LED燈飾控制系統(tǒng)最新技術(shù)

背景：

 

       近幾年來，作為半導(dǎo)體照明領(lǐng)域的一部分，城市景觀照明及室內(nèi)外裝飾照明的霓虹燈和部分傳統(tǒng)光源必將逐步被具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、可靠性高及可實(shí)現(xiàn)全彩變化的LED光源所取代。目前，在裝飾照明領(lǐng)域中用LED制作的各類燈具正被逐步推廣。

 

       由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及和成熟, LED裝飾照明控制系統(tǒng)中應(yīng)用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)己成了一種明顯的趨勢。用TCP/IP協(xié)議可使整個系統(tǒng)的寬帶、距離、可靠和雙向等功能的實(shí)現(xiàn)，這意味著在一個網(wǎng)絡(luò)里可同時連接的設(shè)備更多，且連接的距離更長，傳輸控制協(xié)議使LED裝飾照明系統(tǒng)的控制質(zhì)量和可靠性更高，雙向通訊使設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制更有效，因而構(gòu)筑大規(guī)模可靠的LED裝飾照明系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)成本更低，這是以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支持的必然結(jié)果。

 

       設(shè)計(jì)一種控制系統(tǒng)如能采用現(xiàn)有成熟的技術(shù)方案和產(chǎn)品是相當(dāng)明智的方法，LED-NET系統(tǒng)是以DMX512協(xié)議和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)TCP/IP協(xié)議為基礎(chǔ)開發(fā)出來的LED燈飾照明控制系統(tǒng)，使其更加適合LED燈飾行業(yè)的應(yīng)用。這樣意味著擁有大量現(xiàn)成而眾多的DMX512設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品和軟件資源例如集線器、電纜、光纖和無線連接產(chǎn)品以及遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測技術(shù)，此外，現(xiàn)有大樓和各種場所已遍布以太網(wǎng)，更可方便裝飾照明系統(tǒng)工程的臨時使用。

 

什么是TCP/IP：

       TCP/IP協(xié)議(Transfer Controln Protocol/Internet Protocol)叫做傳輸控制/網(wǎng)際協(xié)議，又叫網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，這個協(xié)議是Internet國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。

       TCP/IP是網(wǎng)絡(luò)中使用的基本的通信協(xié)議。雖然從名字上看TCP/IP包括兩個協(xié)議，傳輸控制協(xié)議(TCP)和網(wǎng)際協(xié)議(IP)，但TCP/IP實(shí)際上是一組協(xié)議，它包括上百個各種功能的協(xié)議，如：遠(yuǎn)程登錄、文件傳輸和電子郵件等，而TCP協(xié)議和IP協(xié)議是保證數(shù)據(jù)完整傳輸?shù)膬蓚€基本的重要協(xié)議。通常說TCP/IP是Internet協(xié)議族，而不單單是TCP和IP。

       TCP/IP是用于計(jì)算機(jī)通信的一組協(xié)議，我們通常稱它為TCP/IP協(xié)議族。它是70年代中期美國國防部為其ARPANET廣域網(wǎng)開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，以它為基礎(chǔ)組建的INTERNET是目前國際上規(guī)模最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，正因?yàn)镮NTERNET的廣泛使用，使得TCP/IP成了事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。

 

什么是DMX512：

 

       DMX512協(xié)議最先是由USITT（美國劇院技術(shù)協(xié)會）發(fā)展成為從控制臺用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接口控制調(diào)光器的方式。DMX512超越了模擬系統(tǒng)，但不能完全代替模擬系統(tǒng)。DMX512的簡單性、可靠性（假如能夠正確安裝和使用的話?。┮约办`活性使其迅速成為資金允許情況下選擇的協(xié)議，除了調(diào)光器外，一系列不斷增長的控制設(shè)備就是證據(jù)。DMX512仍然是科學(xué)上的一個新領(lǐng)域，具有在規(guī)則基礎(chǔ)上產(chǎn)生的各種奇妙技術(shù)。

