(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202021233533.1
(22)申请日 2020.06.30
地址 101400 北京市怀柔区雁栖经济开发
区乐园大街82号1幢2层
(72)发明人 王滔 丁江伟 赵天玉
(74)专利代理机构 天津合正知识产权代理有限
公司 12229
代理人 李震勇
(51)Int.Cl.
H05B 45/10(2020.01)
H05B 45/20(2020.01)
H05B 45/325(2020.01)
H05B 45/36(2020.01)
(54)实用新型名称
(57)摘要
本实用新型提供了一种RGB三LED灯的灯
光控制电路，包括采用型号为PIC18F87J50的主
控芯片，主控芯片的第27、28、29、30、33、34引脚
各连接一路灯控单元电路，
每路灯控单元电路连接一LED灯珠。本实用新型通过简单的三极管控
制mos管导通，实现控制RGB中不同基本颜灯珠
开关，通过改变pwm参数达到调节RGB中不同基本
颜灯珠的电流，从而组合改变灯光的颜，通
过简单的485通信协议改变PWM的参数，从而用通
信报文直接改变灯光亮暗，颜；这种控制方式
简单实用，成本低廉，
适用于多种灯光控制场合。权利要求书1页 说明书4页 附图7页CN 212324415 U 2021.01.08
C N 212324415
U
1.RGB三LED灯的灯光控制电路，其特征在于，包括采用型号为PIC18F87J50的主控芯片(IC4)，主控芯片的第27、28、29、30、33、34引脚各连接一路灯控单元电路，将这些引脚定义为灯控引脚，每路灯控单元电路包括由两个分压电阻组成的灯控第一分压电路、灯控电阻、由两个分压电阻组成的灯控第二分压电路，以及灯控三极管和灯控MOS管；灯控第一分压电路两端分别接正3.3V直流电源和地，灯控第一分压电路的两个分压电阻之间分别连接灯控引脚和灯控电阻的一端，灯控电阻的另一端接灯控三极管的基极B，灯控三极管的发射极接地，集电极接灯控第二分压电路的两个分压电阻之间，灯控第二分压电路的一端接正12V直流电源，另一端接灯控MOS管的栅极，灯控MOS管的源极接地，漏极接一LED灯。
2.根据权利要求1所述的RGB三LED灯的灯光控制电路，其特征在于，还包括一MAX3485芯片，主控芯片的第35至38引脚分别连接MAX3485芯片的第2、3、4、1引脚；MAX3485芯片的第5引脚接地，第8引脚接正
3.3V直流电源，第6、7引脚分别接第一SP0503BAHT芯片(IC3)的第3、2引脚，第一SP0503BAHT芯片(IC3)的第1引脚接地。
3.根据权利要求2所述的RGB三LED灯的灯光控制电路，其特征在于，还包括第二SP0503BAHT芯片(IC5)，主控芯片的第16、17引脚与第二SP0503BAHT芯片(IC5)和USB接线端共同组成与USB通信的电路，第二SP0503BAHT芯片(IC5)为USB通信提供电压保护。
4.根据权利要求1所述的RGB三LED灯的灯光控制电路，其特征在于，主控芯片的第53至58引脚各接一路按键输入单元电路，每路按键输入单元电路包括一按键三极管及其上拉电阻、两个分压电阻组成的按键分压电路，按键分压电路一端接第三接线端子排的一个接线端，另一端接正12V直流电源，按键分压电路两分压电阻之间接按键三极管的基极B，按键三极管的发射极E接地，集电极与上拉电阻一端及主控芯片的相应引脚连接，按键上拉电阻的另一端接正3.3V直流电源。
5.根据权利要求1所述的RGB三LED灯的灯光控制电路，其特征在于，主控芯片的第24引脚经第二十电阻接正3.3V直流电源；第26、11、31、51、70引脚接地；第25、32、48、71引脚接正3.3V直流电源；第23引脚接正5V直流电源(+5VBUS)，用于USB升级时USB接口的输入电源；第12引脚分别接正3.3V直流电源和第八电容C8的一端，第八电容C8的另一端接地。
6.根据权利要求1所述的RGB三LED灯的灯光控制电路，其特征在于，主控芯片的第49引脚连接12MHz时钟电路，控制芯片提供的方波占空比，实现定时器功能，控制PWM输出。
7.根据权利要求1所述的RGB三LED灯的灯光控制电路，其特征在于，主控芯片的第9引脚连接一RC
复位电路。
8.根据权利要求1所述的RGB三LED灯的灯光控制电路，其特征在于，主控芯片的第1引脚连接一继电器电路，继电器输出口可外接声音报警器，可在灯珠颜变化同时发出提示音。
9.根据权利要求1所述的RGB三LED灯的灯光控制电路，其特征在于，主控芯片的第1引脚接IO输出单元电路，第80引脚接IO输入单元电路。
