互動式led光柱系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于燈具設備技術領域，尤其是涉及一種互動式LED光柱系統。
【背景技術】
[0002] 為了節約電能，越來越多的大型娛樂休閑場所中用節能的LED燈柱替代了老式的 白熾燈，然而現有技術中的LED燈柱由于只注重照明功能，光亮長度固定，缺少與人的互 動，顯的比較呆板，缺乏趣味性。
[0003] 為了解決現有技術存在的問題，人們進行了長期的探索，提出了各式各樣的解決 方案。例如，中國專利文獻公開了一種LED音樂水族燈[【申請號】201510028331. 0]，包括開 關電源、LED音頻控制器、LED和遙控器。開關電源輸出DC24V供電，LED音頻控制器通過接 收遙控器的RF射頻信號控制LED工作模式和光照強度。LED為紅綠藍三基色集成LED，呈 六行等間距均勻排列；遙控器面板上設置有開關、模式、速度、亮度四種功能按鍵，采用無線 射頻信號，有效控制距離20m。
[0004] 上述的方案在一定程度上改進了現有技術的部分問題，但是，該方案還至少存在 以下缺陷：與觀看燈柱的人群之間缺乏互動性、娛樂性差等問題。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型的目的是針對上述問題，提供一種設計合理，結構簡單，光柱高度可控 的互動式LED光柱系統。
[0006] 為達到上述目的，本實用新型采用了下列技術方案：本實用新型的互動式LED光 柱系統，包括電源模塊和與其連接的LED燈組，其特征在于：LED燈組包括按一字型排列的 若干個LED燈，電源模塊分別連接有非接觸式測距模塊、矩陣式LED驅動模塊和單片機，單 片機分別與非接觸式測距模塊和矩陣式LED驅動模塊呈連接設置。非接觸式測距模塊用于 測量人的手掌至其之間的距離，并將距離信號傳給單片機進行相應地數據處理，然后指示 矩陣式LED驅動模塊控制LED燈組中燈亮的數量，即光柱的高度，從而提高了互動性，這里 的矩陣式LED驅動模塊中的電路由于采用了矩陣式排列設計節省了單片機的I/O 口線資 源。
[0007] 優選地，非接觸式測距模塊為超聲波傳感器模塊。
[0008] 優選地，超聲波傳感器模塊為XKC-007Y-PWM-X芯片，單片機分別連接 XKC-007Y-PWM-X芯片的Trig引腳和Echo引腳。采用芯片化設計，集成度高，且所述芯片為 通用芯片，容易獲得，成本低廉。
[0009] 優選地，矩陣式LED驅動模塊包括與LED燈組中的所有LED燈--連接的矩陣式 連接電路，矩陣式連接電路每行和每列的一端分別與單片機連接。矩陣式連接電路節省了 單片機的I/O 口線資源。
[0010] 優選地，LED燈組中含有32只LED燈，矩陣式連接電路設置為行數為4行、列數為 8列的連接電路。
[0011] 優選地，單片機包括 STC15W1K16S_PDIP40 芯片，STC15W1K16S_PDIP40 芯片的第 21、22引腳與非接觸式測距模塊連接，第9至12、32至39引腳與矩陣式LED驅動模塊相連。
[0012] 與現有技術相比，本互動式LED光柱系統的優點在于：設計合理、結構簡單，光柱 高度可控，互動性好，趣味性高。
【附圖說明】
[0013] 為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例 或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提 下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0014] 圖1提供了本實用新型實施例的結構框圖。
[0015] 圖2提供了本實用新型實施例的超聲波傳感器模塊的接口電路圖。
[0016] 圖3提供了本實用新型實施例的矩陣式LED驅動模塊的電路圖。
[0017] 圖4提供了本實用新型實施例的單片機的接口電路圖。
[0018] 圖中，電源模塊1、LED燈組2、LED燈21、非接觸式測距模塊3、超聲波傳感器模 塊31、XKC-007Y-PWM-X芯片311、矩陣式LED驅動模塊4、矩陣式連接電路41、單片機5、 STC15W1K16S_PDIP40 芯片 51。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖并通過實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，以下實施例是對 本實用新型的解釋而本實用新型并不局限于以下實施例。
[0020] 如圖1至4所示，本互動式LED光柱系統，包括電源模塊1和與其連接的LED燈組 2,其特征在于：LED燈組2包括按一字型排列的若干個LED燈21，電源模塊1分別連接有非 接觸式測距模塊3、矩陣式LED驅動模塊4和單片機5,單片機5分別與非接觸式測距模塊 3和矩陣式LED驅動模塊4呈連接設置，非接觸式測距模塊3用于測量人的手掌至其之間 的距離，并將距離信號傳給單片機5進行相應地數據處理，然后指示矩陣式LED驅動模塊 4控制LED燈組2中燈亮的數量，即光柱的高度，從而提高了互動性，這里的矩陣式LED驅 動模塊4中的電路由于采用了矩陣式排列設計節省了單片機5的I/O 口線資源。
[0021] 具體地，這里的非接觸式測距模塊3為超聲波傳感器模塊31 ;這里的超聲波傳感 器模塊31為XKC-007Y-PWM-X芯片311，單片機5分別連接XKC-007Y-PWM-X芯片311的 Trig引腳和Echo引腳，XKC-007Y-PWM-X芯片311為防水型超聲波傳感器，集超聲波發射頭 和接收頭于一體。其測距原理為，發射頭發出超聲波信號時，單片機4定時器開始計時，即 從〇開始計時，待接收頭收到反射信號時，停止計時，時間記為T。這樣根據超聲波在空氣 中的傳播速度，通過計算上述時間差T，即可得出用戶手掌與超聲波傳感器模塊31之間的 實時距離L，距離的計算公式為：￡ = &式中，T單位是us，L單位是cm，由于采用芯片化設 .5.8 計，集成度高，且所述芯片為通用芯片，容易獲得，成本低廉；這里的矩陣式LED驅動模塊4 包括與LED燈組2中的所有LED燈21 -一連接的矩陣式連接電路41，矩陣式連接電路41 每行和每列的一端分別與單片機5連接，矩陣式連接電路41節省了單片機5的I/O 口線資 源。
