用于冰燈的多功能led顯示系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于冰燈的多功能LED顯示系統(tǒng)，包括LED顯示單元、MCU控制單元、風(fēng)向監(jiān)測單元、紅外監(jiān)測單元、聲響單元和電源單元，LED顯示單元由多個LED在x、y、z方向依次排列組成立方體；風(fēng)向監(jiān)測單元包括四個風(fēng)向監(jiān)測傳感器及其處理電路，四個風(fēng)向監(jiān)測傳感器分別固定在LED顯示單元除頂面與底面之外的其他四個面上；紅外監(jiān)測單元包括10個紅外傳感器及其處理電路，MCU控制單元包括兩個MCU控制器，第一MCU控制器分別與LED顯示單元、風(fēng)向監(jiān)測單元及第二MCU控制器連接；第二MCU控制器分別與紅外監(jiān)測單元、聲響單元連接；電源單元為本系統(tǒng)供電。本系統(tǒng)節(jié)約能源，具有較好的視覺效果，工作穩(wěn)定。
【專利說明】用于冰燈的多功能LED顯示系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于冰燈的多功能LED顯示系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]冰燈，是我國北方冬季民間流傳的一種藝術(shù)形式，近年來，其規(guī)模越來越大，形式也變的多種多樣，其中，構(gòu)思越是新奇的便越受到人們的喜愛，甚至在某些城市，已經(jīng)形成了大型室外露天冰燈藝術(shù)展。根據(jù)目前冰燈藝術(shù)的發(fā)展情況，以及人們對冰燈表現(xiàn)形式的期望，對冰燈藝術(shù)的創(chuàng)新是必要且及時的。LED燈節(jié)約能源，工作穩(wěn)定，對環(huán)境要求低，可由單片機(jī)控制，擴(kuò)展性好，因此，將電子技術(shù)與傳統(tǒng)藝術(shù)文化相結(jié)合具有非常重要的意義。
[0003]目前制作冰燈通常采用放熱少的日光燈，并且鎮(zhèn)流器數(shù)目繁多，不容易安放，且難以保證可靠性，燈光的變化形式也單一，對于此類應(yīng)用來講，一個結(jié)合了風(fēng)控功能與感應(yīng)電子琴功能的LED顯示系統(tǒng)是必不可少的。LED顯示系統(tǒng)可根據(jù)風(fēng)向顯示隨風(fēng)向變化的圖像，感應(yīng)電子琴在發(fā)出琴音的同時，LED顯示系統(tǒng)顯示琴音對應(yīng)的波形圖，雙單片機(jī)控制可使系統(tǒng)更精確、穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于上述存在的問題，本發(fā)明提供了一種功能全面，可控性好的用于冰燈的LED顯不系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)如下:
[0006]一種用于冰燈的多功能LED顯示系統(tǒng)，包括LED顯示單元、MCU控制單元、風(fēng)向監(jiān)測單元、紅外監(jiān)測單元、聲響單元和電源單元，LED顯示單元由多個LED在χ、y、z方向依次排列組成立方體；風(fēng)向監(jiān)測單元包括四個風(fēng)向監(jiān)測傳感器及其處理電路，四個風(fēng)向監(jiān)測傳感器分別固定在LED顯示單元除頂面與底面之外的其他四個面上；紅外監(jiān)測單元包括10個紅外傳感器及其處理電路，10個紅外傳感器按順序排列從而模擬電子琴琴鍵，聲響單元包括8個基本音階聲響、I個高八度和I個低八度的聲響；每個紅外傳感器對應(yīng)I個音響；MCU控制單元包括兩個MCU控制器，第一 MCU控制器分別與LED顯示單元、風(fēng)向監(jiān)測單元及第二MCU控制器連接；第二 MCU控制器分別與紅外監(jiān)測單元、聲響單元連接；電源單元為本系統(tǒng)供電；系統(tǒng)開機(jī)后LED顯示單元進(jìn)行畫面動畫顯示，這個時候系統(tǒng)會檢測風(fēng)向監(jiān)測單元與紅外監(jiān)測單元是否有觸發(fā)；若沒有觸發(fā)，多種動畫循環(huán)顯示；若風(fēng)向監(jiān)測單元觸發(fā)，系統(tǒng)先判斷風(fēng)向，進(jìn)而在LED顯示單元中顯示隨該風(fēng)向變化的動畫；若紅外檢測單元被觸發(fā)，系統(tǒng)先判斷是哪一個琴鍵被觸發(fā)，然后控制聲響單元發(fā)聲并在LED顯示單元顯示該音調(diào)對應(yīng)的波形圖；當(dāng)連續(xù)不同的琴鍵被觸發(fā)，便得到連續(xù)的聲音變化與動態(tài)的波形圖變化。
[0007]本發(fā)明還具有如下特征:
[0008]1、所述的第一MCU控制器采用STC12C5A60S2芯片，第二MCU控制器采用STC89C52
