LED音乐律动控制电路、级联控制电路及灯效控制装置的制作方法

led音乐律动控制电路、级联控制电路及灯效控制装置
技术领域
1.本实用新型涉及照明领域，尤其涉及一种led音乐律动控制电路、级联控制电路及灯效控制装置。


背景技术：

2.现阶段，在全球追求健康生活、面对严峻环保压力以及面临极大能源危机的情况下，半导体照明已被世界公认为一种健康节能环保的重要途径，正在以极高的速度拓展其应用范围，同时人们在生活中对于led灯的视觉体验和娱乐性的重视度越来越高。
3.然而，传统的应用于娱乐场所的led氛围灯主要以灯光的颜色来营造环境氛围，灯光的颜色一旦设置或调节好之后就处于自主变化的状态，不能与环境声音、音乐等形成互动体验，缺乏动感的视觉效果和娱乐性。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述背景技术中的问题，提供一种能够实现所接的led灯具具有与接收的环境声音或音乐信号协调一致的律动效果的led音乐律动控制电路、级联控制电路及灯效控制装置。
5.本技术的第一方面提供一种led音乐律动控制电路，包括：
6.音频信号采集模块，用于采集音频信号；
7.音频控制模块，与所述音频信号采集模块连接，用于接收所述音频信号，检测所述音频信号的实时频率值与实时幅值，并根据所述实时频率值与所述实时幅值生成led律动控制信号；
8.led灯珠模块，与所述音频控制模块连接，用于根据接收的所述led律动控制信号发光，并呈现出预设的律动效果。
9.于上述实施例提供的led音乐律动控制电路中，通过设置相互串联的音频信号采集模块、音频控制模块及led灯珠模块，音频控制模块检测所述音频信号的实时频率值与实时幅值，并根据所述实时频率值与所述实时幅值生成led律动控制信号；led灯珠模块根据接收的所述led律动控制信号发光，并呈现出预设的律动效果，以使led灯珠具有较强的视觉感和娱乐性，提高公众的视觉体验。
10.在其中一个实施例中，所述律动效果包括led灯珠的亮度、颜色、色温、切换速度、led灯珠点亮个数、闪烁频率及播放速度中至少一种。
11.在其中一个实施例中，所述led灯珠模块包括多个led灯珠单元，所述led灯珠单元包括若干个led灯珠及对应设置的驱动芯片；
12.每一个所述led灯珠单元中各所述led灯珠的阳极均与第一电源连接，每一个所述led灯珠单元中各所述led灯珠的阴极均与对应的所述驱动芯片的控制端连接；
13.各所述驱动芯片用于根据接收的所述led律动控制信号控制对应的led灯珠动作，使得所述led灯珠模块呈现出预设的律动效果。
14.在其中一个实施例中，还包括：
15.音频运放模块，所述音频信号采集模块经由所述音频运放模块与所述音频控制模块连接，用于接收所述led律动控制信号，并对所述led律动控制信号进行放大或衰减处理生成处理后的led律动控制信号，以控制所述led灯珠模块呈现出预设的律动效果。
16.在其中一个实施例中，所述音频运放模块包括：
17.电阻调节单元，所述电阻调节单元的第一端与所述音频控制模块连接，所述电阻调节单元的第二端接地；
18.音频运放调节单元，与所述电阻调节单元的第一端、所述电阻调节单元的第三端及所述音频控制模块均连接；
19.其中，通过改变所述电阻调节单元的输出电阻值，来改变所述音频运放调节单元对所述led律动控制信号放大或衰减的倍数。
20.在其中一个实施例中，所述音频运放模块还包括：
21.滤波单元，串联在所述音频信号采集模块与所述音频运放调节单元之间；
22.第一电容，串联在所述电阻调节单元与所述音频运放调节单元之间；
23.第二电容，串联在所述滤波单元与所述音频运放调节单元之间；
24.上拉电阻，所述上拉电阻的一端与第二电源连接，所述上拉电阻的另一端与所述音频运放调节单元连接；
25.下拉电阻，所述下拉电阻的一端接地，所述下拉电阻的另一端与所述第二电容、所述上拉电阻及所述音频运放调节单元均连接；
26.第三电容，所述第三电容的一端接地，所述第三电容的另一端与第二电源及所述音频运放调节单元均连接。
27.在其中一个实施例中，所述音频信号采集模块包括音频信号采集单元和音频输入接口，所述音频信号采集单元经由所述音频输入接口与所述滤波单元连接。
28.在其中一个实施例中，所述音频信号采集单元包括音频信号采集电路及自动增益控制电路，所述自动增益控制电路串联在所述音频输入接口与所述音频信号采集电路之间。
29.在其中一个实施例中，还包括：
30.充电管理模块，与所述音频信号采集模块连接，用于对下级电路供电。
31.本技术的第二方面提供一种级联led音乐律动控制电路，包括：
32.至少两个串联的如上述的led音乐律动控制电路，用于控制多个所述led灯珠模块共同呈现出预设的律动效果。
33.本技术的第三方面提供一种led灯效控制装置，包括：
34.壳体；以及
35.如上述led音乐律动控制电路，位于所述壳体内。