权 利 要 求 书1/1页CN 212324415 U
RGB三LED灯的灯光控制电路
技术领域
[0001]本实用新型属于灯光颜控制领域，尤其是涉及一种基于多路PWM调节电流变化实现改变LED灯珠通断、亮暗的控制电路。
背景技术
[0002]目前灯光控制系统中，控制模块和通信模块彼此分离，或者颜控制是预设固定颜为主。无
法做到对灯光颜的任意控制，这导致灯光单独控制无法和生活生产中的其它应用进行对接，实现联动。这需要一种可以通过常用通信方式精确控制灯光颜变化的方法，实现与生活生产中的其它应用无缝对接的功能。
[0003]多LED灯光是由RGB(即红、绿、蓝三)三种基本组合而成的，灯光颜的变化是通过红绿蓝三灯珠的通断和亮暗的方式实现的。由于灯光通断和亮暗的变化是由连接在灯珠的电流大小实现的。灯光的彩变化对电流的要求精度很高，电流的微小差距都会导致颜的偏差。同时多个通信模块同时应用增加了通信延时和控制时效；并且模块本身很贵，成本很大。
[0004]在市场上现有的灯光控制器多是应用几种预设颜，或者固定采集声音或者光电信号等等。这些局限了灯光在生产生活中的灵活应用。更是难以满足在日益丰富的互动互联场景下的应用。
实用新型内容
[0005]本实用新型要解决的问题是通过简易电路实现灯光任意颜控制和与上位通信的功能，通过实时读取上位的通信信息，不断改变灯光的颜，解决通信模块应用多延时长，彩差异大，功能单一，灯光颜需求多样性的问题。
[0006]具体方案为：RGB三LED灯的灯光控制电路，包括采用型号为PIC18F87J50的主控芯片，主
控芯片的第27、28、29、30、33、34引脚各连接一路灯控单元电路，将这些引脚定义为灯控引脚，每路灯控单元电路包括由两个分压电阻组成的灯控第一分压电路、灯控电阻、由两个分压电阻组成的灯控第二分压电路，以及灯控三极管和灯控MOS管；灯控第一分压电路两端分别接正3.3V直流电源和地，灯控第一分压电路的两个分压电阻之间分别连接灯控引脚和灯控电阻的一端，灯控电阻的另一端接灯控三极管的基极B，灯控三极管的发射极接地，集电极接灯控第二分压电路的两个分压电阻之间，灯控第二分压电路的一端接正12V直流电源，另一端接灯控MOS管的栅极，灯控MOS管的源极接地，漏极接一LED灯。
[0007]进一步，还包括一MAX3485芯片，主控芯片的第35至38引脚分别连接MAX3485芯片的第2、3、4、1引脚；MAX3485芯片的第5引脚接地，第8引脚接正3.3V直流电源，第6、7引脚分别接第一SP0503BAHT芯片的第3、2引脚，第一SP0503BAHT芯片的第1引脚接地。
[0008]进一步，还包括第二SP0503BAHT芯片，主控芯片的第16、17引脚与第二SP0503BAHT 芯片和USB接线端共同组成与USB通信的电路，第二SP0503BAHT芯片为USB通信提供电压保护。
[0009]进一步，主控芯片的第53至58引脚各接一路按键输入单元电路，每路按键输入单元电路包括一按键三极管及其上拉电阻、两个分压电阻组成的按键分压电路，按键分压电路一端接第三接线端子排的一个接线端，另一端接正12V直流电源，按键分压电路两分压电阻之间接按键三极管的基极B，按键
三极管的发射极E接地，集电极与上拉电阻一端及主控芯片的相应引脚连接，按键上拉电阻的另一端接正3.3V直流电源。
[0010]进一步，主控芯片的第24引脚经第二十电阻接正3.3V直流电源；第26、11、31、51、70引脚接地；第25、32、48、71引脚接正3.3V直流电源；第23引脚接正5V直流电源，用于USB升级时USB接口的输入电源；第12引脚分别接正3.3V直流电源和第八电容C8的一端，第八电容C8的另一端接地。
[0011]进一步，主控芯片的第49引脚连接12MHz时钟电路，控制芯片提供的方波占空比，实现定时器功能，控制PWM输出。
[0012]进一步，主控芯片的第9引脚连接一RC复位电路。
[0013]进一步，主控芯片的第1引脚连接一继电器电路，继电器输出口可外接声音报警器，可在灯珠颜变化同时发出提示音。
[0014]进一步，主控芯片的第1引脚接IO输出单元电路，第80引脚接IO输入单元电路。[0015]本实用新型通过简单的三极管控制mos管导通，实现控制RGB中不同基本颜灯珠开关，通过改变pwm参数达到调节RGB中不同基本颜灯珠的电流，从而组合改变灯光的颜，通过简单的485通信协议改变PWM的参数，从而用通信报文直接改变灯光亮暗，颜；这种控制方式简单实用，成本低廉，适用于多种灯光控制场合。
附图说明
[0016]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
