本實用新型涉及一種舞臺燈光裝置，特別是涉及一種可以拼接擴展，使用方便，模塊化結構，光源為LED光源。涉及工業(yè)無線通信技術、無線電能傳輸及轉換技術、照明及照明控制技術領域。
背景技術：
舞臺燈光是現代舞臺演藝的關鍵系統(tǒng)元素。傳統(tǒng)舞臺燈光及照明裝置為傳統(tǒng)金鹵、鹵鎢或高壓鈉燈光源，耗能很高且會產生大量的熱量。傳統(tǒng)舞臺燈裝置控制采用的是基于DMX512協(xié)議的控制調光臺進行調光控制。隨著LED光源的發(fā)展成熟，LED舞臺燈逐漸替代傳統(tǒng)舞臺燈光源，更豐富的舞臺色彩和舞美實現方式多樣性逐漸形成。隨著智慧城市的發(fā)展，燈具應具備智能或遠程控制的對接能力。目前還沒有廣泛滲透于舞臺燈具。因此基于工業(yè)無線通信的控制技術完全可以應用于舞臺燈光裝置的光的強度及色彩控制。目前短距離無線能量傳輸技術開始應用于對手機的充電、以及對電動汽車的充電領域。對于照明尤其是舞臺燈光裝置還是很適合的。其優(yōu)點在于LED光源可以不用太大的能量功耗，阻抗較低，無線傳能的損耗可以控制在較小范圍內。對于照明燈具裝置系統(tǒng)內部可以節(jié)省空間，使模塊化系統(tǒng)更加清晰可見，也便于維護。
基于以上分析，本實用新型提出了一種模塊化結構舞臺燈光裝置，可擴展多臺裝置，裝置內部調光控制及光源用電來源于無線電能傳輸并轉化為穩(wěn)定直流，LED調光控制采用zigbee無線通信控制接收用戶端指令發(fā)射裝置的指令和控制數據包，并結合驅動器進行智能調光。該舞臺燈光的應用可以有效的提高工作效率，滿足舞臺應用的需要，具有一定的實用和推廣價值。
技術實現要素：
本實用新型所要解決的技術問題是，提出了單元模塊化結構，設計簡單，可拼接擴展的LED舞臺燈光裝置系統(tǒng)。LED舞臺燈通過zigbee無線通信調光調色控制，并且裝置內部光源直流電能及調光設備直流電能來源于無線電能的傳輸。
本實用新型所采用的技術方案是：一種舞臺燈光裝置包括裝置電源及電源擴展、光源區(qū)域、調光調色控制、直流變換及光源驅動、無線電能傳輸轉換單元、散熱管理六部分單元系統(tǒng)。其特征在于，各大單元系統(tǒng)空間布局合理，交流、直流、光源分開，熱管理均布與整個裝置。減少整個系統(tǒng)各功能單元及下層模塊及電路互相干擾。保證系統(tǒng)穩(wěn)定。
所述的調光調色控制單元包括有PWM信號輸出及采集信號線組、調光調色控制核心模塊、基于zigbee的無線信號發(fā)射接收天線。通過zigbee協(xié)議，無線信號發(fā)射接收天線，接收用戶的遠程無線操作指令，將控制信息傳遞給調光調色控制核心模塊處理，進而通過PWM信號輸出線組發(fā)送指令給直流變換及光源驅動單元的光源驅動直流供電模塊對光源調光調色。同時調光調色控制核心模塊實時采集光源驅動直流供電模塊的輸出電參數，通過zigbee無線協(xié)議由無線信號發(fā)射接收天線反饋遠程發(fā)送給用戶管理并分析，從而用戶可以調整調光調色指令，進行校正。
所述的直流變換及光源驅動單元包括調光調色控制器直流供電模塊、光源驅動直流供電模塊。分別完成為對調光調色控制單元、直流變換及光源驅動單元的輸入電信號適配，以及調光調色驅動。
所述的裝置電源及電源擴展單元包括交流輸入電源，用于整個裝置的電源輸入及級聯(lián)擴展電源接口。
所述的無線電能傳輸轉換單元在設備中間部位，傳輸方向為豎直方向，空間為筒形空間，空間外壁為金屬，并噴涂碳纖維材料，構成筒形側向屏蔽，以更大程度減少無線電能傳輸對單元外各單元的側向電磁干擾。
所述的無線電能傳輸轉換單元包括筒形側向屏蔽、無線電能信號控制模塊、震蕩發(fā)射線圈、無線電能接收線圈、電信號整理及直流轉換模塊，可以使調整好的交流電能形成可靠的無線電能傳輸并轉換成穩(wěn)定的12V直流電能。
