一种灯带控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及电路技术领域，尤其涉及一种灯带控制电路。


背景技术：

2.现有市场上的智能门禁及通道闸设备控制外部灯带一般都是灯带自带一个控制器，上位机通过通讯协议比如rs232、uart口来跟灯带控制器通讯来达到点亮想要的灯的颜色，简单点的也是需要用三个gpio来控制n沟道mos来点亮对应灯。然而对于做简单三色灯的控制而言，用专门的控制器不仅会增加成本，并且占用通讯接口，使得做器件选型时不得不为这个做出妥协而选用更高端接口更丰富的主控ic，从而有进一步提高了成本。
3.因此，现有技术存在缺陷，需要改进。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种灯带控制电路，可以用于门禁设备、道闸设备、测温设备等装置上，可以降低设备成本以及提升使用体验。
5.本实用新型的技术方案如下：本实用新型提供一种灯带控制电路，包括：依次电性连接的rc脉冲信号转换模拟电压电路、电压跟随电路，电压比较电路、灯带接口及控制电路；
6.所述rc脉冲信号转换模拟电压电路的输入端与主控系统的gpio端连接，用于将脉冲信号转换为模拟电压；
7.所述电压跟随电路用于对所述模拟电压进行电压跟随及输出稳定的电压给所述电压比较电路；
8.所述电压比较电路用于根据输入的电压的数值输出相应的电信号；
9.所述灯带接口及控制电路用于通过所述电压比较电路输出的电信号控制点亮相应的led灯。
10.进一步地，所述电压比较电路包括第一比较电路单元、第二比较电路单元、第三比较电路单元，所述第一比较电路单元包括第一运算放大器，所述第二比较电路单元包括第二运算放大器，所述第三比较电路单元包括第三运算放大器，所述第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器的负输入端均连接一预设的电压值，所述第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器的负输入端连接的预设电压值依次递减，所述第一运算放大器的正输入端、第二运算放大器的正输入端、第三运算放大器的正输入端均与所述电压跟随电路的输出端电性连接，所述第一比较电路单元、第二比较电路单元、第三比较电路单元的输出端均与所述灯带接口及控制电路的对应的输入端电性连接，所述第一运算放大器的输出端分别与所述第二运算放大器的负输入端、第三运算放大器的负输入端电性连接，所述第二运算放大器的输出端与所述第三运算放大器的负输入端电性连接。
11.进一步地，所述第一运算放大器的输出端与所述第二运算放大器的负输入端之间、所述第一运算放大器的输出端与第三运算放大器的负输入端之间、所述第二运算放大
器的输出端与所述第三运算放大器的负输入端之间均设有防止电压倒灌的二极管。
12.进一步地，所述电压比较电路的第二比较电路单元和第三比较电路单元的正输入端均设有延时电路。
13.进一步地，所述延时电路包括一电容。
14.进一步地，所述rc脉冲信号转换模拟电压电路包括：第一电阻、第二电阻、第一电容，所述第一电阻的一端与主控系统的gpio端电性连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第一电容的一端、第二电阻的一端电性连接，所述第一电容的另一端接地，所述第二电阻的另一端与所述电压跟随电路的输入端电性连接。
15.进一步地，所述电压跟随电路包括第四运算放大器，所述第四运算放大器的正输入端与所述rc脉冲信号转换模拟电压电路的输出端电性连接，所述第四运算放大器的负输入端与所述运算放大器的输出端电性连接。
16.进一步地，所述灯带接口及控制电路包括第一mos管、第二mos管，第三mos管，所述第一mos管的栅极、第二mos管的栅极、第三mos管的栅极分别与所述第一比较电路单元、第二比较电路单元、第三比较电路单元的输出端电性连接。