 

EIA485(RS485)

 

DMX512是圍繞工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)EIA485 接口設(shè)計(jì)的。EIA485 屬于接口、電壓、電流等的“電”

端。

       系統(tǒng)是基于沿著屏蔽導(dǎo)體雙絞線的向下對稱發(fā)送而建立的。這種纏繞結(jié)構(gòu)確保所產(chǎn)生的干擾會同樣地作用于兩個信號，因此保證了一致的數(shù)字定相。所用的導(dǎo)線應(yīng)該是由一條或兩條雙絞線、箔片和編織篩所構(gòu)成的合適的數(shù)據(jù)導(dǎo)線。對稱音頻導(dǎo)線則不能完成這個工作。

通常地，就如任何網(wǎng)段一樣，導(dǎo)線兩頭應(yīng)該有兩個終端。燈光控制臺通常在一頭作為終端，

而另一頭應(yīng)該只有一個120Ω 的電阻。

 

EIA485規(guī)范只支持“雛菊鏈”或每段上最多以32 個“單元負(fù)載”所構(gòu)成的串行網(wǎng)絡(luò)。

制造商聲稱每段可以長達(dá)1000m。但是，要特別指出的是，中繼器的作用應(yīng)該考慮到700m

或800m 左右，這樣可以防止環(huán)境的異常。

 

XLR 連接器的針口分配如下：

針 線 信號

1 屏蔽 地/0 伏

2 內(nèi)部導(dǎo)體（黒） 數(shù)據(jù)–

3 內(nèi)部導(dǎo)體（白） 數(shù)據(jù)＋

4 內(nèi)部導(dǎo)體（綠） 備用數(shù)據(jù)－

5 內(nèi)部導(dǎo)體（紅） 備用數(shù)據(jù)＋

 

DMX512控制線采用5 針XLR（有時候是3針）連接設(shè)備(如表1)；母接口適用于發(fā)送器，

       而公接口適用于接收器。規(guī)范中建議用一條兩對導(dǎo)線（4 個連接口）來實(shí)現(xiàn)屏蔽，雖然只是需要其中一對。第二對導(dǎo)線用于未指定的可選場合中。必須注意的是一些調(diào)光器使用這些線來指示故障和狀態(tài)信息。如果調(diào)光器用第二個信道，則需要專門配置的分路器和中繼器。

 

目前市場上關(guān)于LED燈飾控制系統(tǒng)有如下幾種：

 

1：串行SPI控制方式，以級聯(lián)的方式進(jìn)行控制。由于這種控制方式的芯片是專為LED顯示屏設(shè)計(jì)的，而為顯示屏設(shè)計(jì)的ＬＥＤ驅(qū)動芯片是多路的，如８路，１６路，所以這種控制方式應(yīng)用較多的是在LED輪廓燈上。如果當(dāng)中有一個ＬＥＤ驅(qū)動芯片出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致整條總線通信中斷，因?yàn)槭羌壜?lián)方式。由于出線過多等各方面原因并不適合在LED點(diǎn)光源上應(yīng)用。

 

2：以RS485聯(lián)網(wǎng)控制方式，每個LED燈具內(nèi)置一片單片機(jī)進(jìn)行控制并連接到RS485總線上，通過一臺控制器對RS485總線上的每個單片機(jī)進(jìn)行控制。由于這種控制方式需要對每個燈具設(shè)定地址，在工程應(yīng)用中很不方便。而目前各個控制器廠商雖然都是用RS485協(xié)議，但應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)還未統(tǒng)一，所以造成各個廠商的產(chǎn)品無法兼容。

 

3：DMX512控制系統(tǒng)，目前DMX512也是應(yīng)用最廣泛的LED控制系統(tǒng)，實(shí)際上是LED市場單獨(dú)的標(biāo)準(zhǔn)。由于DMX512也要設(shè)定地址，而DMX512最多只能控制512個通道也就是170個全彩LED燈具，所以只能應(yīng)用在小規(guī)模LED控制系統(tǒng)中。