36.于上述实施例提供的led灯效控制装置中，通过设置壳体，将led音乐律动控制电路设置于壳体内部，可便携式或固定安装使用均可。
附图说明
37.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用
的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
38.图1为本技术第一实施例中提供的led音乐律动控制电路的电路原理示意图；
39.图2为本技术第二实施例中提供的led音乐律动控制电路的电路原理示意图；
40.图3为本技术第三实施例中提供的led音乐律动控制电路的电路原理示意图；
41.图4为本技术第四实施例中提供的led音乐律动控制电路的电路原理示意图；
42.图5为本技术第五实施例中提供的led音乐律动控制电路的电路原理示意图；
43.图6为本技术第六实施例中提供的led音乐律动控制电路的电路原理示意图；
44.图7为本技术第七实施例中提供的led音乐律动控制电路的电路原理示意图；
45.图8为本技术第八实施例中提供的led音乐律动控制电路的电路原理示意图；
46.图9为本技术一实施例中提供的级联led音乐律动控制电路的电路原理示意图；
47.图10为本技术一实施例中提供的led灯效控制装置的结构示意图；
48.图11为本技术另一实施例中提供的led灯效控制装置的结构示意图；
49.图12为本技术一实施例中提供的级联led灯效控制装置的结构示意图。
50.附图标号说明：10
‑
音频信号采集模块，11
‑
音频信号采集单元，12
‑
音频输入接口，110
‑
音频信号采集电路，111
‑
自动增益控制电路；
51.20
‑
音频控制模块，30
‑
led灯珠模块，31
‑
led灯珠单元，311
‑
led灯珠，312
‑
驱动芯片；
52.40
‑
音频运放模块，41
‑
电阻调节单元，42
‑
音频运放调节单元，43
‑
滤波单元；50
‑
充电管理模块，51
‑
充电单元，52
‑
降压单元，壳体
‑
200，透明窗口
‑
300。
具体实施方式
53.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。
54.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
55.在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由
……
组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。
56.应当理解，尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件和另一个元件区分开。例如，在不脱离本技术的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。
57.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理
解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
58.为了说明本技术上述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
59.在本技术的一个实施例中提供的一种led音乐律动控制电路，如图1所示，led音乐律动控制电路包括音频信号采集模块10、音频控制模块20及led灯珠模块30。音频信号采集模块10用于采集音频信号；音频控制模块20与音频信号采集模块10连接，用于接收音频信号，检测音频信号的实时频率值与实时幅值，并根据实时频率值与实时幅值生成led律动控制信号；led灯珠模块30与音频控制模块20连接，用于根据接收的led律动控制信号发光，并呈现出预设的律动效果。
60.具体地，律动效果包括led灯珠的亮度、颜色、色温、切换速度、led灯珠点亮个数、闪烁频率及播放速度中至少一种。
61.在一个实施例中，如图2所示，led灯珠模块30包括多个led灯珠单元31，led灯珠单元31包括若干个led灯珠311及对应设置的驱动芯片312；每一个led灯珠单元31中各led灯珠311的阳极均与第一电源vcc1连接，每一个led灯珠单元31中各led灯珠311的阴极均与对应的驱动芯片312的控制端连接；各驱动芯片312用于根据接收的led律动控制信号控制对应的led灯珠动作，使得led灯珠模块呈现出预设的律动效果。
62.具体地，每一级的led灯珠均有对应设置的驱动芯片，即第一级led灯珠311与第一级的驱动芯片312的控制端相连。前一级的驱动芯片的第三端与下一级的驱动芯片的第一端连接。第一级的驱动芯片312根据接收的led律动控制信号控制第一级的led灯珠发光，并将led律动控制信号传输至下一级驱动芯片。其中，led灯珠内包括但不仅限于红、绿、蓝、正白、暖白、黄、紫、粉、橙中的任意一种或其组合。第n级的led灯珠单元同样包括对应级别的led灯珠和驱动芯片。
