CN210241301U - 灯光***及应用其的魔方灯效机箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种灯光***及应用其的魔方灯效机箱，涉及装饰性灯光技术领域，其包括主控和一个以上的LED灯组；每个所述LED灯组均包括一个以上与所述主控连接的RGB单元，每个所述LED灯组中的所述RGB单元在同一平面上阵列设置。本实用新型主要解决装饰性灯光不能形成联动效果的问题；所有RGB单元通过主控实现联动调控，从而实现了装饰性灯光的联动效果，能够为计算机、计算机周边设备、家用电器以及家装等物品提供良好的视觉效果，满足更多消费者的需求。

Description

灯光***及应用其的魔方灯效机箱

技术领域

本实用新型涉及装饰性灯光技术领域，具体为一种灯光***及应用其的魔方灯效机箱。

背景技术

随着计算机技术的发展，消费者不仅对计算机的性能提出越来越高的要求，而且对于计算机及其周边设备的工业设计要求也越来越高，对此，厂商在计算机及其周边设备上加装LED灯条和带LED的风扇等装饰性灯光已成主流趋势。

虽然LED灯条和带LED的风扇能够提供装饰性灯光，提高计算机及其周边设备的视觉效果，但是LED灯条和带LED的风扇的灯效相对独立，不能形成联动效果，对于视觉效果的提升作用较为有限。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种灯光***，能够为计算机、计算机周边设备、家用电器以及家装等物品提供联动的装饰性灯光效果，提高其视觉效果。

本实用新型的另一目的在于提供一种魔方灯效机箱，能够实现联动的装饰性灯光，其视觉效果良好。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种灯光***，包括主控和一个以上的LED灯组；每个所述LED灯组均包括一个以上与所述主控连接的RGB单元，每个所述LED灯组中的所述RGB单元在同一平面上阵列设置。

上述技术方案中，每个所述LED灯组中，所述RGB单元级联连接后与所述主控连接。

上述技术方案中，所述RGB单元包括红色LED灯珠、绿色LED灯珠、蓝色LED灯珠以及LED驱动芯片；所述LED驱动芯片包括：OUTR引脚，用于连接并驱动所述红色LED灯珠；OUTG引脚，用于连接并驱动所述绿色LED灯珠；OUTB引脚，用于连接并驱动所述蓝色LED灯珠；DOUT引脚，用于连接级联连接中的下一LED驱动芯片；DIN引脚，用于连接所述主控或者级联连接中的上一LED驱动芯片的DOUT引脚，以接收驱动数据。

上述技术方案中，所述主控为微控制器。

上述技术方案中，该种灯光***还包括USB接口和USB转串口芯片；所述USB接口、所述USB转串口芯片以及所述主控依次信号连接。

上述技术方案中，该种灯光***还包括4pin风扇接口，所述4pin风扇接口的PWM控制信号引脚与所述主控的PWM输出引脚连接。

一种魔方灯效机箱，包括机箱本体和上述的灯光***；所述机箱本体的正面、左右两侧面以及顶面分别设有所述LED灯组。

上述技术方案中，每个所述LED灯组均包括以三行三列形式阵列设置的所述RGB单元。

上述技术方案中，所述灯光***还包括4pin风扇接口，所述4pin风扇接口的PWM控制信号引脚与所述主控的PWM输出引脚连接；所述机箱本体的散热风扇与所述4pin风扇接口电性连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、该种灯光***，LED灯组包括与主控连接的RGB单元，每个LED灯组中的RGB单元在同一平面上阵列设置，所有RGB单元通过主控实现联动调控，从而实现了装饰性灯光的联动效果，能够为计算机、计算机周边设备、家用电器以及家装等物品提供良好的视觉效果，满足更多消费者的需求。

2、该种魔方灯效机箱，该种魔方灯效机箱，通过灯光***的主控对所有RGB单元联动调控，能够实现联动的装饰性灯光，其视觉效果良好，提高了机箱产品的美观程度。

附图说明

图1为本实用新型的灯光***中的供电模块的电路原理图。

图2为本实用新型的灯光***中的主控的电路原理图。

图3为本实用新型的灯光***中的LED灯组的电路原理图。

图4为本实用新型的灯光***中的LED灯组的简化模块图。

图5为本实用新型的灯光***的LED驱动数据的传输方法示意图。

图6为本实用新型的灯光***中的USB接口和USB转串口芯片的电路原理图。

图7为本实用新型的灯光***中的4pin风扇接口的电路原理图。

图8为本实用新型的灯光***的其中一种阵列形式下的灯壳结构示意图。

图9为本实用新型的灯光***的另一种阵列形式下的灯壳结构示意图。

图10为本实用新型的魔方灯效机箱的立体视图。

附图标记为：1、LED灯组；11、RGB单元；111、红色LED灯珠；112、绿色LED灯珠；113、蓝色LED灯珠；2、灯壳；3、机箱本体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的实施例提供一种灯光***，包括主控和一个以上的LED灯组，其中，主控为微控制器；每个LED灯组均包括一个以上与主控连接的RGB单元，每个LED灯组中的RGB单元在同一平面上阵列设置。

