LED灯饰控制系统最新技术

LED灯饰控制系统最新技术

背景：

 

       近几年来，作为半导体照明领域的一部分，城市景观照明及室内外装饰照明的霓虹灯和部分传统光源必将逐步被具有节能、环保、寿命长、可靠性高及可实现全彩变化的LED光源所取代。目前，在装饰照明领域中用LED制作的各类灯具正被逐步推广。

 

       由于网络技术的普及和成熟, LED装饰照明控制系统中应用TCP/IP网络技术己成了一种明显的趋势。用TCP/IP协议可使整个系统的宽带、距离、可靠和双向等功能的实现，这意味着在一个网络里可同时连接的设备更多，且连接的距离更长，传输控制协议使LED装饰照明系统的控制质量和可靠性更高，双向通讯使设备的远程监测和控制更有效，因而构筑大规模可靠的LED装饰照明系统的网络成本更低，这是以现代计算机网络技术为支持的必然结果。

 

       设计一种控制系统如能采用现有成熟的技术方案和产品是相当明智的方法，LED-NET系统是以DMX512协议和计算机网络技术TCP/IP协议为基础开发出来的LED灯饰照明控制系统，使其更加适合LED灯饰行业的应用。这样意味着拥有大量现成而众多的DMX512设备、网络产品和软件资源例如集线器、电缆、光纤和无线连接产品以及远程控制和监测技术，此外，现有大楼和各种场所已遍布以太网，更可方便装饰照明系统工程的临时使用。

 

什么是TCP/IP：

       TCP/IP协议(Transfer Controln Protocol/Internet Protocol)叫做传输控制/网际协议，又叫网络通讯协议，这个协议是Internet国际互联网络的基础。

       TCP/IP是网络中使用的基本的通信协议。虽然从名字上看TCP/IP包括两个协议，传输控制协议(TCP)和网际协议(IP)，但TCP/IP实际上是一组协议，它包括上百个各种功能的协议，如：远程登录、文件传输和电子邮件等，而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。通常说TCP/IP是Internet协议族，而不单单是TCP和IP。

       TCP/IP是用于计算机通信的一组协议，我们通常称它为TCP/IP协议族。它是70年代中期美国国防部为其ARPANET广域网开发的网络体系结构和协议标准，以它为基础组建的INTERNET是目前国际上规模最大的计算机网络，正因为INTERNET的广泛使用，使得TCP/IP成了事实上的标准。

 

什么是DMX512：

 

       DMX512协议最先是由USITT（美国剧院技术协会）发展成为从控制台用标准数字接口控制调光器的方式。DMX512超越了模拟系统，但不能完全代替模拟系统。DMX512的简单性、可靠性（假如能够正确安装和使用的话！）以及灵活性使其迅速成为资金允许情况下选择的协议，除了调光器外，一系列不断增长的控制设备就是证据。DMX512仍然是科学上的一个新领域，具有在规则基础上产生的各种奇妙技术。

 

EIA485(RS485)

 

DMX512是围绕工业标准EIA485 接口设计的。EIA485 属于接口、电压、电流等的“电”

端。

       系统是基于沿着屏蔽导体双绞线的向下对称发送而建立的。这种缠绕结构确保所产生的干扰会同样地作用于两个信号，因此保证了一致的数字定相。所用的导线应该是由一条或两条双绞线、箔片和编织筛所构成的合适的数据导线。对称音频导线则不能完成这个工作。

通常地，就如任何网段一样，导线两头应该有两个终端。灯光控制台通常在一头作为终端，

而另一头应该只有一个120Ω 的电阻。

 

EIA485规范只支持“雏菊链”或每段上最多以32 个“单元负载”所构成的串行网络。

制造商声称每段可以长达1000m。但是，要特别指出的是，中继器的作用应该考虑到700m

或800m 左右，这样可以防止环境的异常。

 

XLR 连接器的针口分配如下：

针 线 信号

1 屏蔽 地/0 伏

2 内部导体（黒） 数据–

3 内部导体（白） 数据＋

4 内部导体（绿） 备用数据－

5 内部导体（红） 备用数据＋

 

DMX512控制线采用5 针XLR（有时候是3针）连接设备(如表1)；母接口适用于发送器，

       而公接口适用于接收器。规范中建议用一条两对导线（4 个连接口）来实现屏蔽，虽然只是需要其中一对。第二对导线用于未指定的可选场合中。必须注意的是一些调光器使用这些线来指示故障和状态信息。如果调光器用第二个信道，则需要专门配置的分路器和中继器。

 

目前市场上关于LED灯饰控制系统有如下几种：

 

1：串行SPI控制方式，以级联的方式进行控制。由于这种控制方式的芯片是专为LED显示屏设计的，而为显示屏设计的ＬＥＤ驱动芯片是多路的，如８路，１６路，所以这种控制方式应用较多的是在LED轮廓灯上。如果当中有一个ＬＥＤ驱动芯片出现故障，将导致整条总线通信中断，因为是级联方式。由于出线过多等各方面原因并不适合在LED点光源上应用。

 

2：以RS485联网控制方式，每个LED灯具内置一片单片机进行控制并连接到RS485总线上，通过一台控制器对RS485总线上的每个单片机进行控制。由于这种控制方式需要对每个灯具设定地址，在工程应用中很不方便。而目前各个控制器厂商虽然都是用RS485协议，但应用层标准还未统一，所以造成各个厂商的产品无法兼容。

 

3：DMX512控制系统，目前DMX512也是应用最广泛的LED控制系统，实际上是LED市场单独的标准。由于DMX512也要设定地址，而DMX512最多只能控制512个通道也就是170个全彩LED灯具，所以只能应用在小规模LED控制系统中。