 

以上控制方式只能做到系統(tǒng)的局部控制，無法對整個系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)完全智能化控制，比如要控制系統(tǒng)供電電源的開和關(guān)和非LED燈飾的控制，而目前在娛樂行業(yè)剛剛興起的基于以太網(wǎng)的燈光控制協(xié)議ACN-NET，ART-NET由于是基于娛樂業(yè)和舞臺燈光方面而設(shè)計(jì)的并不十分適合LED燈飾行業(yè)的應(yīng)用，所以本公司基于以上原因設(shè)計(jì)出一個套針對LED裝飾照明的控制系統(tǒng)：“LED-NET系統(tǒng)”。

 

LED-NET系統(tǒng)的特點(diǎn)：

LED-NET系統(tǒng)由PC 應(yīng)用軟件、 炫彩燈光控制器、DMX解碼器、DMX地址寫入器等組成。

 

       LED-NET系統(tǒng)可分為Ethernet和DMX512區(qū)兩部分，可以兩部分分離開，也可以結(jié)合在一起，比如是當(dāng)一個系統(tǒng)較小時（由一個或兩個DMX512區(qū)組成），可以用傳統(tǒng)的DMX512控制臺來控制，這樣加大了系統(tǒng)使用的靈活性。當(dāng)一個較大時，就可以利用Ethernet

組成聯(lián)網(wǎng)控制。因?yàn)閿?shù)據(jù)流的傳輸鏈路是用Ethernet，所以可以和其它非LED燈飾控制系統(tǒng)共享Ethernet。

 

       由于DMX512協(xié)議要對每個接收設(shè)備設(shè)定地址，通常是每個接收設(shè)備有一個二進(jìn)制或十進(jìn)制拔碼開關(guān)設(shè)定地址，而在LED 燈光控制應(yīng)用中有些燈具是要防水的，比如水下燈，地埋燈等是無法通過拔碼開關(guān)設(shè)定地址，這樣造成在工程安裝和維護(hù)過程中的困難性。我公司針對這個問題提供一套完整的解決方案，已成功開發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的DMX地址寫入器和帶地址寫入功能的DMX解碼器，擁有這個功能就可以在整個系統(tǒng)硬件安裝連接完成之后，通過DMX地址寫入器自動設(shè)定系統(tǒng)中的DMX解碼器的地址。本系統(tǒng)完全兼容DMX512系統(tǒng)。

 

聯(lián)網(wǎng)控制方式：

 

       通過局域網(wǎng)與PC連接實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制，實(shí)時顯示PC機(jī)上顯示的圖象，采用這種連接方式使系統(tǒng)組網(wǎng)更加靈活方便，這樣就可以控制無限多的LED燈飾。也可實(shí)現(xiàn)脫機(jī)控制，每個炫彩燈光控制器都有一個MMC/SD卡接口，通過PC端軟件把變化花樣程序燒寫在MMC/SD卡上，通過RS485總線實(shí)現(xiàn)N臺控制器的同步。

 

單機(jī)控制方式：

   使用一臺炫彩燈光控制器，用PC軟件制作好的變化花樣程序?qū)懙届挪薀艄饪刂破鞯腗MC/SD卡上?？煽刂茊紊?12/1024 或全彩 170/340個像素點(diǎn)。

 

SC-00xH/L產(chǎn)品簡介(DMX512解碼模塊)

模塊概述

 

       SC-00xH/L 符合DMX512/1990標(biāo)準(zhǔn)，讓用戶不需要深入研究DMX512協(xié)議，也能快速開發(fā)出DMX512相關(guān)產(chǎn)品，使其產(chǎn)品以最快時間推出市場。SC-00xH/L 可選擇1 ~9 路輸出通道，每通道可達(dá)255級灰度控制。模塊上有信號指示燈，指示系統(tǒng)工作狀態(tài)。