每个LED灯组中，RGB单元级联连接后与主控连接，使主控能够通过一个引脚控制一个LED灯组的灯效。

具体地，RGB单元包括红色LED灯珠、绿色LED灯珠、蓝色LED灯珠以及LED驱动芯片，LED驱动芯片至少包括：OUTR引脚，用于连接并驱动所述红色LED灯珠；OUTG引脚，用于连接并驱动所述绿色LED灯珠；OUTB引脚，用于连接并驱动所述蓝色LED灯珠；DOUT引脚，用于连接级联连接中的下一LED驱动芯片；DIN引脚，用于连接所述主控或者级联连接中的上一LED驱动芯片的DOUT引脚，以接收驱动数据。

以下结合附图，进一步解释本实用新型的灯光***。

所述的灯光***包括主控U1、根据应用情况而确定数量的LED灯组1以及用于为主控U1和LED灯组1供电的供电模块。

主控U1和供电模块搭载在同一块PCB上。

请参阅图1，供电模块包括12V供电接口DC和稳压芯片Q2；12V供电接口DC与外接的12V直流输出的电源适配器连接，以提供12V端口；此外，12V供电接口DC依次经过保险丝FUSE和电阻R2后，接入稳压芯片Q2的VIN引脚；稳压芯片Q2的VOUT引脚引出为5V端口，以提供5V直流电压输出；稳压芯片Q2的GND引脚接地。供电模块也可以是其他本领域的技术人员熟知的直流供电电路，如开关电源，只需能够提供12V和5V的直流电压即可。

请参阅图2，主控U1可以采用51系列单片机、ARM处理器、其他的微控制器或者微处理器，只需采用具有数字输出接口的芯片即可。本实施例中，主控U1为微控制器，其型号为Atmel公司的mega328PB，其具有32个引脚，部分引脚定义如下：

表1 Atmel mega328PB部分引脚定义

引脚编号	定义	描述
			1	PD3	双向I/O引脚
2	PD4	双向I/O引脚
			4	VCC	主控的供电引脚
5	GND	接地端
			7	XTAL1	晶振引脚1
8	XTAL2	晶振引脚2
			9	PD5	双向I/O引脚
10	PD6	双向I/O引脚
			11	PD7	双向I/O引脚
13	OC1A	PWM输出引脚
			14	OC1B	PWM输出引脚
15	OC2A	PWM输出引脚
			30	RXD	串口输入引脚
31	TXD	串口输出引脚
			32	PD2	双向I/O引脚

主控U1中：VCC引脚与5V端口连接，GND引脚接地，XTAL1引脚和XTAL2分别与晶振X2的两端连接。

每个LED灯组1中，根据应用情况而确定RGB单元11的数量。

请参阅图3，每个RGB单元11中包括一个红色LED灯珠111、一个绿色LED灯珠112、一个蓝色LED灯珠113以及一个LED驱动芯片U2。

红色LED灯珠111、绿色LED灯珠112以及蓝色LED灯珠113均为5050贴片LED灯珠。

LED驱动芯片U2是三通道LED驱动控制专用电路芯片，其型号为深圳市华彩威科技有限公司的WS2811，其具有8个引脚，定义如下：

表2 WS2811引脚定义

每个RGB单元11中：红色LED灯珠111的正极经过一分压电阻后接入12V端口，负极则接入LED驱动芯片U2的OUTR引脚；绿色LED灯珠112的正极经过一分压电阻后接入12V端口，负极则接入LED驱动芯片U2的OUTG引脚；蓝色LED灯珠113的正极经过一分压电阻后接入12V端口，负极则接入LED驱动芯片U2的OUTB引脚；LED驱动芯片U2的GND引脚接地；LED驱动芯片U2的VDD引脚经过一保护电阻后接入12V端口，该引脚还经过一旁路电容后接地。