63.在一个实施例中，如图3所示，led音乐律动控制电路还包括音频运放模块40。音频信号采集模块10经由音频运放模块40与音频控制模块20连接，用于接收led律动控制信号，并对led律动控制信号进行放大或衰减处理生成处理后的led律动控制信号，以控制led灯珠模块呈现出预设的律动效果。
64.具体地，如图4所示，音频运放模块40包括电阻调节单元41和音频运放调节单元42。电阻调节单元41的第一端与音频控制模块20连接，电阻调节单元41的第二端接地；音频运放调节单元42与电阻调节单元41的第一端、电阻调节单元41的第三端及音频控制模块20均连接；其中，通过改变电阻调节单元41的输出电阻值，来改变音频运放调节单元42对led律动控制信号放大或衰减的倍数。
65.在一个实施例中，如图5所示，音频运放模块40还包括滤波单元43、第一电容c1、第二电容c2、上拉电阻r3、下拉电阻r4及第三电容c3。滤波单元43串联在音频信号采集模块10与音频运放调节单元41之间；第一电容c1串联在电阻调节单元41与音频运放调节单元42之间；第二电容c2串联在滤波单元43与音频运放调节单元41之间；上拉电阻r3的一端与第二电源vcc2连接，上拉电阻r3的另一端与音频运放调节单元连接；下拉电阻r4的一端接地，下拉电阻r4的另一端与第二电容c2、上拉电阻r3及音频运放调节单元41的 in引脚均连接；第三电容c3的一端接地，第三电容c3的另一端与第二电源vcc2及音频运放调节单元41的vdd
引脚均连接。其中，第一电容c1和第二电容c2均用于隔断直流，仅通过交流的音频信号；上下拉电阻r3和r4的相互配合，当没有音频信号时使上下拉电阻之间的节点电压处于vdd电压的一半，当有音频信号，节点电压在0～vdd之间随着音频信号的强弱变化，以使音频运放调节单元41对该音频信号进行放大或衰减处理并生成处理后的音频信号。
66.具体地，请继续参考图5，电阻调节单元41包括电阻r1和电阻r2。电阻r1的一端与音频运放调节单元42的out引脚及音频控制模块20均连接，电阻r1的另一端与第一电容c1及音频运放调节单元41的
‑
in引脚均连接；电阻r2串联在第一电容c1与接地之间。通过调节电阻r2的阻值大小，以改变led律动控制信号放大或衰减的倍数。
67.具体地，请继续参考图5，滤波单元43包括电阻r5和电容c4。电阻r5串联在音频信号采集模块与第二电容c2之间，电容c4的一端接地，电容c4的另一端与电阻r5及第二电容c2均连接，用于将接收的音频信号进行低通滤波处理，以滤除音频信号中的高频干扰波形，仅保留所需的特定频率范围内的音频信号。
68.在一个实施例中，如图6所示，音频信号采集模块10包括音频信号采集单元11和音频输入接口12，音频信号采集单元11经由音频输入接口12与滤波单元43连接。当音频输入接口12外接音频线，音频输入接口12输出外接音频线传输的音频信号；当未插外接音频线，音频输入接口12输出音频信号采集单元11采集的音频信号。
69.具体地，音频信号采集单元11包括音频信号采集电路110及自动增益控制电路111，自动增益控制电路111串联在音频输入接口12与音频信号采集电路110之间。
70.在一个实施例中，如图7所示，led音乐律动控制电路还包括充电管理电路50。充电管理电路50与音频信号采集模块10连接，用于对后级电路供电，为整个电路提供稳定电源。
71.作为示例，如图8所示，音频控制模块20包括按键k1、控制芯片u1及电容c5，按键k1的一端接地，按键k1的另一端与控制芯片u1的gpio1引脚连接；控制芯片u1的vcc引脚与第二电源vcc2连接，控制芯片的adc引脚与音频运放调节单元41的out引脚连接，控制芯片的gnd引脚接地，控制芯片的gpio2引脚与第一级驱动芯片312连接；电容c5的一端与第二电源vcc2连接，电容c5的另一端接地。
72.作为示例，控制芯片u1可以包括但不仅限于微控制单元mcu，mcu内具有软件程序，mcu工作在被动模式和主动模式两种状态。控制芯片u1的gpio2脚具有如下2个功能：1、监听是否有数据信号，若有，就不做任何处理，始终保持监听状态(即，mcu工作在被动模式，通过配置gpio的状态使其不影响被监听的数据波形)；2、若超过一定时间(比如1秒)都没有监听到数据信号，gpio2引脚按照mcu内部程序预置的参数效果主动向led灯珠发送数据信号，即mcu变为主动模式。人工手动控制按键k1，mcu芯片内部的软件程序会实时的检测这个按键的动作，软件根据检测到的按键状态(比如按下、松开、长按、短按、段时间内多次按动、先安住不放再上电等等)，结合软件自身当前的运行状态(比如已经开机或关机、处于设置模式、处于正常播放模式、首次上电等等)来实现各不相同的功能。
