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广场喷泉系统硬件的设计

编辑:山东馨赫园林景观工程有限公司时间:2020-06-09

  广场喷泉的硬件系统设计主要分为电源设计、放大滤波电路设计、单片机电路、IED驱动、水泵驱动等几部分。

  1、电源电路设计。本系统中电压要求不能低于5V,采用9-12V电源供电。实际购买元器件为蓝天不科技有限公司的I- CEO VO122A电源适配器,输出电压为12V,较大输出电流为2A。整个系统分为正负两种电压,正电压部分采用1M78105稳压到5V。

  负电压稳压电路主要为放大电路提供电压,由于放大电路工作电流在30mA左右,所以选取较大电路在100mA左右即可。IC1L7660的静态电流典型值为170pA,输入电压范围为1.5~10,工作频率为10kHz,只要外接10kHz的小体积电容,只要外接10pF的小体积电容效率达98%合输出功率可达70mW(以DIP封装为例),较大输出电流100mA。所以选取ICL7660作为该系统的负电压芯片。

  2、模拟信号处理部分,该部分电路对音频信号进行放大滤波。经过测试,一般广场喷泉的音频播放器输出电压在0-0.2V,而单片机数模转换范为0-5V,为了提高准确度,需要把电压放大到4V左右,所以放大倍数选20倍即可。运放芯片选择OPO7,OPO7相比其他运算放大器,有越高的灵敏度,而且失控电压小,不用额外的调零措施,利于电路的简化,供电电压为±3V-22V,需要双电源,所以本系统采用5V供电。

  3、数字信号处理电路,该部分利用单片机ST12C5A60S2对信号进行AD转换,根据转换后的数值进行PWM定时,LED灯设定。单片机直接购买越小的系统,各管脚按手册要求连接电路,Vcc接5V电源,P1.0脚接经过预处理的信号,进行MD转换。P1.3接水泵控制PWM控制端,发出PWM信号。PO.0接LED灯组控制端。

  4、驱动电路。广场喷泉的水泵电流较大,采用1298N芯片驱动。1298N驱动芯片是市场上应用相当成熟的一款驱动芯片,耐高压、大电流,通过TTL.逻辑电平信号控制输出电流大小。LED电流较小,用9012三极管做开关,驱动LED组。PNP型三极管9012较大集电极电流为500mA,满足设计要求。