每个LED灯组1中，首个LED驱动芯片U2的DIN引脚与主控U1的双向I/O引脚连接，该LED驱动芯片U2的DO引脚与下一个LED驱动芯片U2的DIN引脚连接，从第二个LED驱动芯片U2开始，LED驱动芯片U2的DIN引脚与上一个LED驱动芯片U2的DO引脚连接，该LED驱动芯片U2的DO引脚与再下一个LED驱动芯片U2的DIN引脚连接，直至最后一个LED驱动芯片U2，最后一个LED驱动芯片U2的DO引脚可以引出为接口，也可以悬空；首个LED驱动芯片U2的DIN引脚与主控U1的双向I/O引脚之间以及LED驱动芯片U2的DO引脚与下一个LED驱动芯片U2的DIN引脚之间均串联有用于阻抗匹配的电阻；每个LED灯组1的所有元件共用同一个12V端口和同一个接地端口。由此，完成每个LED灯组1中RGB单元11的级联连接。

每个RGB单元11搭载在同一块PCB或者柔性PCB上，RGB单元11之间的级联连接通过焊接在PCB上的导线完成。

每个LED灯组1中，RGB单元11的级联连接后，首个RGB单元11通过导线引出一个三端子连接器，三个端子分别为用于连接12V端口的12V端子、用于连接接地端口的GND端子以及用于连接主控U1的双向I/O端口的LINE端子；由此，LED灯组1可以简化为图4所示的模块。相应地，主控U1的PCB上设有LED灯组接口，该接口为三端子接口，三个端子分别为12V端子、GND端子以及LINE端子，12V端子接入12V端口，LINE端子接入主控U1的双向I/O端口，GND端子接地。LED灯组1的三端子连接器对应***LED灯组接口，即完成连接。

上述连接完成后，灯光***使用时，主控U1的双向I/O端口向首个LED驱动芯片U2的DIN引脚发送LED驱动数据。

请参阅图5，当每个LED灯组1具有的RGB单元11数目为n时，在一个数据周期中，LED驱动数据为依次排列的n段24bit的RGB驱动数据和一个终止信号，其中，24bit的RGB驱动数据是对应RGB颜色对照表中的R、G、B颜色强度的二进制数据，对于WS2811芯片，该24bit的RGB驱动数据为高位先行，即其二进制数据结构为：R7R6R5R4R3R2R1R0G7G6G5G4G3G2G1G0B7B6B5B4B3B2B1B0；对于WS2811芯片，终止信号为一段280μs(微秒)以上的低电平。

首个LED驱动芯片U2的DIN引脚收到LED驱动数据后，将第1段24bit的RGB驱动数据读取并暂存于自身的数据锁存器，然后将LED驱动数据去除第1段24bit的RGB驱动数据后，成为新的LED驱动数据，通过DOUT引脚转发至下一个LED驱动芯片U2；下一个LED驱动芯片U2接收到来自上一个LED驱动芯片U2的DOUT引脚的LED驱动数据后，重复上述操作，直至第n个LED驱动芯片U2，第n个LED驱动芯片U2收到的LED驱动数据为第n段24bit的RGB驱动数据和一个终止信号。

LED驱动芯片U2收到终止信号后，按照暂存于自身的数据锁存器中的一段24bit的RGB驱动数据刷新OUTR引脚、OUTG引脚以及OUTB引脚的PWM输出信号，从而使红色LED灯珠111、绿色LED灯珠112以及蓝色LED灯珠113按照该段24bit的RGB驱动数据所对应的强度发光；按照RGB颜色对照表编辑24bit的RGB驱动数据，能够使每个RGB单元11实现1677万色的显示。

请参阅图6，进一步地，灯光***还包括USB接口和USB转串口芯片U3；USB接口、USB转串口芯片U3以及主控U1依次信号连接；USB接口和USB转串口芯片U3与主控U1搭载在同一块PCB上。

USB转串口芯片U3的型号为江苏沁恒股份有限公司的CH340，其具有16个引脚，部分引脚定义如下：

表3 CH340部分引脚定义

USB接口中：VDD端子通过一防止电源反接的二极管D1后引出为VUSB端口，D-端子直接连接USB转串口芯片U3的UD-引脚，D+端子直接连接USB转串口芯片U3的UD+引脚，GND端子接地。