73.作为示例，请继续参考图8，音频信号采集电路110包括电阻r6、电容c6、拾音话筒mic1、电阻r7、电容c7及电阻r8。电阻r6的一端与第二电源vcc2连接，电阻r6的另一端与电容c6的一端连接，电容c6的另一端接地；电阻r7的一端与电阻r8及拾音话筒mic1的正极均连接；拾音话筒mic1的负极接地；电阻r8的一端与拾音话筒mic1的正极连接，电阻r8的另一端与自动增益控制电路111连接；电容c7与拾音话筒mic1并联。
74.作为示例，请继续参考图8，自动增益控制电路111包括电容c8、电容c9、电阻r9、电容c10、电阻r10、电阻r11、电容c11、电容c12及三极管q1。通过自动增益控制电路111内各个元器件的相互协同配合，将采集到的音频信号进行自动增益控制，以免三极管q1对音频信号过于放大而出现饱和失真现象。
75.作为示例，请继续参考图8，充电管理模块50包括串联的充电单元51和降压单元。充电单元51内置锂电池bat和充电管理芯片chip1。当led音乐律动控制电路未连接外部电源时，由锂电池bat供电，充电管理芯片chip1对锂电池bat充电控制。充电单元51还包括选择开关k2、电容c13、电阻r13、电阻r12及led1。当led音乐律动控制电路需要锂电池bat供电时，断开选择开关k2；当led音乐律动控制电路不需要锂电池bat供电时，闭合选择开关k2。降压单元52将锂电池供给的3.6v
‑
4.2v的电压降压并稳定在3.3v，以供后级电路工作。
76.具体的，降压单元52包括电容c14、ldo芯片及电容c15。ldo芯片为低压差线性稳压器。ldo芯片的in引脚与电容c14连接，ldo芯片的out引脚与电容c15连接，ldo芯片的gnd引脚接地。
77.作为示例，请继续参考图8，led音乐律动控制电路还包括输入接口in和输出接口out。输入接口in和输出接口out均包括三个引脚，1号引脚为dat引脚，2号引脚为vdd2引脚，3号引脚为gnd引脚。输入接口in的dat引脚与芯片u1的gpio2引脚及第一级驱动芯片的第一端口均连接，输入接口in的dat引脚可接收来自led音乐控制器传递的控制信号，根据控制信号控制led灯珠模块呈现出预设的律动效果；输入接口in的vdd2引脚与输出接口out的vdd2引脚连接，输入接口in的gnd引脚与输出接口out的gnd引脚连接；第n级led灯珠单元内的驱动芯片的第四端口与输出接口out的dat引脚连接，以将控制led灯效模块发光的led律动控制信号传递至输出接口out的dat引脚。
78.在本技术的一个实施例中，如图9所示，还提供一种级联led音乐律动控制电路，级联led音乐律动控制电路包括：至少两个串联的如上所述的led音乐律动控制电路，用于控制多个led灯珠模块共同呈现出预设的律动效果。
79.具体地，前一级的led音乐律动控制电路的输出接口的1号引脚与后一级的led音乐律动控制电路的输入接口的1号引脚连接，即，前后级的led音乐律动控制电路的led律动控制信号相互串联；前后级的led音乐律动控制电路的输入和输出接口之间的电源相互并联。图9中仅展示出两个相互串联的led音乐律动控制电路，并不以此限定，可以为两个以上的串联的led音乐律动控制电路。
80.在本技术的一个实施例中，如图10和图11所示，还提供一种led灯效控制装置，led灯效控制装置包括：壳体200和如上所述的led音乐律动控制电路。led音乐律动控制电路位于壳体200内部。
81.具体地，壳体200本身的形状和材质并不限定，壳体200的形状可以是长方体、圆柱体、球体等等，壳体200的材质可以是铝合金、塑料、亚克力、木材等等。同时，led灯效控制装置还包括透明窗口300，壳体200或其组件上设置有任意形状的透光窗口300，使设置于壳体200内部的led灯光可以从透光窗口300照射出来。透光窗口300的形状根据壳体200的结构设计不同而各不相同，可以是圆形、长方形、正方形、三角形等等任意图形或其组合，透光窗口300的排列方式也可以是任意的，以呈现出丰富多彩、各不相同的视觉效果。
82.在本技术的一个实施例中，如图12所示，还提供一种级联led灯效控制装置，由多
个电连接的led灯效控制装置组成，其中，音乐律动控制信号可由第一级led灯效控制装置或led音乐控制器产生。
83.需要说明的是，本技术提出的led灯效控制装置，产品本身可产生音乐律动控制信号控制led灯珠发光，可实现单独使用；此外，也可通过led控制器经由有线或无线蓝牙的方式控制led灯效控制装置内的led灯珠发光，以呈现预设律动效果。为了增强视觉效果，可用多个级联led灯效控制装置根据音乐律动控制信号同时发光。
84.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
85.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。