17.采用上述方案，本实用新型的有益效果在于：1、无需专门的控制器来控制，可以显著降低成本；2、占用主控系统的硬件资源更少，只需要一个gpio口即可，方便电路的设计以及有助于降低成本；3、通过延时电路单元的设置，避免点亮一个灯的时候另外的灯也会闪亮一下导致初始颜色不对的情况，具有更高的可靠性，可以提升使用体验。
附图说明
18.图1为本实用新型一实施例的结构框图。
19.图2本实用新型一实施例的rc脉冲信号转换模拟电压电路的电路图。
20.图3为本实用新型一实施例的电压跟随电路的电路图。
21.图4为本实用新型一实施例的电压比较电路的电路图。
22.图5为本实用新型一实施例的灯带接口及控制电路的电路图。
具体实施方式
23.以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。
24.请参阅图1至图5，在本实施例中，本实用新型提供一种灯带控制电路，包括：依次电性连接的rc脉冲信号转换模拟电压电路1、电压跟随电路2，电压比较电路3、灯带接口及控制电路4；所述rc脉冲信号转换模拟电压电路1的输入端与主控系统的gpio端连接，用于将脉冲信号转换为模拟电压；所述电压跟随电路2用于对所述模拟电压进行电压跟随及输出稳定的电压给所述电压比较电路3；所述电压比较电路3用于根据输入的电压的数值输出相应的电信号；所述灯带接口及控制电路4用于通过所述电压比较电路3输出的电信号控制点亮相应的led灯。
25.请参阅图2，所述第一电阻r1、第二电阻r2、第一电容c1，所述第一电阻r1的一端与主控系统的gpio端电性连接，所述第一电阻r1的另一端分别与所述第一电容c1的一端、第二电阻r2的一端电性连接，所述第一电容c1的另一端接地，所述第二电阻r2的另一端与所述电压跟随电路2的输入端电性连接。请参阅图3，所述电压跟随电路2包括第四运算放大器
u1a，所述第四运算放大器u1a的正输入端与所述rc脉冲信号转换模拟电压电路1的输出端电性连接，所述第四运算放大器u1a的负输入端与所述运算放大器的输出端电性连接。
26.请参阅图4，所述电压比较电路3包括第一比较电路单元、第二比较电路单元、第三比较电路单元，所述第一比较电路单元包括第一运算放大器u2a，所述第二比较电路单元包括第二运算放大器u2b，所述第三比较电路单元包括第三运算放大器u1b，所述第一运算放大器u2a、第二运算放大器u2b、第三运算放大器u1b的负输入端均连接一预设的电压值，所述第一运算放大器u2a、第二运算放大器u2b、第三运算放大器u1b的负输入端连接的预设电压值依次递减，所述第一运算放大器u2a的正输入端、第二运算放大器u2b的正输入端、第三运算放大器u1b的正输入端均与所述电压跟随电路2的输出端电性连接，所述第一比较电路单元、第二比较电路单元、第三比较电路单元的输出端均与所述灯带接口及控制电路4的对应的输入端电性连接，所述第一运算放大器u2a的输出端分别与所述第二运算放大器u2b的负输入端、第三运算放大器u1b的负输入端电性连接，所述第二运算放大器u2b的输出端与所述第三运算放大器u1b的负输入端电性连接，用于实现电压反馈。所述第一运算放大器u2a的输出端与所述第二运算放大器u2b的负输入端之间、所述第一运算放大器u2a的输出端与第三运算放大器u1b的负输入端之间、所述第二运算放大器u2b的输出端与所述第三运算放大器u1b的负输入端之间均设有防止电压倒灌的二极管，分别为二极管d1、二极管d2、二极管d3。所述电压比较电路3的第二比较电路单元和第三比较电路单元的正输入端均设有延时电路，所述延时电路包括一电容，分别为电容c19和电容c6，所述延时电路的设置可以防止在刚开始点亮一个颜色的led灯的时候，其他颜色的led灯也被点亮。本实施例中，第三运算放大器u1b和第四运算放大器u1a集成在第一芯片u1中、所述第一运算放大器u2a和第二运算放大器u2b集成在第二芯片u2中，所述第一芯片u1和第二芯片u2的型号均为lm358。
27.请参阅图5，所述灯带接口及控制电路4包括第一mos管q1、第二mos管q2，第三mos管q3，所述第一mos管q1的栅极、第二mos管q2的栅极、第三mos管q3的栅极分别与所述第一比较电路单元、第二比较电路单元、第三比较电路单元的输出端电性连接，通过所述第一比较电路单元、第二比较电路单元、第三比较电路单元输出的高电平控制对应的mos管导通，从而通过接口j3控制对应颜色的led灯点亮。
