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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 基于RS485總線(xiàn)的多功能演播廳布光系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作B類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 目前的布光系統(tǒng)多采用由PLC為核心的控制系統(tǒng)，成本高昂，通過(guò)矩陣方式雖然可以降低了成本，但那是以犧牲系統(tǒng)穩(wěn)定性為代價(jià)的，且PLC控制系統(tǒng)存在布線(xiàn)復(fù)雜的問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題，我們采用RS485總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的控制系統(tǒng)，不但使用更加靈活，具備可擴(kuò)展性，而且設(shè)備通用化，維修更換更加方便。
- 詳細(xì)介紹：
- 隨著我國(guó)廣播電視事業(yè)的發(fā)展，近年來(lái)各地電視臺(tái)陸續(xù)對(duì)原有演播廳進(jìn)行了技術(shù)改造，目前電視演播廳燈光控制系統(tǒng)包括調(diào)光和布光兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，它直接影響電視節(jié)目的錄制質(zhì)量，目前的布光系統(tǒng)多采用由PLC為核心的控制系統(tǒng)，成本高昂，通過(guò)矩陣方式雖然可以降低了成本，但那是以犧牲系統(tǒng)穩(wěn)定性為代價(jià)的，且PLC控制系統(tǒng)存在布線(xiàn)復(fù)雜的問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題，我們采用RS485總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的控制系統(tǒng)，不但使用更加靈活，具備可擴(kuò)展性，而且設(shè)備通用化，維修更換更加方便。 以控制機(jī)械三動(dòng)作聚光燈為例，每個(gè)機(jī)械三動(dòng)作聚光燈有3個(gè)直流伺服電機(jī)，分別控制仰、俯、左、右旋轉(zhuǎn)和聚焦散焦，由矩陣控制繼電器線(xiàn)圈，通過(guò)繼電器控制直流伺服電機(jī)。 由以上可見(jiàn)，PLC矩陣控制系統(tǒng)的布線(xiàn)非常復(fù)雜，一旦出現(xiàn)問(wèn)題很難查找，燈具及控制對(duì)象數(shù)量不能隨意增減。通過(guò)使用RS485總線(xiàn)技術(shù)，不但可以極大的簡(jiǎn)化線(xiàn)路，而且控制對(duì)象可以隨意增減，維護(hù)簡(jiǎn)單，一旦有燈具失靈只需更換相應(yīng)控制器即可 基于485總線(xiàn)結(jié)構(gòu)的控制信號(hào)線(xiàn)只需一根屏蔽雙絞線(xiàn)連接至各個(gè)燈具控制器即可，相對(duì)于PLC矩陣控制器，每個(gè)三動(dòng)作機(jī)械聚光燈至少6根信號(hào)線(xiàn)有明顯的布線(xiàn)優(yōu)勢(shì)，且基于總線(xiàn)結(jié)構(gòu)的燈具控制器數(shù)量是可以隨意增減的，每個(gè)燈具控制器由獨(dú)立的ID編碼對(duì)應(yīng)實(shí)際三動(dòng)作機(jī)械聚光燈或升降吊桿的編號(hào)。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 基于485總線(xiàn)結(jié)構(gòu)的控制信號(hào)線(xiàn)只需一根屏蔽雙絞線(xiàn)連接至各個(gè)燈具控制器即可，相對(duì)于PLC矩陣控制器，每個(gè)三動(dòng)作機(jī)械聚光燈至少6根信號(hào)線(xiàn)有明顯的布線(xiàn)優(yōu)勢(shì)，且基于總線(xiàn)結(jié)構(gòu)的燈具控制器數(shù)量是可以隨意增減的，每個(gè)燈具控制器由獨(dú)立的ID編碼對(duì)應(yīng)實(shí)際三動(dòng)作機(jī)械聚光燈或升降吊桿的編號(hào)。 創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵： （1）、布光控制采用RS485現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，接口芯片使MAX1482，具有驅(qū)動(dòng)256個(gè)節(jié)點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)能力，能承受高達(dá)8kV的靜電放電沖擊。 （2）、無(wú)線(xiàn)手持控制器，以NRF905為核心，可工作于433/868/915Mhz等ISM頻段（可以免費(fèi)使用）。后級(jí)高頻功率放大，傳輸距離達(dá)到500-1000m。 （3）、燈具控制器通用模塊化設(shè)計(jì)，方便維修更換。 （4）、采用AVRMega16單片機(jī)，內(nèi)置自動(dòng)奇偶校驗(yàn)，具有多處理器通信模式，方便組網(wǎng)，且抗干擾能力強(qiáng)。 主要技術(shù)指標(biāo)： 控制臺(tái)工作電壓 DC-5V 控制臺(tái)工作電流 600mA 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓 DC-24V 電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式 繼電器驅(qū)動(dòng) 遙控器工作電壓 DC-4.5V 遙控距離 1km 操作延時(shí) ≤30ms 最大燈具控制器數(shù)量 255 電機(jī)最大可通過(guò)電流 10A 燈具控制器工作電壓 24V
