一种户外防水互动图案灯的制作方法

1.本发明涉及灯具技术领域，尤其涉及一种户外防水互动图案灯。


背景技术：

2.灯具是照明工具的统称,分为吊灯、台灯、壁灯、落地灯等，指能透光、分配和改变光源光分布的器具，包括除光源外所有用于固定和保护光源所需的全部零部件，以及与电源连接所必需的线路附件。
3.现有的图案灯具配备有专门的光学放大系统及电子调焦模块突出图案效果，着重于射出的光斑与图形，凸显现场的绚丽背景，增强平面视觉，然而图案灯投射出的图案的切换多通过灯具内部编码进行控制切换，切换的频率仅受到内部编码控制，不受外界因素干扰，人物接触到投射图案时，图案不会产生变化，与人物的互动性较差。
4.为此，我们提出来一种户外防水互动图案灯解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有技术中图案灯与外界互动性较差的问题，而提出的一种户外防水互动图案灯。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
7.一种户外防水互动图案灯，包括led光源、led收光镜、led驱动板、调焦镜、放大镜、旋转图案管理系统、步进电机、电机驱动板、mcu通信控制系统、开关电源、红外反射式光电传感器和壳体，所述电机驱动板与led驱动板和mcu通信控制系统均电性连接，所述电机驱动板对步进电机进行驱动，所述led驱动板并对led光源进行控制，所述红外反射式光电传感器与mcu通信控制系统电性连接，所述红外反射式传感器用于对外部遮挡物进行检测；
8.所述旋转图案管理系统包括效果盘和图案盘，所述效果盘与图案盘均与led光源相匹配，所述效果盘和图案盘用于对图案和效果进行旋转和更换，所述调焦镜用于对图案的大小进行调节；
9.所述led光源、led驱动板、mcu通信控制系统、电机驱动板和步进电机均与开关电源电性连接；
10.所述led光源与led驱动板电性连接，所述led驱动板与mcu通信控制系统电性连接。
11.优选的，所述图案盘通过步进电机驱动转动，所述图案盘包含有一个大盘和多个小盘，多个所述小盘成均匀环形阵列转动嵌设在大盘上，多个所述小盘内均设置有动画图案，多个所述小盘与大盘之间通过齿轮组传动连接。
12.优选的，所述效果盘上设置有多种不同的动画特效图案。
13.优选的，所述led光源内置于led收光镜内。
14.优选的，所述红外反射式光电传感器的检测距离为5m，检测角度为20
°
。
15.优选的，还包括led光源散热系统和电源散热风机，所述led光源散热系统包括用
于对led光源进行散热的led散热风机和led散热器，所述led散热风机和led散热器均与led驱动板电性连接，所述电源散热风机用于对开关电源进行散热。
16.优选的，所述壳体为防水外壳。
17.优选的，所述图案盘、效果盘和调焦镜均对应设置有独立的步进电机。
18.优选的，具体互动步骤如下：
19.s1：初始化硬件检测步骤，在硬件后台对硬件进行复位检测初始化；
20.s2：通过dmx协议进行编程预设；
21.s3：打开光源控制开关和电机控制开关，步进电机转动并带动效果盘和图案盘保持旋转，led光源工作并照射效果盘和图案盘，使灯具投射出动画片段；
22.s4：通过红外反射式光电传感器判断灯具前是否有遮挡物；
23.s5：当没有遮挡物时，效果盘和图案盘保持初始状态持续旋转，当有遮挡物时，红外反射式光电传感器内置的光敏元件接收到红外光信号后转化为电信号，经过内置电路放大整形后传递给mcu通信控制系统；
24.s6：mcu通信控制系统控制图案盘转动至下一个图案，同时使图案盘和效果盘以与初始旋转速度不同的旋转速度转动，与此同时，mcu通信控制系统控制调焦镜，对投射出的图案大小进行调节，输出最终交互的动态效果，使真人体验与灯具投射内容形成交互。
25.优选的，所述s1中，硬件通过pll进行复位检测初始化。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
27.当人或物体接近遮挡了红外光，红外反射式传感器对mcu通信控制系统反馈被遮挡的电信号，mcu通信控制系统驱动旋转图案管理系统和调焦镜工作，改变图案盘和效果盘的旋转速度并更换图案，通过调焦镜对投射出的图案大小调节，即可形成与人或物体的交互，在使用时，与人物的互动性较强。