[0017]图1为本实用新型的完整的电路原理图；由于本原理图较大，故需分解为以下各局部电路示意图进行详细展示；
[0018]图2为其中的主控芯片IC4及其引脚的示意图；
[0019]图3为与IC4的第53至58引脚相连接的局部电路示意图；
[0020]图4为与IC4的第27、28、29、30、33、34引脚相连接的局部电路示意图；
[0021]图5为与IC4的第63至69和第72至76引脚相连接的局部电路示意图；
[0022]图6为与IC4的第47和52引脚相连接的局部电路示意图；
[0023]图7为与IC4的第16和17及35至38引脚相连接的局部电路示意图；
[0024]图8为与IC4的第9和49引脚相连接的局部电路示意图；
[0025]图9为与IC4的第1、79和80引脚相连接的局部电路示意图；
[0026]图10为电源电路原理图；
[0027]图11为去耦电容电路原理图。
具体实施方式
[0028]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可
以相互组合。
[0029]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0030]图1为本实用新型的完整的电路原理图；由于本原理图较大，为了更清晰展现，本文将图1的大图分解为各个局部电路示意图；
[0031]如图2所示，主控芯片IC4采用型号为PIC18F87J50的芯片；从图中可见，主控芯片IC4的第24引脚经第二十电阻接正3.3V直流电源；第26、11、31、51、70引脚接地；第25、32、48、71引脚接正3.3V直流电源；第23引脚接正5V直流电源(+5VBUS)，用于USB升级时USB接口的输入电源；第12引脚分别接正3.3V直流电源和第八电容C8的一端，第八电容C8的另一端接地；
[0032]如图3所示，主控芯片IC4的第53至58引脚各接一路按键输入单元电路，经第三接线端子排J3接触控按键，支持12V低电平输入。通过触控按键的按钮控制灯光颜的改变和灯珠的通断。以第53引脚所接按键输入单元电路为例，包括一按键三极管Q21及其上拉电阻R57、两个分压电阻(R59、R61)组成的按键分压电路，按键分压电路一端接第三接线端子排J3的一个接线端，另一端接正12V直流电源，按键分压电路两分压电阻之间接按键三极管Q21的基极B，按键三极管Q21的发射极E接地，集电极C与上拉电阻R57一端及主控芯片的第53引脚连接，按键上拉电阻R57的另一端接正3.3V直流电源。
[0033]如图4所示，主控芯片IC4的第27、28、29、30、33、34引脚各连接一路灯控单元电路，将这些引脚定义为灯控引脚，每路灯控单元电路基于通过控制灯泡控制灯控三极管从而控制灯控mos管通断实现对所连接的一个LED灯珠亮灭的控制；以第28引脚所连接的灯控单元电路为例，其中包括由两个分压电阻(R62、R63)组成的灯控第一分压电路、灯控电阻R29、由两个分压电阻(R25、R27)组成的灯控第二分压电路，以及灯控三极管Q6和灯控MOS管Q4；灯控第一分压电路两端分别接正3.3V直流电源和地，其两分压电阻之间分别连接第28引脚(灯控引脚)和灯控电阻R29的一端，灯控电阻R29的另一端接灯控三极管Q6的基极B，灯控三极管Q6的发射极E接地，集电极C接灯控第二分压电路的两分压电阻之间，灯控第二分压电路的一端接正12V直流电源，另一端接灯控MOS管Q4的栅极，灯控MOS管的源极接地，漏极接一LED灯；
[0034]每路灯控单元电路，利用单片机的定时器PWM输出控制LED灯珠的亮暗程度，通过对对占空比
调节，控制输出电流的改变。由于PWM信号频率很高，我们无法通过肉眼观察到每一个周期LED灯亮灭的变化，这样形成平均电压。平均电压决定了平衡电流，从而改变RGB 三灯珠的亮暗程度，实现不同颜额的调节。
[0035]红蓝绿三种灯珠分别接到灯控引脚，灯控引脚的平均电压的输出控制灯控三极管(Q6、Q7、Q10、Q11、Q14、Q15)的导通和关闭改变灯控MOS管(Q4、Q5、Q8、Q9、Q12、Q13)的电流大小，控制LED灯珠的亮暗程度；本电路板采用六路输出形式，可以实现对两组RGB灯带的控制。
[0036]图5所示为与主控芯片IC4的第63至69和第72至76引脚相连接的局部电路示意图，这些引脚连接的拨码开关，可实现对控制板多种预设颜的改变。
[0037]图6为与主控芯片IC4的第47和52引脚相连接的局部电路示意图；J8是主控芯片IC4的烧写接口座子，用于连接烧写器；第47引脚是数据线，第52引脚是时钟线，用于和烧写器器通信和数据传输。
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