所述光源區(qū)域模塊所利用的電能為無線電能傳輸轉換單元傳輸并轉換的直流電，經過直流變換及光源驅動單元中光源驅動直流供電模塊的三組DC-DC并具有PWM調光信號接收的LED驅動電路組成的驅動器組為LED光源進行驅動。
所述光源區(qū)域模塊在裝置最前端設置圓形光斑玻璃透鏡，使舞臺燈光形成圓形光斑。
所述舞臺燈光裝置緊貼LED燈珠分組陣列燈板引出帶6根銅管的散熱板面，散熱銅管沿裝置內壁延伸至設備后部進行交匯，并在后部連接散熱片。散熱片后方有吸式風葉，依靠電機帶動，使整套裝置的散熱形成被動與主動相結合的散熱系統(tǒng)模式。
所述散熱管理系統(tǒng)單元，在裝置后部銅管處設置溫度傳感器監(jiān)測待測點溫度，溫度傳感信號被設置在裝置后部的電機轉速控制器采集，并根據溫度控制電機的轉速及啟停，從而保證光源區(qū)域單元順利散熱。
本實用新型描述的一種舞臺燈光裝置，是實現舞臺燈光明暗、顏色調節(jié)的燈光發(fā)射裝置，適合于舞臺情景燈光照明使用。裝置調光調色控制所接收的用戶調光信號指令以及光源驅動的電信號采集反饋數據是通過zigbee無線通信信號傳輸的。LED光源部分以及調光調色控制單元所依賴的供電均為直流輸入。直流電能來源于裝置中間筒形空間范圍的無線電能傳輸并轉換。裝置光源散熱管理系統(tǒng)采用被動及主動結合，通過銅管、散熱片、及可隨監(jiān)測溫度變換轉速的抽吸式散熱風葉散熱。裝置可以進行擴展，通過擴展接口和電源轉接口進行擴展。
附圖說明
圖1是本實用新型的裝置結構示意圖；
其中：
1：調光調色控制單元（直流輸入）
2：光源區(qū)域單元
3：裝置電源及電源擴展單元
4：無線電能傳輸轉換單元
5：直流變換及光源驅動單元
6：散熱管理系統(tǒng)單元
11：天線
12：PWM信號輸出及采集信號線組
13：調光調色控制核心模塊
21：LED燈珠分組陣列（燈板）
22：圓形光斑玻璃透鏡
31：交流輸入電源
32：級聯(lián)擴展電源接口
41：筒形側向屏蔽
42：無線電能信號控制
43：震蕩發(fā)射線圈
44：無線電能接收線圈
45：電信號整理及直流轉換
51：調光調色控制器直流供電模塊
52：光源驅動直流供電模塊
61：銅管
62：散熱片（體）
63：電機及風葉
64：電機轉速控制器
65：溫度傳感器
具體實施方式
下面結合實施例和附圖對本實用新型的一種舞臺燈光裝置做出詳細的說明。
如圖1所示，本實用新型的一種舞臺燈光裝置，包括有裝置電源及電源擴展單元3，給裝置提供電源來源以及為擴展第二臺系統(tǒng)裝置提供電源擴展。并設有無線電能傳輸轉換單元 4，將裝置電源及電源擴展單元3中交流輸入電源31的交流電能無線傳輸并轉換成12V直流電，供給直流變換及光源驅動單元5，進而分別為調光調色控制單元1以及光源區(qū)域單元2提供直流及驅動電能。調光調色控制單元1接收用戶發(fā)出的zigbee無線調光指令，以PWM信號方式，分組向直流變換及光源驅動單元5發(fā)送調光數字信號，以便對光源區(qū)域單元2的分組LED陣列進行調光及調色。光源區(qū)域單元2的LED陣列會產生熱量，需要有散熱管理系統(tǒng)單元6將LED陣列產生的熱量有效散出整個裝置，保證光學系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠。
