[其他]数字式调光柜

说明书

数字调光柜属于调光技术领域。

以往的调光柜中的每一路调光器是由一个直流电平所控制的，称为模拟调光柜。为此计算机控制台需要将控制量（数字量）通过D／A变换单元，变换为模拟量，通过分路单元变换为多路直流电平，传送到调光柜。再通过调光柜每一路的直流电平变换移相脉冲单元，以改变可控硅的导通角的相位，达到调光的目的。这些单元的变换，由于是模拟量的变换，误差较大，而且每一路调光器都有各自的变换单元，使得调光的精度、一致性、线性都变差了。由于是分立元件，组成元器件很多，故成本较高且可靠性差。

为了解决上述问题，本实用新型采用了计算机技术，它用串行接口和计算机控制台对接，直接输入各调光器的控制量（数字量），然后通过CPU的运算和处理，把调光回路的亮度值通过并行接口单元Z80A    PIO接口传送到48路移相控制单元的8749单片机上。单片机8749根据电源同步信号把每一路的亮度值变换为可控硅的移相脉冲接至可控硅的输入端。这样，每一路就不需要各自的变换电路了，而且省去了D／A变换单元和分路单元。这两个单元在模拟调光系统中是独立于模拟调光柜的另一个装置（分路盘）。也就是说本实用新型是一个直接和计算机接口，集中控制多路（本实用新型为四十八路）可控硅相角变化的一个装置。

本实用新型由八个单元组成（图1）。串行接口单元〔1〕，是由长线接收器75175和串行通信接口芯片Z80    SIO组成。CPU控制及RAM、ROM单元〔2〕，是由Z80    CPU、RAM6116、EPROM2732组成。A／D变换单元〔3〕，是由ADC    0809组成，这种芯片可实现8路A／D变换。并行接口单元〔4〕，是由2片Z    80A    PIO组成，每片有2个接口，共有4个接口。这四个单元的连接采用计算机单总线结构，连接简单。电源同步信号检测单元〔5〕，由变压器、比较器LM311和双单稳态电路74LS123组成，这个单元有3套这样的电路，可同时检测出三相交流电过零信号，供移相控制单元使用。交流／直流变换单元〔6〕，由桥式峰值整流器和分压电阻组成，这个单元有3套这样的电路，可同时输出三路直流电平，以表示三相交流电各相峰值。48路移相控制单元〔7〕，由三个单片机8749组成。光电可控硅单元〔8〕有48个S240PJ组成，可接48路负载。图一中A为串行输入信号，B为三相交流电。

本实用新型特点在于48路移相控制单元〔7〕，由三个单片机8749组成。由于每一个单片机控制三相交流电中某一相的十六路输出，所以只介绍一个单片机的连接，其余二个相同。移相控制单元〔7〕的连接（图2）。移相控制单元〔7〕的单片机8749的D₀～D₇总线和并行接口单元〔4〕Z80A的PIO接口PA₀～PA₇连线，单片机的RD、T₁接PIO的ASTB和ARDY线，这样单片机就可以直接输入16个灯光回路的调光亮度值。单片机的INT接电源同步检测单元〔5〕的输出，就可得到某一相十六路移相脉冲的起始值。单片机的XTAL₁和XTAL₂接10MHZ石英晶体和C₁、C₂两个电容，组成时钟电路。C₁容量为5P，C₂为10P。单片机的P₁₀～P₁₇，P₂₀～P₂₇接光电可控硅单元〔8〕的十六个光电可控硅的S240PJ输入端，这样单片机就可在电源同步信号的控制下，同时输出十六个移相脉冲。这十六个移相脉冲可以是不同的。

由于本实用新型设计新颖，特别是48路移相控制单元的单片机8749的连接方式，使得电路大为简化，所用元器件总数只是以往模拟调光柜的1／6，这还不包括节省出D／A变换单元和多路、分路单元所构成的装置（分路盘），使可靠性大为提高。由于本实用新型的中间变换都是数字量变换，误差减少，调光的精度和一致性指标比模拟调光柜提高了一倍。由于对三相交流电峰值电平的检测，所以当交流电超过220V时，CPU可以根据检测后的数据进行处理，对输出的亮度加以限制。所以，本实用新型具有限压，保护灯泡的功能，这是以往模拟调光柜所不可比拟的。