一、概述

　　在表演舞臺上，為了營造某種特殊效果，需要關(guān)閉除探照燈以外的所有現(xiàn)場燈。探照燈必須照在演員身上。由于探照燈通常高高懸掛在天花板上，當(dāng)演員移動時(shí)，依靠人工完成探照燈方向調(diào)節(jié)是非常不方便的，而通過遙控調(diào)節(jié)則很方便，有時(shí)演員的位置又是固定的，這可能需要多臺探照燈透視照射一個(gè)固定位置(例如舞臺的中央 ) 。如果探照燈能夠?qū)⑦@些位置以及燈的亮度值進(jìn)行預(yù)存，需要時(shí)再直接調(diào)用則會方便很多。

　　針對上述應(yīng)用，此處介紹一種支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲的遙控探照燈系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)上述功能。該系統(tǒng)還可應(yīng)用在監(jiān)獄、各種高空作業(yè)和曠野、海面等工作場所.對遠(yuǎn)距離巡查、追蹤、搜索、拯救和施工作業(yè)進(jìn)行全方位、多角度照明。在實(shí)際應(yīng)用中，由于照射點(diǎn)的位置隨時(shí)變更，則要求探照燈可以上下左右360自由移動。所以本裝置采用了兩個(gè)電機(jī)，一個(gè)控制探照燈上下轉(zhuǎn)動。另一個(gè)控制探照燈左右轉(zhuǎn)動。

　　此外，為了達(dá)到操作快捷方便，通常.較為大型的舞臺又不僅只裝備一臺探照燈，而且有時(shí)兩臺以上的探照燈安裝距離還可能離得很近。當(dāng)控制某一臺探照燈時(shí)，不能影響鄰近的探照燈，這就要求遙控控制信號的方式要完全分開。因此，本制作采用無線遙控方法，分別以不同編碼方式，選擇在發(fā)送探照燈預(yù)選信號和發(fā)送探照燈轉(zhuǎn)動控制、亮度控制時(shí)等命令的無線模塊編碼不一樣，在場景存儲及調(diào)出模式的最后確認(rèn)(控制哪臺探照燈或進(jìn)行哪種模式控制 ) 時(shí)采用設(shè)置的無線控制模塊，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、方便的調(diào)節(jié)。

　　另外，燈的亮度控制應(yīng)盡可能采用微調(diào)來滿足各種亮度的需求，因此，將燈的亮度從最亮到熄滅劃分為 256 個(gè)段，也由單片機(jī)的PWM輸出實(shí)現(xiàn)。

　　二、系統(tǒng)硬件

　　1 .總體結(jié)構(gòu)

　　該系統(tǒng)共包括 5 個(gè)模塊：CPU模塊、電源模塊、電機(jī)模塊、燈控模塊和通信模塊。其中，通信模塊包括兩個(gè)不同編碼方式的天線遙控模塊和指示燈顯示模塊.總體硬件原理框圖見圖1所示。

　　無線接收模組接收信號后送入CPU進(jìn)行分析，以確定命令的性質(zhì)。由光電耦合器、電機(jī)驅(qū)動及電機(jī)組成的閉環(huán)電路用來控制電機(jī)的位置，以控制探照燈的照射點(diǎn)，在電源模塊中產(chǎn)生一個(gè)2倍工頻的信號，該信號連接到 CPU 的中斷腳，中斷程序通過 pwm 輸出電路控制燈的亮度，EEPROM用來存儲數(shù)據(jù)預(yù)設(shè)、探照燈位置和亮度，指示燈用來顯示探照燈當(dāng)前的狀態(tài)。

　　2 . CPU 模塊

　　該系統(tǒng)的各個(gè)子功能模塊須盡量減 少硬件，并盡可能用軟件代替硬件，從而降低成本，電機(jī)的驅(qū)動沒有采用專用的驅(qū)動芯片，而是由于通用 I/O 接口通過三極管來驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動。由于節(jié)省了許多專用模塊.因此必然會增加對 CPU 通用 I / O 的需要。這就要求CPU中要有足夠的通用 I / O 接口，此外，系統(tǒng)還必須能穩(wěn)定可靠地工作，并具有較強(qiáng)的抗干擾能力。因此選用了PIC16F72單片機(jī)。電路見圖 2 所示。

　　3 .通信模塊

　　無線接收模組直接采用現(xiàn)成的帶 2272 解碼的模塊，由于其電路模塊采用成熟模塊，加之電路形式比較常見，故此不再詳細(xì)介紹。

　　4 .燈控模塊

　　硬件原理見圖 3 所示， T1 為濾波電感， Q1 為可控硅， Ul 為光電隔離器， CPU 信號通過 Q2 控制 U1的通斷，當(dāng)U1 導(dǎo)通時(shí)， Q1 導(dǎo)通，當(dāng) U1 關(guān)斷時(shí)，反相電壓使 Q1截止，通過控制可控硅的導(dǎo)通時(shí)間可實(shí)現(xiàn)控制燈的亮度控制。

　　5 .電機(jī)模塊

　　該系統(tǒng)有兩個(gè)相同的直流電機(jī)模塊。由通用 I / O 接口通過三極管控制轉(zhuǎn)停 ( 如圖 4) 。當(dāng) Q3 、Q6導(dǎo)通時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn);當(dāng) Q4 、 Q5 導(dǎo)通時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn);當(dāng) Q3 的通斷由 Q1 通過 R1 、 R2 分壓實(shí)現(xiàn)控制，當(dāng)Q1導(dǎo)通時(shí)， R1 兩端的壓降使 Q3 導(dǎo)通。

　　6 .電源模塊

　　該系統(tǒng)由 220V 工頻交流電供電，電源模塊的功能是輸出兩個(gè)電源 (5V 的單片機(jī)電源和 12V 的直流電機(jī)電源)和一個(gè)中斷源。中斷源用來產(chǎn)生兩倍工頻的中斷信號給單片機(jī)，從而調(diào)節(jié)探照燈的亮度，因此，該系統(tǒng)采用了一個(gè) 220V 轉(zhuǎn)雙12V變壓器，并通過二極管、三端穩(wěn)壓器和校正電容實(shí)現(xiàn)輸出。