28.请继续参阅图1至图5，本实用新型工作时，所述rc脉冲信号转换模拟电压电路1将主控系统的脉冲信号转换为模拟电压发送给电压跟随电路2，本实施例中可以通过主控系统实现调节脉冲信号的占空比，使得得到0
‑
3.3v区间的任意一个电压值。由于所述rc脉冲信号转换模拟电压电路1转换得到的模拟电压带载能力弱并且有杂波干扰，所以通过所述电压跟随电路2隔断得到的模拟电压与后端电路的连接，防止把干扰带入后端电路，所述电压跟随电路2输出的电压幅值与前端一致并提高了带载能力，得到了更干净更稳定的电压，并将电压分别连接到所述第一运算放大器u2a、第二运算放大器u2b、第三运算放大器u1b的正输入端，所述第一运算放大器u2a、第二运算放大器u2b、第三运算放大器u1b的负输入连接了预设的电压值，且所述第一运算放大器u2a预设的电压值、第二运算放大器u2b预设的电压值、第三运算放大器u1b预设的电压值依次递减，当所述电压跟随电路2输出的电压分别到第一运算放大器u2a、第二运算放大器u2b、第三运算放大器u1b的正输入端时，当输入的电压值大于对应的运算放大器的负输入端预设的电压值时，则该运算放大器的输出端输
出高电平。如当所述电压跟随电路2输出的电压值大于所述第一运算放大器u2a的负输入端预设的电压值时，则所述第一运算放大器u2a的输出端输出高电平给所述灯带接口及控制电路4，从而控制对应的mos管导通，实现控制对应颜色的led灯的点亮；由于输入的电压值大于所述第一运算放大器u2a的负输入端预设的电压值，因此也会大于所述第二运算放大器u2b、第三运算放大器u1b的负输入端预设的电压值，因此为了避免所述第二运算放大器u2b、第三运算放大器u1b也输出高电平造成所述灯带接口及控制电路4中的其他的mos管也导通造成其他颜色的led灯也被点亮，因此将所述第一运算放大器u2a的输出端分别连接到所述第二运算放大器u2b的负输入端、第三运算放大器u1b的负输入端作为反馈电压，使得所述第一运算放大器u2a已经输出高电平的情况下，改变所述第二运算放大器u2b、第三运算放大器u1b的负输入端接入的电压值，从而使得所述第二运算放大器u2b和第三运算放大器u1b不会输出高电平。同理，将所述第二运算放大器u2b的输出端连接在所述第三运算放大器u1b的负输出端作为反馈电压，使得所述第二运算放大器u2b输出高电平的时候所述第三运算放大器u1b不会输出高电平，从而实现当所述电压跟随电路2输出的电压只能使得对应的其中一个运算放大器输出高电平，从而使得对应的一个mos管导通，使得对应的一个颜色的led灯被点亮。由于反馈电压的作用需要时间，因此在反馈电压起作用之前，依旧会存在所述第一运算放大器u2a输出高电平时，第二运算放大器u2b和第三运算放大器u1b也输出高电平，和第二运算放大器u2b输出高定平时，所述第三运算放大器u1b也输出高电平的情况，会导致初始阶段对应的led灯被点亮时，其他的led灯也会被点亮导致得到的灯的颜色偏色，因此需要运算放大器根据预设的电压值设置延时电路进行优先级区分，使得所述第一运算放大器u2a、第二运算放大器u2b、第三运算放大器u1b的上电时间依次顺延，使得反馈电压作用以前，对应的运算放大器的正输入端不会被上电激活，不会出现点亮一个颜色的灯的时候其他颜色的灯也会出现闪亮一下的情况，保证要点亮的灯始终处于正色状态。并且由于延时电路的延时为微秒级别的时间，因此从操作到灯亮不会有明显的延时，不会影响实际体验。
29.综上所述，本实用新型的有益效果在于：1、无需专门的控制器来控制，可以显著降低成本；2、占用主控系统的硬件资源更少，只需要一个gpio口即可，方便电路的设计以及有助于降低成本；3、通过延时电路单元的设置，避免点亮一个灯的时候另外的灯也会闪亮一下导致初始颜色不对的情况，具有更高的可靠性，可以提升使用体验。
30.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。