 

模塊特色

 

       符合DMX512/1990國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。255級灰度控制，最多可實(shí)現(xiàn)三組RGB全彩變化。每路最大輸出電流可達(dá)20mA。COMS電平輸出。DMX 地址靈活選擇,可選擇內(nèi)部固化好的地址或通過本公司自動定址器設(shè)置地址。信號指示燈指示系統(tǒng)工作狀態(tài)。模塊化，可內(nèi)置于不同燈具內(nèi)。

 

尺寸規(guī)格：42mm * 37mm * 12mm

 

模塊應(yīng)用

 

調(diào)光臺

舞臺燈光

LED燈飾，如：水下燈、埋地?zé)?、投光燈、幕墻燈?br/>
 

炫彩燈光控制器簡介

概述

 

       炫彩燈光控制器主要應(yīng)用于以LED為光源的建筑景觀和商業(yè)場所照明裝飾。兩組帶光電隔離的國際標(biāo)準(zhǔn)DMX512 / 1990信號輸出，保證系統(tǒng)的安全性?？煽刂?024個DMX512通道。內(nèi)建MMC/SD存取，支持聯(lián)機(jī)和脫機(jī)運(yùn)行，可輕松將文字、FLASH動畫、視頻、圖像等媒體信息方式表現(xiàn)于建筑等景觀照明中，產(chǎn)生炫麗多彩的變化效果

 

技術(shù)規(guī)格

 

       可控制1024個調(diào)光回路（340個全彩RGB燈具）,256級灰度變化。

       支持脫機(jī)運(yùn)行，SD/MMC存取

       支持以太網(wǎng)控制

       輸入電源：220VAC

       系統(tǒng)功率：小于5W

       工作溫度：-20~60 攝氏度

       調(diào)光數(shù)字信號輸出：DMX512/1990

       數(shù)字信號連接頭：RJ45×2

 

 

DMX地址寫入器簡介

概述

 

DMX地址寫入器為本公司LED-NET控制系統(tǒng)的配套產(chǎn)品,它是本公司針對根據(jù)眾多DMX-LED控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)際而特別設(shè)計(jì)的一款地址設(shè)定器。內(nèi)置5節(jié)1300mA大容量鎳氫（NI-MH）充電電池，更加方便工程作業(yè)。

 

使用該地址寫入器能對本公司出品的DMX解碼模塊構(gòu)成的led控制系統(tǒng)進(jìn)行地址設(shè)定。也可以對本公司出品的DMX解碼模塊單獨(dú)設(shè)定地址。

 

DMX地址寫入器解決了以往設(shè)定DMX設(shè)定地址主要采用撥碼開關(guān)的方法。針對傳統(tǒng)的方法，本公司的地址設(shè)定方法可以滿足對LED燈具有嚴(yán)格要求的場合，比如，對燈具防水有特殊要求的場合。

 

       該系統(tǒng)避免了每個燈都需要撥設(shè)地址碼的麻煩。而在實(shí)際的工程現(xiàn)場中，人工撥設(shè)大量地址碼，很容易發(fā)生漏撥，多撥，錯撥等錯誤。對工程調(diào)試帶來很大的麻煩。而用本公司的地址設(shè)定方案可以很好地解決上述問題。您只需要將DMX-LED燈具安裝好。然后通過DMX地址設(shè)定器進(jìn)行相應(yīng)的操作就可以在數(shù)秒內(nèi)完成對整個系統(tǒng)所有DMX -LED燈具地址的設(shè)定?？焖伲煽?，準(zhǔn)確，方便。

 

技術(shù)規(guī)格

 

       充電時間2小時

       電池工作時間8小時

       輸入電源：12VDC,1A

       系統(tǒng)功率：小于2 W

       工作溫度：-20~60 攝氏度

       控制信號輸出：DMX512/1990

       數(shù)字信號連接頭：RJ45×2