USB转串口芯片U3中：VCC引脚与5V端口连接，GND引脚接地，V3引脚连接一退耦电容C12后接地，XI引脚和XO引脚分别与晶振X1的两端连接，TXD引脚通过一电阻R40后与主控U1的RXD引脚连接，RXD引脚通过一电阻R41后与主控U1的TXD引脚连接。

USB接口、USB转串口芯片U3以及主控U1依次信号连接，使USB转串口芯片U3能够将USB接口的数据转为串口数据并输出至主控U1，以及将主控U1的串口数据转为USB数据并输出至USB接口，以便计算机通过USB接口与主控U1进行编程和数据交换。

请参阅图7，进一步地，灯光***还包括4pin风扇接口，每个4pin风扇接口包括GND端子、12V端子、RX端子以及PWM端子；4pin风扇接口与主控U1搭载在同一PCB上。

4pin风扇接口中：GND端子接地，12V端子与12V端口连接，RX端子为空连接，PWM端子通过一电阻后与主控U1的PWM输出引脚连接。本实施例中，4pin风扇接口设置有三个，即M1、M2和M3，三个4pin风扇接口中的PWM端子分别与主控U1的OC1A引脚、OC1B引脚以及OC2A引脚连接。

请参阅图8和图9，每个RGB单元11均安装在一个灯壳2中，灯壳2的材质可以为玻璃、透明塑料以及透光塑料，优选为雾面透光塑料，RGB单元11的导线从灯壳2的侧面穿入；灯壳2的形状可以为多边形、圆形、椭圆形，甚至是不规则的形状；每个LED灯组中，安装各个RGB单元11的灯壳2在同一个平面上阵列设置，例如三行三列或者四行二列等排列形式；每个灯壳2之间相互固定连接，然后固定在计算机、计算机音响等周边设备、家用电器以及家装等物品外壳的同一平面上；也可以将LED灯组1中的灯壳2逐一固定在同一个平面支撑体，例如固定在塑料板和木板上，然后将该平面支撑体固定在计算机、计算机音响等周边设备、家用电器以及家装等物品外壳的一个平面上；还可以直接将LED灯组1中的灯壳2逐一固定在计算机、计算机音响等周边设备、家用电器以及家装等物品外壳的同一平面上。上述的固定连接可以是通过卡扣、螺钉或者粘贴等方式实现。

LED灯组1的数目可以为任意个，以对应计算机、计算机音响等周边设备、家用电器以及家装等物品外壳的多个平面，只要主控U1的数字输出接口数目足够即可；本实施例中，LED灯组1最多设置有六个，即LED1、LED2、LED3、LED4、LED5以及LED6，相应地，主控U1的PCB上设有六个LED灯组接口；六个LED灯组1的LINE端子通过对应的LED灯组接口，分别与主控U1的PD2引脚、PD3引脚、PD4引脚、PD5引脚、PD6引脚以及PD7引脚连接。

通过控制每段24bit的RGB驱动数据的每一位数据，实现单个RGB单元11的颜色控制；通过控制LED驱动数据中各段24bit的RGB驱动数据的顺序，实现每个LED灯组1的颜色控制；通过控制每个双向I/O端口的LED驱动数据输出，实现每个LED灯组1的所有RGB单元11联动调控。

例如，在一个数据周期中，主控U1的PD2引脚、PD3引脚、PD4引脚、PD5引脚、PD6引脚以及PD7引脚根据RGB单元11的数目，全部输出“#FFFFFF、#FFFFFF、#FFFFFF……#FFFFFF、＞280μs的低电平”，即实现了所有RGB单元11发出白色光的控制。

其中，#FFFFFF即白色光的十六进制RGB编码，主控U1输出时则是二进制形式的数据。

又例如，在一个数据周期中，主控U1的PD2引脚根据RGB单元11的数目，输出“#FFFFFF、#FFFFFF、#FFFFFF……#FFFFFF、＞280μs的低电平”，PD3引脚根据RGB单元11的数目，输出“#FF0000、#FF0000、#FF0000……#FF0000、＞280μs的低电平”，PD4引脚根据RGB单元11的数目，输出“#00FF00、#00FF00、#00FF00……#00FF00、＞280μs的低电平”，PD5引脚根据RGB单元11的数目，输出“#0000FF、#0000FF、#0000FF……#0000FF、＞280μs的低电平”，PD6引脚根据RGB单元11的数目，输出“#FFA500、#FFA500、#FFA500……#FFA500、＞280μs的低电平”，PD7引脚根据RGB单元11的数目，输出“#FFFF00、#FFFF00、#FFFF00……#FFFF00、＞280μs的低电平”，即实现了六个LED灯组1分别发出白色、红色、绿色、蓝色、橙色和黄色光的控制。