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[0009]2、所述的風(fēng)向監(jiān)測傳感器采用駐極體話筒；所述的風(fēng)向監(jiān)測傳感器采用駐極體話筒；當(dāng)有風(fēng)吹過時，風(fēng)向監(jiān)測傳感器輸出的電位發(fā)生變化；第一 MCU控制器通過判斷四個方向傳感器電位的變化得知風(fēng)向，進(jìn)而調(diào)用相應(yīng)的動畫程序，在LED顯示單元達(dá)到隨風(fēng)而動的動畫效果。
[0010]3、所述的紅外傳感器采用紅外對管。
[0011]本裝置的優(yōu)點(diǎn):
[0012]LED代替?zhèn)鹘y(tǒng)日光燈，節(jié)約能源，穩(wěn)定性好。本系統(tǒng)結(jié)合了風(fēng)控功能與感應(yīng)電子琴功能，將電子技術(shù)與藝術(shù)文化相結(jié)合，具有較好的視覺效果，工作穩(wěn)定，擴(kuò)展性強(qiáng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為總體結(jié)構(gòu)電路框圖。
[0014]圖2為風(fēng)向監(jiān)測單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為紅外檢測單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]其中1.LED顯示單元，2.第一 MCU控制器，3.風(fēng)向監(jiān)測單元，4.紅外監(jiān)測單元，
5.第二 MCU控制器，6.聲響單元，7.供電單元。
【具體實(shí)施方式】
[0017]根據(jù)說明書附圖舉例進(jìn)一步說明。
[0018]實(shí)施例1:
[0019]根據(jù)說明書附圖1-3所示，一種用于冰燈的多功能LED顯示系統(tǒng)，包括LED顯示單元1、第一 MCU控制器2、風(fēng)向監(jiān)測單元3、紅外監(jiān)測單元4、第二 MCU控制器5、聲響單元6和電源單元7，LED顯示單元由多個LED在x、y、z方向依次排列組成立方體形狀；風(fēng)向監(jiān)測單元包括四個風(fēng)向監(jiān)測傳感器及其處理電路，四個風(fēng)向監(jiān)測傳感器分別固定在LED顯示單元除頂面與底面之外的其他四個面上；紅外監(jiān)測單元包括10個紅外傳感器及其處理電路，10個紅外傳感器按順序排列從而模擬電子琴琴鍵，聲響單元包括8個基本音階聲響、I個高八度和I個低八度的聲響；每個紅外傳感器對應(yīng)I個音響；MCU控制單元包括兩個MCU控制器，第一 MCU控制器分別與LED顯示單元、風(fēng)向監(jiān)測單元及第二 MCU控制器連接；第二 MCU控制器分別與紅外監(jiān)測單元、聲響單元連接；電源單元為本系統(tǒng)供電。
[0020]所述的第一 MCU控制器采用STC12C5A60S2芯片，第二 MCU控制器采用STC89C52芯片，雙單片機(jī)系統(tǒng)，運(yùn)行速度快，存儲容量大。通過程序控制，系統(tǒng)先進(jìn)行初始化，初始化過程中，LED顯示單元顯示特定的圖案,初始化之后，LED顯示單元進(jìn)行畫面動畫顯示,這個時候會檢測風(fēng)向監(jiān)測單元與紅外監(jiān)測單元是否有觸發(fā)。若沒有觸發(fā)，多種動畫循環(huán)顯示；若風(fēng)向監(jiān)測單元觸發(fā)，系統(tǒng)先判斷風(fēng)向，進(jìn)而在LED顯示單元中顯示隨該風(fēng)向變化的動畫；若紅外檢測單元被觸發(fā)，系統(tǒng)先判斷是哪一個琴鍵被觸發(fā)，然后控制聲響單元發(fā)聲并在LED顯示單元顯示該音調(diào)對應(yīng)的波形圖。當(dāng)連續(xù)不同的琴鍵被觸發(fā)，便得到連續(xù)的聲音變化與動態(tài)的波形圖變化。
[0021]所述的風(fēng)向監(jiān)測單元采用駐極體話筒作為傳感器，當(dāng)有風(fēng)吹過時，風(fēng)向監(jiān)測傳感器輸出的電位發(fā)生變化。共有4個駐極體話筒分別安置在LED顯示單元的四個面上，第一MCU控制器通過判斷四個方向傳感器電位的變化得知風(fēng)向，進(jìn)而調(diào)用相應(yīng)的動畫程序，在LED顯示單元達(dá)到隨風(fēng)而動的動畫效果。[0022]所述的紅外檢測單元采用紅外對管作為傳感器，紅外對管可以不用接觸即可觸發(fā)按鍵效果。紅外對管包括紅外發(fā)射管與紅外接收管兩部分，紅外發(fā)射管將電能直接轉(zhuǎn)換成近紅外光并將其輻射出去；紅外接收管將紅外線光信號變成電信號。在發(fā)射管發(fā)射紅外線時，若有物體接近，發(fā)射的紅外線被反射，接收管接收到反射的紅外線，然后經(jīng)過一定的電路改變了輸出電壓。系統(tǒng)設(shè)置了 8個基本音階琴鍵與一個高8度、一個低8度調(diào)音琴鍵，每個琴鍵都由一個紅外對管及處理電路構(gòu)成，經(jīng)過引線與單片機(jī)控制電路相連，第二 MCU控制器通過監(jiān)測電位變化判斷哪一個琴鍵被觸發(fā)，進(jìn)而控制聲響單元發(fā)出相應(yīng)音調(diào)的聲音，同時，第二 MCU控制器將判斷結(jié)果傳送給第一 MCU控制器，第一 MCU控制器控制LED顯示單元顯示相應(yīng)的波形圖。