科學(xué)性、先進(jìn)性
- （1）、基于485現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的布光控制器，相對(duì)圖1-1所示矩陣控制器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受控端編碼靈活。 （2）、基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)結(jié)構(gòu)布線(xiàn)量，相對(duì)于PLC控制器布線(xiàn)量小，降低了系統(tǒng)成本。 （3）與PLC控制器相比，對(duì)系統(tǒng)模塊化程度高，檢修難度小。 （4）方便的遙控器操作，通過(guò)手持無(wú)線(xiàn)終端，可以方便的在布光現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)角落操作燈具，所有在操作臺(tái)上可以實(shí)現(xiàn)的功能，在遙控器上也都可以實(shí)現(xiàn)，且遙控距離可以達(dá)到1千米以上。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 在河南理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院產(chǎn)品鑒定時(shí)，李泉浠教授極力推薦，對(duì)此作品給予極力好評(píng)！ 在院科技產(chǎn)品評(píng)比時(shí)電氣系吳冰教授給予大力表彰；
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 雙方協(xié)商
作品可展示的形式
- ? 實(shí)物、產(chǎn)品；?現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明： 該系統(tǒng)有操作臺(tái)控制方式和遙控控制方式，工作人員可以通過(guò)操作臺(tái)上的操作按鈕來(lái)調(diào)節(jié)布光系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)切換至遙控方式時(shí)，操作臺(tái)開(kāi)始接收遙控指令，這時(shí)工作人員便可以使用遙控器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作。 該作品的技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)： （1）、布光控制采用RS485現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，使布光系統(tǒng)有更強(qiáng)的適應(yīng)性和可拓展性。 （2）、無(wú)線(xiàn)手持控制器，工作人員在演播廳內(nèi)可以用它遙控控制相應(yīng)的燈具，提高工作效率。 （3）、燈具控制器通用模塊化設(shè)計(jì)，方便維修更換。 （4）、采用AVR單片機(jī)，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。 基于RS485總線(xiàn)布光系統(tǒng)適用于大中型演播廳，在機(jī)械三動(dòng)作聚光燈、升降吊桿數(shù)量多的演播廳，總線(xiàn)結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)在成本上明顯低于PLC控制系統(tǒng)，它的易維護(hù)性和系統(tǒng)的可擴(kuò)展性也是PLC控制系統(tǒng)不能比擬的。因此基于RS485總線(xiàn)的演播廳布光系統(tǒng)有良好的市場(chǎng)前景。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 上個(gè)世紀(jì)70年代，我國(guó)開(kāi)始研發(fā)演播廳懸吊裝置和機(jī)電一體化燈具，并將二進(jìn)制編碼技術(shù)應(yīng)用于布光控制系統(tǒng)，并在各地的電視演播廳得以成功使用；80年代，布光系統(tǒng)由原來(lái)的模擬信號(hào)控制向數(shù)字化控制方向發(fā)展，并為DM512信號(hào)提供通道。目前我國(guó)中型以上的電視演播廳多采用分布式布光控制系統(tǒng)，但總體的智能化程度比較低，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 目前，布光系統(tǒng)正向著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，出現(xiàn)了基于總線(xiàn)結(jié)構(gòu)的布光系統(tǒng)，如RS485，CAN等。這些基于總線(xiàn)結(jié)構(gòu)的布光系統(tǒng)，不但具備良好的系統(tǒng)可拓展性，而且維修簡(jiǎn)易。相對(duì)于早期使用雙音多頻，PLC矩陣等方法，布光系統(tǒng)的布線(xiàn)量也大大減小，故障率明顯降低。
