电阻。

一种具有交换机功能的DMX512灯具控制装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及LED灯光控制领域，特别是涉及一种基于DMX512协议的具有交换功能的灯光控制装置。\n背景技术\n[0002] LED是一种能够将电能转化为光能的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。据分析，LED的特点非常明显，寿命长、光效高、低辐射与低功耗。目前LED景观亮化被越来越多的城市所重视、被广大的民众所接受，并且用户的要求也越来越高。现在的亮化不仅仅是勾画轮廓，人们更希望在亮化的时候还能够进行一些简单的图文介绍。\n[0003] 灯具控制器一般分为脱机播放和联机播放两种模式。在脱机播放模式下，主控制器需要通过局域网向多台分控制器发送播放数据；在联机播放模式下，上位机（即装有上位机软件的PC机）需要通过局域网向灯具控制器发送播放数据。使用传统的灯具控制器时一般将多台控制器以及上位机通过一台或多台交换机进行通讯，利用外接的交换机进行数据发送。实际应用中，当多个控制器被用于控制同一个灯光画面的不同部分时，一般要求放置在不同地点的多个控制器控制画面的不同部分，最终组成同一个大型画面，这种情况下如果要将所有的控制器分别连接到同一个交换机上，要消耗大量的网络电缆，布线的难度和成本都非常高，从而难以实施。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的是针对传统灯具控制器存在的问题，提出一种具有交换机功能的DMX512灯具控制装置。在通过上位机控制多台控制器，进行联机播放时，只需将上位机和每台设备的交换机模块任意网络接口用网络电缆串联在一起；在一台主控制器和多台分控制器联机，进行脱机播放时，只需要把每台控制器的交换机模块串联起来，即可实现上位机与下位机、下位机主控制器和分控制器之间的通讯。这样所需要的网络电缆数量大大减少，降低了成本的同时，还能大大简化控制器组成的网络，降低了布线难度。\n[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有交换机功能的DMX512灯具控制装置,包括控制单元、整形电路、发送单元和保护单元，所述控制单元发送出的控制信号经整形电路整形后传输到发送单元，由发送单元将信号转换为差分信号并通过保护单元传输给DMX512灯具，还包括交换芯片、PHY芯片、变压器，所述控制单元的控制信号传输到PHY芯片输出，经变压器后传输到交换芯片，信号再进过变压器由RJ45连接器传输给外部装置，。\n[0006] 在上述技术方案中，所述保护单元为一种三级保护电路，从输入端每条差分线路上连接一个到地的TVS管，在TVS管之后每条线路上串接一个限流电阻，在两个限流电阻前端的两条线路之间连接一个匹配电阻，在两个限流电阻后端的两条线路之间连接一个到地的空气放电管。\n[0007] 在上述技术方案中，所述的限流电阻应当是阻值为10Ω，功率为2W的电阻。\n[0008] 以现有技术相比，本发明具有以下有益效果：当通过上位机控制多台控制器，进行联机播放时，只需将上位机和每台设备的交换机模块任意网络接口用网络电缆串联在一起；或当一台主控制器和多台分控制器联机，进行脱机播放时，只需要把每台控制器的RJ45连接器串联起来，即可实现上位机与下位机、下位机主控制器和分控制器之间的通讯。\n这样所需要的网络电缆数量大大减少，降低了成本的同时，还能大大简化控制器组成的网络，降低了布线难度。\n附图说明\n[0009] 本发明将通过实施例并参照附图的方式说明，其中：\n[0010] 图1是本发明的电路结构框图；\n[0011] 图2是图1中保护单元的具体电路图；\n具体实施方式\n[0012] 如图1所示，控制单元为整个装置的核心部分，该控制单元是一种集CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口以一体的数字芯片。通过计算机编程将灯具控制程序烧入控制单元内的存储器，控制单元通过接受外部的时钟信号和复位信号，控制单元的处理器读取存储器中的程序并完成相应的数据处理，通过控制单元的I/O接口以并行传输的方式对外输出多路控制信号。所述的控制信号为LVTTL，每一路LVTTL信号通过整形电路滤波整形后传输到发送单元，发送单元将每一路LVTTL信号转换为一路差分信号对外传输，在差分信号的传输线路上设置一个保护单元，用于保护信号的完整性和装置内器件的安全性。\n通过保护单元的差分信号就直接传输给外部的灯具。控制单元发出的每路控制信号最多可以包含出513组数据，即1组起始码和512组控制数据，而本发明所述的灯具是基于DMX512协议的一种灯具，全彩的LED灯具有红、绿、蓝三种发光颜色，激光发射需要占用3个发送通道，因此每路控制信号最多可以控制170个LED灯具。\n[0013] 为消除控制单元发送出的信号上的纹波和毛刺，在信号传输线路上增加一整形电路，对从控制单元发送出的每路LVTTL信号进行滤波整形，以提供一种良好的传输信号。通过整形电路滤波整形的LVTTL信号和直接从控制单元发送出相应的一路状态驱动信号同时传输给发送单元。\n[0014] 发送单元内部含有接收器和发送器，发送器的同相输出端作为所述接收器的其中一个控制信号输入端。在接受到LVTLL信号和状态驱动信号时，通过内部比较器将LVTTL信号和状态驱动信号转换为一路差分信号输出，差分输出端分别连接在保护单元的两个输入端上。\n[0015] 如图2所示，所述保护单元为一种三级保护电路，从输入端每条差分线路上连接一个到地的TVS管，在TVS管之后每条线路上串接一个限流电阻，在两个限流电阻前端的两条线路之间连接一个匹配电阻，在两个限流电阻后端的两条线路之间连接一个到地的空气放电管；优先的，所述限流电阻应当是阻值为10Ω，功率为2W的电阻。\n[0016] 其中气体放电管起泄放雷电暂态过电流和限制过电压作用，TVS管两端经受瞬间的高能量冲击时，它能以极高的速度使其阻抗骤然降低，同时吸收一个大电流，将其两端间的电压箝位在一个预定的数值上，从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏。\n[0017] 本发明的核心思想在于，所述交换机芯片可以提供多个通道接口，控制单元可选择其中一路MII接口接入所述交换机芯片，其他通道即可供外部设备如上位机，其他控制器等接入，这样就实现了所述控制单元和外部设备之间的通信。\n[0018] 如图1所示，该装置在工作时可以采用两种方式：\n[0019] 方式一：\n[0020] 在联机播放模式下，上位PC机可通过网线直接连接到第一台控制装置，第一台控制装置通过RJ45连接器用网线连接第二台控制装置，同样的第二台再连接到第三台控制装置，依次类推连接多台控制装置；上位PC机发送数据至第一台控制装置的控制单元，控制单元通过交换芯片随即发送出数据到第二台控制器的控制单元，依次类推，即可保证对播放发面的同时控制。\n[0021] 方式二：\n[0022] 在脱机播放模式下，设置一台控制装置为主端，其他的的控制装置为从端，主控制装置通过RJ45连接器用网线和从控制装置连接，主端控制装置的控制单元在向灯具发送控制信号的同时会发出一路包含播放内容的差分信号经交换芯片传输给其他从端控制装置，即可保证对播放发面的同时控制。\n[0023] 整个装置通过电源模块供电，控制单元、整形电流、发送单元所需的电源分别由电源模块通过调压、滤波后供给，以保证提供干净的电源。\n[0024] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。，均应包含在本发明的保护范围之内。