СВЕТОТЕХНИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК H05B39/04 

Изобретение относится к светотехнике и может быть использовано для динамического освещения различных культурно-развлекательных мероприятий.

Известно светотехническое устройство программированного переключения ламп освещения, в котором требуемая программа переключения ламп выбирается вручную или автоматически по замкнутому циклу. Это устройство позволяет получать некоторые световые эффекты, например бегущие огни, попарное переключение ламп и другие [1] .

Известно светотехническое устройство, предназначенное для создания различных световых эффектов: бегущие огни с различным числом одновременно включенных ламп, изменение движения света (реверс бегущих огней), а также получить эффект, когда лампы поочередно зажигаются, а затем поочередно гаснут [2] .

Недостатками известных светотехнических устройств являются, во-первых, несоответствие получаемых световых эффектов с ритмом движений участников действия, а во-вторых, однообразие и нединамичность световых эффектов, создаваемых устройствами.

Сущность изобретения заключается в повышении зрелищного эффекта за счет введения связи между световыми эффектами, создаваемыми устройством, с ритмом движений участников действия, используя эффект Доплера на ультразвуковой частоте.

Так как световыми эффектами, создаваемыми данным устройством, управляют непосредственно сами участники действия, то они соответствуют динамике их движений, что значительно повышает зрелищный эффект.

В основу синтеза световых эффектов, создаваемых устройством, положен принцип выделения и частотного анализа доплеровского сдвига частоты ультразвуковых колебаний, возникающего вследствие отражения ультразвука от подвижных объектов, т. е. участников действия.

Для введения связи между световыми эффектами, создаваемыми устройством, и ритмом движений участников действия в помещении устанавливается несколько (в зависимости от размера помещения) передающих и приемных ультразвуковых преобразователей. Передающие преобразователи подключены к генератору ультразвуковых колебаний, а выходы приемных преобразователей подключены к схеме выделения и обработки доплеровского сигнала, состоящей из входного усилителя, смесителя, фильтра нижних частот, усилителя доплеровского сигнала, компрессора, выход схемы подключен к преобразователю частота - напряжение, сигнал с которого используется для изменения частоты генерации генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовым управляющим входом программированного переключателя освещения на основе сдвигающего регистра с обратными связями, к выходу которого подключен лампы первой группы. Кроме того, к выходу схемы выделения и обработки доплеровского сигнала подключена группа полосовых фильтров, выходы которых подключены к схеме управления лампами второй группы, состоящей из детекторов полосовых фильтров, фильтров детекторов, триггероа Шмитта, дешифратора двоичного кода в десятичный, к выходам которого подключены симисторные усилители ламп второй группы, выходы схемы управления соединены с лампами второй группы.

На чертеже представлена блок-схема светотехнического устройства.

Устройство содержит генератор ультразвуковых колебаний 1, передающие ультразвуковые преобразователи 2, приемные ультразвуковые преобразователи 3, входной усилитель 4, смеситель 5, фильтр нижних частот 6, усилитель доплеровского сигнала 7, компрессора 8, четыре полосовых фильтрa 9, детекторы 10 полосовых фильтров, фильтры 11 детекторов и триггеры Шмитта 12, дешифратора 13 двоичного кода в десятичный 13, шестнадцать симисторно-оптронных усилителей 14, лампы второй группы 15, блок питания 16, преобразователь частота - напряжение 17, генератор18 тактовых импульсов, управляемого напряжением, программированный переключатель освещения 19 с тактовым управляющим входом, лампы первой группы 20.

Электрические колебания с генератора 1 подаются на передающие преобразователи 2, которые возбуждают ультразвуковые волны в окружающем пространстве. Отраженный от различных подвижных и неподвижных объектов ультразвук преобразуется в электрические колебания приемными преобразователями 3, которые затем усиливаются входным усилителем 4 и подаются на смеситель 5. Смеситель 5 служит для выделения разностной доплеровской частоты из сигналов более высокой частоты, образованных излучаемыми колебаниями и колебаниями, отраженными от подвижных объектов. К смесителю 5 также подводится напряжение генератора 1. В качестве смесителя в устройстве использован обычный диодный смеситель. Далее сигнал со смесителя 5 поступает на фильтр нижних частот 6, который не пропускает в усилитель доплеровского сигнала 7 напряжение более высокой частоты с генератора 1 и входного усилителя 4. Доплеровский сигнал с фильтра нижних частот 6 усиливается усилителем доплеровского сигнала 7. Компрессор 8 служит для поддержания примерно одинакового уровня сигнала на выходе схемы выделения и обработки доплеровского сигнала. Так как в процессе работы устройства расстояние между ультразвуковыми преобразователями 2 и 3 и участниками действия может изменятся, то напряжение доплеровского сигнала на выходе усилителя 7 также будет изменяться. В устройстве использован компрессор, состоящий из усилителя, управляемого напряжения, и детектора выходного напряжения, выходом подключенного к управляющему входу этого усилителя.

Скомпенсированный доплеровский сигнал подается на преобразователь частота - напряжение 17, сигнал с которого подается на управляющий вход генератора 18 тактовых импульсов, управляемого напряжением, выход которого соединен с тактовым управляющим входом программированного переключателя освещения 19, к выходу которого подключены лампы первой группы 20.