28.本发明在使用时，可以根据人物的接近改变图案的大小和旋转速度，与人物的互动性较强。
附图说明
29.图1为本发明提出的一种户外防水互动图案灯的结构爆炸图；
30.图2为本发明提出的一种户外防水互动图案灯中调焦镜和放大镜的位置关系示意图；
31.图3为本发明提出的一种户外防水互动图案灯中旋转图案管理系统的结构立体图；
32.图4为本发明提出的一种户外防水互动图案灯的结构立体图；
33.图5为本发明提出的一种户外防水互动图案灯互动流程图。
34.图中：1led光源、2led收光镜、3调焦镜、4放大镜、5步进电机、6开关电源、7电源散热风机、8壳体、9led散热风机、10led散热器、11led驱动板、12效果盘、13图案盘、14电机驱动板、15红外反射式光电传感器、16大盘、17小盘、18齿轮组。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
36.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
37.参照图1-5，一种户外防水互动图案灯，包括led光源1、led收光镜2、led驱动板11、调焦镜3、放大镜4、旋转图案管理系统、步进电机5、电机驱动板14、mcu通信控制系统、开关电源6、红外反射式光电传感器15和壳体8，需要说明的是，红外反射式光电传感器15安装在壳体8的前端，值得一提的是，红外反射式光电传感器15可以对灯具的前侧一定范围进行监测是否有人或物体遮挡，值得一提的是，调焦镜3和放大镜4相对应，且调焦镜3的位置可调，当调节调焦镜3的位置时，射出的图案大小即可产生变化，进一步的，壳体8为防水外壳，壳体8的防水等级为ip65，提高了图案灯的防水性能，在户外使用时，也不会出现内部渗水的情况，保护了内部零部件，需要注意的是，开关电源6又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置，是电源供应器的一种，其功能是将一个位准的电压，透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。开关电源的输入多半是交流电源或是直流电源，而输出多半是需要直流电源的设备，而开关电源就进行两者之间电压及电流的转换，值得一提的是，红外反射式光电传感器15的检测距离为5m，检测角度为20
°
，需要说明的是，红外反射式光电传感器15包含有红外发射器和光敏元件，红外发射器发射出红外线，光敏元件则对反射回的红外光线进行感应接收。
38.本发明中，电机驱动板14与led驱动板11和mcu通信控制系统均电性连接，电机驱动板14对步进电机5进行驱动，led驱动板11并对led光源1进行控制，红外反射式光电传感器15与mcu通信控制系统电性连接，红外反射式光电传感器15用于对外部遮挡物进行检测；需要注意的是，mcu通信控制系统包括控制主板和单片机，单片机安装于控制主板上，控制主板安装在壳体8内，需要说明的是，单片机内置有dmx512协议，通过dmx512协议，可以对灯具进行编程预设，使得在检测到遮挡物时，根据编程使灯具进行一系列的变化，dmx512协议为一种高速数据输出的协议，是一种常用的控制协议，能够对其进行编程预设，控制图案盘13和效果盘12的转动。
39.本发明中，还包括led光源散热系统和电源散热风机7，led光源散热系统包括用于对led光源1进行散热的led散热风机9和led散热器10，需要说明的是，led散热器10将led光源1在工作时产生的热量导走，并通过其上的导热板散入空气中，led散热风机9将热空气吹走，从而达到对led光源1进行散热的效果，led散热风机9和led散热器10均与led驱动板11电性连接，需要注意的是，在led光源1进行工作时，led驱动板11立即传递给led散热风机9和led散热器10一个反馈信号，使其与led光源同步工作，led光源1与led驱动板11电性连接，led驱动板11控制led光源1在工作时的开关，需要说明的是，步进电机5可采用型号为ht57的微型步进电机，且已与开关电源6电性连接，为现有技术，具体不做赘述。