[0023]聲響元件采用紙盆式揚(yáng)聲器，成本較低，而且聲音柔和，能滿足系統(tǒng)的聲音要求。第二 MCU控制器通過程序控制頻率，使揚(yáng)聲器發(fā)出不同音調(diào)的聲音。
[0024]電源單元為5V直流電源，LED顯示單元由于LED燈數(shù)目較多，5V不足以驅(qū)動整個單元，因此需要功率放大電路，其他系統(tǒng)單元則不需要，直接5V供電即可。
[0025]實(shí)施例2:
[0026]使用方法:
[0027]1.接好電源，這時LED顯示系統(tǒng)顯示的預(yù)設(shè)的動畫；
[0028]2.當(dāng)有風(fēng)吹過，系統(tǒng)顯示隨風(fēng)向變化的動畫；
[0029]3.將手指擋在某個琴鍵的上方，無需按壓，系統(tǒng)會發(fā)出對應(yīng)的聲音并顯示波形圖，八個琴鍵為基礎(chǔ)音階，當(dāng)彈奏曲調(diào)時，若需要某個音階的高8度，則同時觸發(fā)高8度調(diào)音琴鍵與該琴鍵，即得到所需的音調(diào)，低8度音同理。
【權(quán)利要求】
1.一種用于冰燈的多功能LED顯示系統(tǒng)，包括LED顯示單元、MCU控制單元、風(fēng)向監(jiān)測單元、紅外監(jiān)測單元、聲響單元和電源單元，其特征在于:LED顯示單元由多個LED在x、y、z方向依次排列組成立方體；風(fēng)向監(jiān)測單元包括四個風(fēng)向監(jiān)測傳感器及其處理電路，四個風(fēng)向監(jiān)測傳感器分別固定在LED顯示單元除頂面與底面之外的其他四個面上；紅外監(jiān)測單元包括10個紅外傳感器及其處理電路，10個紅外傳感器按順序排列從而模擬電子琴琴鍵，聲響單元包括8個基本音階聲響、I個高八度和I個低八度的聲響；每個紅外傳感器對應(yīng)I個音響；MCU控制單元包括兩個MCU控制器，第一 MCU控制器分別與LED顯示單元、風(fēng)向監(jiān)測單元及第二 MCU控制器連接；第二 MCU控制器分別與紅外監(jiān)測單元、聲響單元連接；電源單元為本系統(tǒng)供電；系統(tǒng)開機(jī)后LED顯示單元進(jìn)行畫面動畫顯示，這個時候系統(tǒng)會檢測風(fēng)向監(jiān)測單元與紅外監(jiān)測單元是否有觸發(fā)；若沒有觸發(fā)，多種動畫循環(huán)顯示；若風(fēng)向監(jiān)測單元觸發(fā)，系統(tǒng)先判斷風(fēng)向，進(jìn)而在LED顯示單元中顯示隨該風(fēng)向變化的動畫；若紅外檢測單元被觸發(fā)，系統(tǒng)先判斷是哪一個琴鍵被觸發(fā)，然后控制聲響單元發(fā)聲并在LED顯示單元顯示該音調(diào)對應(yīng)的波形圖；當(dāng)連續(xù)不同的琴鍵被觸發(fā)，便得到連續(xù)的聲音變化與動態(tài)的波形圖變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于冰燈的多功能LED顯示系統(tǒng)，其特征在于:所述的第一 MCU控制器采用STC12C5A60S2芯片，第二 MCU控制器采用STC89C52芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于冰燈的多功能LED顯示系統(tǒng)，其特征在于:所述的風(fēng)向監(jiān)測傳感器采用駐極體話筒；當(dāng)有風(fēng)吹過時，風(fēng)向監(jiān)測傳感器輸出的電位發(fā)生變化；第一 MCU控制器通過判斷四個方向傳感器電位的變化得知風(fēng)向，進(jìn)而調(diào)用相應(yīng)的動畫程序,在LED顯示單元達(dá)到隨風(fēng)而動的動畫效果。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于冰燈的多功能LED顯示系統(tǒng)，其特征在于:所述的紅外傳感器采用紅外對管。`
【文檔編號】G09F9/33GK103606341SQ201310634558
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】曹一江, 蘭蘭, 馮聚萌, 曹伽牧, 戴金良, 李青, 曲毅 申請人:哈爾濱理工大學(xué)