其中，#FF0000即红色光的十六进制RGB编码，#00FF00即绿色光的十六进制RGB编码，#0000FF即蓝色光的十六进制RGB编码，#FFA500即橙色光的十六进制RGB编码，#FFFF00即黄色光的十六进制RGB编码，主控U1输出时则是二进制形式的数据。

更优地，在一个数据周期中，主控U1的PD2引脚、PD3引脚、PD4引脚、PD5引脚、PD6引脚以及PD7引脚输出的LED驱动数据的每一段RGB驱动数据中的任一位均可以调整，使每个LED灯组1中的任一RGB单元11均能够通过主控U1调控。

由上述的控制方法，即实现了所有RGB单元11的联动调控，能够提供良好的视觉效果。

该种灯光***，LED灯组1包括与主控U1连接的RGB单元11，每个LED灯组1中的RGB单元11在同一平面上阵列设置，所有RGB单元11通过主控U1实现联动调控，从而实现了装饰性灯光的联动效果，能够为计算机、计算机周边设备、家用电器以及家装等物品提供良好的视觉效果，满足更多消费者的需求。

本实用新型的实施例还提供一种魔方灯效机箱，请参阅图10，所述魔方灯效机箱包括机箱本体3和上述的灯光***；机箱本体3的正面、左右两侧面以及顶面分别设有LED灯组1。

进一步地，每个LED灯组1均包括以三行三列形式阵列设置的RGB单元11，以在魔方灯效机箱上模拟魔方的效果，提供良好的视觉效果。

LED灯组1的每个灯壳2通过卡扣、螺钉或者粘贴等方式分别固定在机箱本体3的正面、左右两侧面以及顶面；机箱本体3的背面留出主板接口孔位、电源接口孔位、显卡接口孔位以及主板的电源控制面板。

进一步地，机箱本体3的散热风扇与灯光***中的4pin风扇接口电性连接，将散热风扇的4pin连接器***灯光***的PCB上的4pin风扇接口即可完成上述的电性连接，以便提高灯光***的电源利用率。

该种魔方灯效机箱，通过灯光***的主控U1对所有RGB单元11联动调控，能够实现联动的装饰性灯光，其视觉效果良好，提高了机箱产品的美观程度。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种灯光***，其特征在于，包括主控和一个以上的LED灯组；每个所述LED灯组均包括一个以上与所述主控连接的RGB单元，每个所述LED灯组中的所述RGB单元在同一平面上阵列设置。

2.根据权利要求1所述的灯光***，其特征在于：每个所述LED灯组中，所述RGB单元级联连接后与所述主控连接。

3.根据权利要求1或2所述的灯光***，其特征在于：所述RGB单元包括红色LED灯珠、绿色LED灯珠、蓝色LED灯珠以及LED驱动芯片；

所述LED驱动芯片包括：

OUTR引脚，用于连接并驱动所述红色LED灯珠；

OUTG引脚，用于连接并驱动所述绿色LED灯珠；

OUTB引脚，用于连接并驱动所述蓝色LED灯珠；

DOUT引脚，用于连接级联连接中的下一LED驱动芯片；

DIN引脚，用于连接所述主控或者级联连接中的上一LED驱动芯片的DOUT引脚，以接收驱动数据。

4.根据权利要求1所述的灯光***，其特征在于：所述主控为微控制器。

5.根据权利要求1或4所述的灯光***，其特征在于：还包括USB接口和USB转串口芯片；所述USB接口、所述USB转串口芯片以及所述主控依次信号连接。

6.根据权利要求1所述的灯光***，其特征在于：还包括4pin风扇接口，所述4pin风扇接口的PWM控制信号引脚与所述主控的PWM输出引脚连接。

7.一种魔方灯效机箱，包括机箱本体，其特征在于，还包括权利要求1-6任一所述的灯光***；所述机箱本体的正面、左右两侧面以及顶面分别设有所述LED灯组。

8.根据权利要求7所述的魔方灯效机箱，其特征在于：每个所述LED灯组均包括以三行三列形式阵列设置的所述RGB单元。

9.根据权利要求7所述的魔方灯效机箱，其特征在于：所述灯光***还包括4pin风扇接口，所述4pin风扇接口的PWM控制信号引脚与所述主控的PWM输出引脚连接；所述机箱本体的散热风扇与所述4pin风扇接口电性连接。

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