Кроме того, к компрессору 8 подключены четыре полосовых фильтра 9. Спектральные составляющие доплеровского сигнала, выделенные фильтрами 9, детектируются детекторами 10. Пульсирующие напряжения с детекторов сглаживаются фильтрами 11 и подаются на триггеры Шмитта 12, которые необходимы для согласования аналоговых выходов фильтров 11 детекторов с цифровыми входами дешифратора 13. Сигналы с всех четырех выходов триггеров Шмитта подаются на дешифратор 13 двоичного кода в десятичный 13, к каждому из шестнадцати выходов которого подключен симисторно-оптронный усилитель 14, нагруженный на свою лампу второй группы 15. Элементы 10-14 образуют схему управления лампами второй группы 15.

Светохимическое устройство работает следующим образом:
Если в приемные преобразователи попадают ультразвуковые волны, отраженные только от неподвижных объектов, то на выходе смесителя 5 отсутствует сигнал, обусловленный доплеровским сдвигом частоты ультразвуковых колебаний. Соответственно отсутствуют сигналы на выходах фильтров 9. На входе дешифратора 13 имеется кодовая комбинация 0000, поэтому горит первая из ламп 15. Так как напряжение на выходе преобразователя 17 отсутствует, то тактовый генератор 18 работает с минимальной частотой генерации; соответственно наиболее медленное переключаются лампы 20 программированным переключателем 19.

Если же в зоне действия ультразвуковых преобразователей находятся движущиеся объекты, то на выходе смесителя 5 будет спектр различных доплеровских частот, который разделяется полосовыми фильтрами 9. Тогда на входе дешифратора будет некоторая кодовая комбинация и ей будет соответствовать зажженная лампа из ламп второй группы 15. На выходе преобразователя частота - напряжение 17 будет напряжение, пропорциональное скорости движения объектов, т. е. участников действия. Поэтому при увеличении темпа движений участников действия будет происходить увеличение частоты тактового генератора 18, и вследствие будет увеличиваться скорость переключения ламп первой группы программированным переключателем 19 освещения. Таким образом, если объект двигается ускоренно, то будет происходить переход от зажженных ламп "тихого" канала до зажженных ламп "быстрого" канала и увеличится частота переключения ламп программированным переключателем освещения. (56) 1. Журнал "РАДИО", 1990, N 11, с. 65-66.

2. В помощь радиолюбителю. Вып. 104, 1989, с. 51-59.

Использование: в устройствах динамического освещения культурно-развлекательных мероприятий. Сущность изобретения: в светотехническое устройство для динамического освещения, содержащее первую группу ламп 15, программированный переключатель 19 с тактовым управляющим входом и генератор 18 тактовых импульсов, введены вторая группа ламп 20, схема управления на элементах 10 - 14, передатчик 2 ультразвуковых колебаний с генератором 1 ультразвуковых колебаний, приемник 3 ультразвуковых колебаний, схема выделения и обработки доплеровского сигнала, выполненная на входном усилителе 4, смесителе 5, фильтре 6 нижних частот смесителя, усилителе 7 доплеровского сигнала и компрессоре 8, группа полосовых фильтров 9 и преобразователь 17 частота - напряжение, что позволяет повысить зрелищный эффект за счет введения связи между световыми эффектами, создаваемыми устройством, и ритмом движения участников мероприятия. 1 ил.

СВЕТОТЕХНИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ, содержащее первую группу ламп, программированный переключатель с тактовым управляющим входом и генератор тактовых импульсов, выходом подключенный к тактовому управляющему входу программированного переключателя, при этом лампы первой группы подключены к выходам этого переключателя, отличающееся тем, что в него введены вторая группа ламп, схема управления, передатчик ультразвуковых колебаний с генератором ультразвуковых колебаний, приемник ультразвуковых колебаний, схема выделения и обработки доплеровского сигнала, группа полосовых фильтров и преобразователь частота-напряжение, генератор тактовых импульсов выполнен в виде управляемого генератора с частотой следования импульсов, зависящей от величины напряжения на управляющем входе этого генератора, схема выделения и обработки доплеровского сигнала первым и вторым входами подключена к выходам приемника и генератора ультразвуковых колебаний соответственно, а выходом - к входам полосовых фильтров и входу преобразователя частота -напряжение, выходом подключенного к управляющему входу генератора тактовых импульсов, выходы полосовых фильтров подключены к соответствующим входам схемы управления, к выходам которой подключены лампы второй группы, схема выделения и обработки доплеровского сигнала выполнена на входном усилителе, смесителе, фильтре нижних частот смесителя, усилителе доплеровского сигнала и компрессоре, служащем для сжатия динамического диапазона доплеровского сигнала, причем первым входом схемы выделения и обработки доплеровского сигнала является вход ее входного усилителя, выход этого усилителя соединен с первым входом смесителя, второй вход которого является вторым входом схемы выделения и обработки доплеровского сигнала, выход смесителя через последовательно соединенные фильтр нижних частот смесителя и усилитель доплеровского сигнала подключен к входу компрессора, выход которого служит выходом схемы выделения и обработки доплеровского сигнала.