数字化舞台布光灯具控制器的设计

　　随着广播电视事业的不断发展,电视节目的制作越来越多样化,对演播厅的功能及技术要求也越来越高。舞台布光系统是演播设备的重要组成部分,它的作用是通过对垂直吊杆、机械化灯具的多动作控制,利用聚光灯、柔光灯等设备进行大面积的灯光投射,制造满足摄像机光度要求的背景光线。

　　综艺演播厅的规模目前正逐步扩大,从600m2增加到了1000m2、1500m2,直至2000m2。一个1000m2的演播厅需要500~600盏各式灯具。如果采用集中式控制,势必造成控制电脑重负,现场布线混乱,因此新型的布光系统均采用分布式控制,灯光师在控制台前操作,控制台利用现场总线?眼1?演将控制信息下发,提升机控制器和灯具控制器接收指令后自动运行到设定的位置和角度,完成位置伺服。

　　本文主要介绍舞台布光系统中的重要部件——基于现场总线的数字化灯具控制器的设计思想和实现方案。

　　1 整体方案

　　本文介绍的灯具控制器具备5个自由度的控制能力:水平、俯仰、调焦、左扉和右扉(左扉、右扉指灯具前方用于遮挡光路的扉页),同时具备过流检测、超速检测、传感器失效检测等功能,并且可以与控制台进行双向通讯,接收控制台发来的指令或上报灯具状态。

　　灯具控制器主要由位置测量、电机驱动、CAN总线通信接口等功能模块组成,整体方案如图1所示。它采用基于8051内核、内置A/D转换电路的80C552作为主CPU。

　　灯具各自由度输出转轴装有线性型精密电位器进行位置测量(对于调焦测量,使用齿轮齿条机构将直线位移转换为角度位移)。电位器的活动范围为270度,使用10bit A/D转换器,最高理论精度为270度/210=0.263度。