如圖1所示，所述的調光調色控制單元1包括有天線11，用于接收用戶場內或遠程的無線調光控制指令，并且發(fā)送由調光調色控制核心模塊13反饋給用戶端平臺由裝置光源區(qū)域的各組驅動52輸出的電壓及電流數據。用戶可以通過反饋的電學數據進行光色的軟件分析，并再次向調光調色控制單元1發(fā)送調光調色調整指令，進行實時的調光調色矯正。調光調色控制單元1調光信號及采集信號通過PWM信號輸出及采集信號線組12與直流變換及光源驅動單元5進行指令信號及數據的傳輸。調光調色控制核心模塊13通過單片機將接收到的無線信號指令通過5V PWM信號分組傳送給光源驅動直流供電模塊52對應的分別代表RGB的驅動電路PWM信號接收端口。調光調色控制核心模塊13利用其中的A/D轉換通過12中的數據傳輸線組從光源驅動直流供電模塊52內部各RGB驅動電路輸出端采集電壓、電流數據。然后經過單片機處理通過zigbee協(xié)議，天線11發(fā)出反饋信號和數據給用戶。
如圖1所示，所述光源區(qū)域單元2包括LED燈珠分組陣列（燈板）21和圓形光斑玻璃透鏡22。LED燈珠分組陣列（燈板）21將RGB三種基色的單色LED燈珠以若干圓周分組布置燈板電路，并同色分組驅動。圓形光斑玻璃透鏡22在整個裝置最前方，與LED燈珠分組陣列（燈板）21平面距離控制在最佳焦距。圓形光斑玻璃透鏡22配光為圓型配光，各方向角度光強等強。
如圖1所示，所述裝置電源及電源擴展單元3分布在無線電能傳輸轉換單元4上下兩端?？拷鼰o線電能傳輸轉換單元4中震蕩發(fā)射線圈43為交流輸入電源31，為整套裝置提供電能來源?？拷鼰o線電能傳輸轉換單元4中無線電能接收線圈44為級聯(lián)擴展電源接口32，用于需要擴展第二臺同樣裝置提供擴展電源。二者為并聯(lián)關系。擴展設備時通過兩臺設備連接法蘭進行裝置間結構連接。
如圖1所示，所述的無線電能傳輸轉換單元4包括有無線電能信號控制42，可反饋及調整震蕩發(fā)射線圈43的電能頻率和功率，震蕩發(fā)射線圈43調整可以與無線電能接收線圈44產生電磁耦合感應的頻率及功率，并低損耗將電能傳送出去，由無線電能接收線圈44耦合接收。實現無線電能傳輸后，通過電信號整理及直流轉換模塊45，將接收的電能進行濾波、整流、穩(wěn)壓等電路轉換成穩(wěn)定12V直流電能信號。用于給調光調色控制單元1以及直流變換及光源驅動單元5提供穩(wěn)定的直流電源。所述的無線電能傳輸轉換單元4位于整套裝置中心，自上而下方向，并由筒形側向屏蔽41將其囊入。筒形側向屏蔽41外壁為金屬，并噴涂碳纖維材料，以更大程度減少無線電能傳輸對單元外各單元的側向電磁干擾。
如圖1所示，所述的直流變換及光源驅動單元5包括調光調色控制器直流供電模塊51以及光源驅動直流供電模塊52，均由模塊45提供直流電源。調光控制器直流供電模塊51通過穩(wěn)壓電路為調光調色控制單元1提供恒壓穩(wěn)壓直流供電。光源驅動直流供電模塊52為恒流驅動，內部有調光驅動芯片、電壓電流輸出采集電路及溫度補償電路，可以較精準接收PWM信號，實現誤差小于3%調光功能。光源驅動直流供電模塊52至少有三組子模塊，分別對RGB單色LED電路組進行調光調色驅動。
如圖1所示，所述的散熱管理系統(tǒng)單元6通過與LED燈珠分組陣列（燈板）21緊密熱接觸的散熱體62以及六組銅管61將LED燈珠分組陣列（燈板）21的熱量導出，通過沿著裝置內壁均布的六組銅管61將熱量傳導到裝置后部熱管理核心區(qū)域。六組銅管在裝置后部垂直平面呈米子型交匯，并與平行面的六組散熱體62緊密接觸，增加散熱面積并形成出風道。散熱管理系統(tǒng)單元6配備抽吸式電機及風葉63，形成對裝置內部空氣的抽吸力，配合裝置前部和后部外殼的鏤空部分，形成熱交換氣流的通道。實現被動和主動配合的熱管理模式。裝置后部的上壁銅管連接有溫度傳感器65，將溫度采集信號輸入電機轉速控制器64。電機轉速控制器64內置單片機對采集信號進行六檔溫度對應轉速的算法處理，進而控制電機及風葉63的起停及轉速變化。實現穩(wěn)定的熱管理，確保LED燈珠分組陣列（燈板）21的長時穩(wěn)定照明工作。