40.本发明中，led驱动板11与mcu通信控制系统电性连接，电源散热风机7用于对开关电源6进行散热，需要说明的是，灯具在工作时，通过mcu通信控制系统对信号处理后，对led驱动板11传递是否开关led光源1的信号，旋转图案管理系统包括效果盘12和图案盘13，具体的，效果盘12上设置有多种不同的动画特效图案，值得一提的是，在效果盘12转动的过程
中，可以对射出的图案添加不同的效果，如水纹、火焰、雷电等等，需要说明的是，图案盘13通过步进电机5驱动转动，图案盘13包含有一个大盘16和多个小盘17，多个小盘17成均匀环形阵列转动嵌设在大盘16上，多个小盘17内均设置有动画图案。
41.本发明中，多个小盘17与大盘16之间通过齿轮组18传动连接，需要说明的是，不同的小盘17上装载有不同的动画图案，led光源1照射在不同的小盘17上时，会发射出不同的图案效果，同时，大盘16和小盘17转动的过程中，可以对射出的图案进行旋转和更换，效果盘12与图案盘13均与led光源1相匹配，效果盘12和图案盘13用于对图案和效果进行旋转和更换，调焦镜3用于对图案的大小进行调节；led光源1、led驱动板11、mcu通信控制系统、电机驱动板14和步进电机5均与开关电源6电性连接，需要注意的是，led光源1内置于led收光镜2内，值得一提的是，led收光镜2可以对led光源1发射出的光进行集束，需要说明的是，图案盘13、效果盘12和调焦镜3均对应设置有独立的步进电机5，需要说明的是，通过mcu通信控制系统对不同的步进电机5进行控制，即可使图案盘13、效果盘12和调焦镜3进行不同的动作，从而产生不同的效果。
42.本发明中，具体互动步骤如下：
43.s1：初始化硬件检测步骤，在硬件后台对硬件进行复位检测初始化；
44.需要说明的是，s1中，硬件通过pll进行复位检测初始化，需要说明的是，pll又叫做锁相环，用来同一整合时钟信号，使高频器件正常工作，一般的晶振由于工艺与成本原因，做不到很高的频率，而在需要高频应用时，由相应的器件vco，实现转成高频，但并不稳定，故利用锁相环路就可以实现稳定且高频的时钟信号。
45.s2：通过dmx512协议进行编程预设；
46.需要说明的是，通过dmx512协议将mcu通信控制系统设置为检测的遮挡物时，反馈效果盘12和图案盘13加速转动，并调节调焦镜3位置的信号。
47.s3：打开光源控制开关和电机控制开关，步进电机5转动并带动效果盘12和图案盘13保持旋转，led光源1工作并照射效果盘12和图案盘13，使灯具投射出动画片段；
48.s4：通过红外反射式光电传感器15判断灯具前是否有遮挡物；
49.s5：当没有遮挡物时，效果盘12和图案盘13保持初始状态持续旋转，当有遮挡物时，红外反射式光电传感器15内置的光敏元件接收到红外光信号后转化为电信号，经过内置电路放大整形后传递给mcu通信控制系统；
50.需要说明的是，红外反射式光电传感器15的内置电路可以对转化后的电信号进行放大整合，并传递出去。
51.s6：mcu通信控制系统控制图案盘13转动至下一个图案，同时使图案盘13和效果盘12以与初始旋转速度不同的旋转速度转动，与此同时，mcu通信控制系统控制调焦镜3，对投射出的图案大小进行调节，输出最终交互的动态效果，使真人体验与灯具投射内容形成交互。
52.本发明中，当人或物体接近灯具5米，角度20
°
时，遮挡了由红外反射式光电传感器15发射出的红外光，光敏元件接收到反射回来的光信号，并将其转化为电信号，电信号经由红外反射式光电传感器15内置电路放大整形后传递至mcu通信控制系统内，mcu通信控制系统对电信号进行处理后，传递给旋转图案管理系统，旋转图案管理系统通过多个步进电机5分别对图案盘13、效果盘12和调焦镜3进行驱动，加快图案盘13和效果盘12的转动速度并使
图案盘13转动到下一个图案，并调节调焦镜3的位置，从而对投射出的图案大小调节，即可形成与人或物体的交互。
53.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
54.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。