[0022] 進一步地，這里的LED燈組2中含有32只LED燈21，矩陣式連接電路41設置為 行數為4行、列數為8列的連接電路，如圖3中D1~D32表示32只LED燈21，例如，系統 運行時，如果只要點亮D1而D2~D32均熄滅，應令R0W4~R0W1 = 1110, C0L8~C0L1 = 0000 0001，若要點亮 D1 ~D10,應首先令 R0W4 ~R0W1 = 1110，C0L8 ~C0L1 = 1111 1111， 這樣點亮D1~D8,然后令R0W4~R0W1 = 1101，C0L8~C0L1 = 0000 0011。利用人眼的 視覺暫留效應，按照一定的掃描時間，用戶看到的即是D1~D10點亮；這里的單片機5包括 STC15W1K16S_PDIP40 芯片 51，STC15W1K16S_PDIP40 芯片 51 的第 21、22 引腳與非接觸式測 距模塊3連接，單片機5令第22引腳即TRIG引腳發出觸發信號，即脈沖寬度大于lOus的 高電平，超聲波傳感器模塊31收到此信號等待200us后，單片機5中的第21引腳即Echo 引腳上出現上升沿，此時單片機5定時器開始計時，當檢測到Echo引腳變為低電平時，定時 器停止計時，得到計時值T，若傳感器上方無反射，則Echo引腳出現的高電平脈寬為35ms， 此時單片機5控制LED燈組2以最高光柱高度工作，第9至12、32至39引腳與矩陣式LED 驅動模塊4相連。
[0023] 本實用新型的的工作原理：用戶在非接觸式測距模塊3的上方上下移動手掌，單 片機5實時檢測用戶手掌與非接觸式測距模塊3之間的距離，根據所測得的距離實時調節 輸出信號給矩陣式LED驅動模塊4,通過其來調節由LED燈組2組成的光柱高度，使LED燈 組2組成的光柱高度隨用戶與非接觸式測距模塊3之間的距離而變。
[0024] 本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所 屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似 的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
[0025] 盡管本文較多地使用了電源模塊1、LED燈組2、LED燈21、非接觸式測距模塊3、 超聲波傳感器模塊31、XKC-007Y-PWM-X芯片311、矩陣式LED驅動模塊4、矩陣式連接電路 41、單片機5、STC15W1K16S_PDIP40芯片51等術語，但并不排除使用其它術語的可能性。使 用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質；把它們解釋成任何一種附 加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
【主權項】
1. 一種互動式LED光柱系統，包括電源模塊（1)和與其連接的LED燈組（2)，其特征在 于：所述的LED燈組（2)包括按一字型排列的若干個LED燈（21)，所述的電源模塊（1)分 別連接有非接觸式測距模塊（3)、矩陣式LED驅動模塊（4)和單片機（5)，所述的單片機（5) 分別與非接觸式測距模塊（3)和矩陣式LED驅動模塊（4)呈連接設置。2. 根據權利要求1所述的互動式LED光柱系統，其特征在于，所述的非接觸式測距模塊 (3)為超聲波傳感器模塊（31)。3. 根據權利要求2所述的互動式LED光柱系統，其特征在于，所述的超聲波傳感器模塊 (31)為XKC-007Y-PWM-X芯片（311)，所述單片機（5)分別連接XKC-007Y-PWM-X芯片（311) 的Trig引腳和Echo引腳。4. 根據權利要求1至3任一所述的互動式LED光柱系統，其特征在于，所述的矩陣式 LED驅動模塊（4)包括與所述的LED燈組（2)中的所有LED燈（21) -一連接的矩陣式連接 電路（41)，所述的矩陣式連接電路（41)每行和每列的一端分別與單片機（5)連接。5. 根據權利要求4所述的互動式LED光柱系統，其特征在于，所述的LED燈組（2)中含 有32只LED燈（21)，所述的矩陣式連接電路（41)設置為行數為4行、列數為8列的連接電 路。6. 根據權利要求1所述的互動式LED光柱系統，其特征在于，所述的單片機（5)包括 STC15W1K16S_PDIP40 芯片（51)，所述的STC15W1K16S_PDIP40 芯片（51)的第 21、22 引腳與 非接觸式測距模塊（3)連接，第9至12、32至39引腳與矩陣式LED驅動模塊（4)相連。
【專利摘要】本實用新型提供了一種互動式LED光柱系統，屬于燈具設備領域。它解決了現有技術設計不夠合理等問題。本互動式LED光柱系統包括電源模塊和與其連接的LED燈組，其特征在于：LED燈組包括按一字型排列的若干個LED燈，電源模塊分別連接有非接觸式測距模塊、矩陣式LED驅動模塊和單片機，單片機分別與非接觸式測距模塊和矩陣式LED驅動模塊呈連接設置。本互動式LED光柱系統的優點在于：設計合理、結構簡單，光柱高度可控，互動性好，趣味性高。
【IPC分類】H05B37/02
【公開號】CN204948420
【申請號】CN201520571990
【發明人】張震宇
【申請人】浙江科技學院
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年8月2日