 

以上控制方式只能做到系统的局部控制，无法对整个系统实现完全智能化控制，比如要控制系统供电电源的开和关和非LED灯饰的控制，而目前在娱乐行业刚刚兴起的基于以太网的灯光控制协议ACN-NET，ART-NET由于是基于娱乐业和舞台灯光方面而设计的并不十分适合LED灯饰行业的应用，所以本公司基于以上原因设计出一个套针对LED装饰照明的控制系统：“LED-NET系统”。

 

LED-NET系统的特点：

LED-NET系统由PC 应用软件、 炫彩灯光控制器、DMX解码器、DMX地址写入器等组成。

 

       LED-NET系统可分为Ethernet和DMX512区两部分，可以两部分分离开，也可以结合在一起，比如是当一个系统较小时（由一个或两个DMX512区组成），可以用传统的DMX512控制台来控制，这样加大了系统使用的灵活性。当一个较大时，就可以利用Ethernet

组成联网控制。因为数据流的传输链路是用Ethernet，所以可以和其它非LED灯饰控制系统共享Ethernet。

 

       由于DMX512协议要对每个接收设备设定地址，通常是每个接收设备有一个二进制或十进制拔码开关设定地址，而在LED 灯光控制应用中有些灯具是要防水的，比如水下灯，地埋灯等是无法通过拔码开关设定地址，这样造成在工程安装和维护过程中的困难性。我公司针对这个问题提供一套完整的解决方案，已成功开发出拥有自主知识产权的DMX地址写入器和带地址写入功能的DMX解码器，拥有这个功能就可以在整个系统硬件安装连接完成之后，通过DMX地址写入器自动设定系统中的DMX解码器的地址。本系统完全兼容DMX512系统。

 

联网控制方式：

 

       通过局域网与PC连接实现联网控制，实时显示PC机上显示的图象，采用这种连接方式使系统组网更加灵活方便，这样就可以控制无限多的LED灯饰。也可实现脱机控制，每个炫彩灯光控制器都有一个MMC/SD卡接口，通过PC端软件把变化花样程序烧写在MMC/SD卡上，通过RS485总线实现N台控制器的同步。

 

单机控制方式：

   使用一台炫彩灯光控制器，用PC软件制作好的变化花样程序写到炫彩灯光控制器的MMC/SD卡上。可控制单色512/1024 或全彩 170/340个像素点。

 

SC-00xH/L产品简介(DMX512解码模块)

模块概述

 

       SC-00xH/L 符合DMX512/1990标准，让用户不需要深入研究DMX512协议，也能快速开发出DMX512相关产品，使其产品以最快时间推出市场。SC-00xH/L 可选择1 ~9 路输出通道，每通道可达255级灰度控制。模块上有信号指示灯，指示系统工作状态。

 

模块特色

 

       符合DMX512/1990国际标准协议。255级灰度控制，最多可实现三组RGB全彩变化。每路最大输出电流可达20mA。COMS电平输出。DMX 地址灵活选择,可选择内部固化好的地址或通过本公司自动定址器设置地址。信号指示灯指示系统工作状态。模块化，可内置于不同灯具内。

 

尺寸规格：42mm * 37mm * 12mm

 

模块应用

 

调光台

舞台灯光

LED灯饰，如：水下灯、埋地灯、投光灯、幕墙灯等

 

炫彩灯光控制器简介

概述

 

       炫彩灯光控制器主要应用于以LED为光源的建筑景观和商业场所照明装饰。两组带光电隔离的国际标准DMX512 / 1990信号输出，保证系统的安全性。可控制1024个DMX512通道。内建MMC/SD存取，支持联机和脱机运行，可轻松将文字、FLASH动画、视频、图像等媒体信息方式表现于建筑等景观照明中，产生炫丽多彩的变化效果

 

技术规格

 

       可控制1024个调光回路（340个全彩RGB灯具）,256级灰度变化。

       支持脱机运行，SD/MMC存取

       支持以太网控制

       输入电源：220VAC

       系统功率：小于5W

       工作温度：-20~60 摄氏度

       调光数字信号输出：DMX512/1990

       数字信号连接头：RJ45×2

 

 

DMX地址写入器简介

概述

 

DMX地址写入器为本公司LED-NET控制系统的配套产品,它是本公司针对根据众多DMX-LED控制系统应用实际而特别设计的一款地址设定器。内置5节1300mA大容量镍氢（NI-MH）充电电池，更加方便工程作业。

 

使用该地址写入器能对本公司出品的DMX解码模块构成的led控制系统进行地址设定。也可以对本公司出品的DMX解码模块单独设定地址。

 

DMX地址写入器解决了以往设定DMX设定地址主要采用拨码开关的方法。针对传统的方法，本公司的地址设定方法可以满足对LED灯具有严格要求的场合，比如，对灯具防水有特殊要求的场合。

 

       该系统避免了每个灯都需要拨设地址码的麻烦。而在实际的工程现场中，人工拨设大量地址码，很容易发生漏拨，多拨，错拨等错误。对工程调试带来很大的麻烦。而用本公司的地址设定方案可以很好地解决上述问题。您只需要将DMX-LED灯具安装好。然后通过DMX地址设定器进行相应的操作就可以在数秒内完成对整个系统所有DMX -LED灯具地址的设定。快速，可靠，准确，方便。

 

技术规格

 

       充电时间2小时

       电池工作时间8小时

       输入电源：12VDC,1A

       系统功率：小于2 W

       工作温度：-20~60 摄氏度

       控制信号输出：DMX512/1990

       数字信号连接头：RJ45×2