一种基于声能收集的KTV灯光系统[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011456217.5
(22)申请日 2020.12.11
(71)申请人 哈尔滨工程大学
地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南
通大街145号哈尔滨工程大学科技处
知识产权办公室
(72)发明人 马旋　符文轩　武萧衣　范睿韬　
葛畅　陈辰霖　陈珂　杜睿扬　
卢熙群　
(51)Int.Cl.
H05B 45/00(2020.01)
H05B 45/10(2020.01)
H05B 47/12(2020.01)
(54)发明名称一种基于声能收集的KTV灯光系统(57)摘要本发明的目的在于提供一种基于声能收集的KTV灯光系统，包括第一‑第三发电模块、电路模块、LED灯光板，来自KTV的声音根据其不同频率分别被第一发电模块、第二发电模块、第三发电模块收集，第一发电模块、第二发电模块、第三发电模块将收集的声能分别转化为第一电信号、第二电信号、第三电信号，并均连接电路模块，电信号在电路模块中滤波、整流、稳压后统一输出为第四电信号给LED灯光板，LED灯光板根据接收到的第四电信号发出灯光。

本发明可以采集到不同频率段的噪音，从而转换出不同的电信号，进而让使用者在唱歌过程中可以通过音调的高低切换不同的灯光效果。

通过声音强度和频率的变化改变灯光的亮度和闪烁频率效果，从而提高
KTV唱歌的体验程度。

权利要求书1页 说明书2页 附图1页CN 112512158 A 2021.03.16
C N 112512158
A
1.一种基于声能收集的KTV灯光系统，其特征是：包括第一‑第三发电模块、电路模块、LED灯光板，来自KTV的声音根据其不同频率分别被第一发电模块、第二发电模块、第三发电模块收集，第一发电模块、第二发电模块、第三发电模块将收集的声能分别转化为第一电信号、第二电信号、第三电信号，并均连接电路模块，第一电信号、第二电信号、第三电信号在电路模块中滤波、整流、稳压后统一输出为第四电信号给LED灯光板，LED灯光板根据接收到的第四电信号发出灯光。

2.根据权利要求1所述的一种基于声能收集的KTV灯光系统，其特征是：所述第一发电模块包括压电——电磁复合式声音变频装置，压电——电磁复合式声音变频装置包括亥姆霍兹共鸣器，亥姆霍兹共鸣器里贴有压电薄膜，亥姆霍兹共鸣器连接悬臂梁，悬臂梁上贴有压电薄膜，悬臂梁端部梁连接磁铁，所有压电薄膜产生电信号，磁铁切割磁感线产生电信号。

权　利　要　求　书1/1页CN 112512158 A
一种基于声能收集的KTV灯光系统
技术领域
[0001]本发明涉及的是一种灯光系统，具体地说是KTV用灯光系统。

背景技术
[0002]现有环境下KTV噪声对听力有严重损害，国内外有关研究表明，12％至15％的青少年的听力健康受到娱乐性噪声的影响。

KTV大厅或包房中的声音，一般可达100分贝以上，因为人耳朵能承受的最大噪音为90分贝，而这些环境中的声音强度都将近100分贝，一般而言，大约在50分贝以下的音量是令人感觉最舒适的，如果音量升高到在50至70分贝之间，就会开始令人感觉轻微不适，长期下来，很容易造成听觉的慢性损伤。

一旦音量超过85分贝以上，会伤及内耳听力毛细胞，如果分贝数高，即使只有短短几分钟，都有可能造成难以挽救的听力退化。

[0003]同时现有技术下的KTV灯光系统只能在几种特定的灯光模式中进行选择，并且需要人为进行按键控制，不能随声音强度和频率进行改变，使得人性化不足，体验性差。

发明内容
[0004]本发明的目的在于提供实现降低KTV包厢中的噪音强度以及灯光随声音强度和频率的改变而变化，进而提高在KTV唱歌时的体验程度的一种基于声能收集的KTV灯光喷泉。

[0005]本发明的目的是这样实现的：
[0006]本发明一种基于声能收集的KTV灯光系统，其特征是：包括第一‑第三发电模块、电路模块、LED灯光板，来自KTV的声音根据其不同频率分别被第一发电模块、第二发电模块、第三发电模块收集，第一发电模块、第二发电模块、第三发电模块将收集的声能分别转化为第一电信号、第二电信号、第三电信号，并均连接电路模块，第一电信号、第二电信号、第三电信号在电路模块中滤波、整流、稳压后统一输出为第四电信号给LED灯光板，LED灯光板根据接收到的第四电信号发出灯光。

[0007]本发明还可以包括：
[0008]1、所述第一发电模块包括压电——电磁复合式声音变频装置，压电——电磁复合式声音变频装置包括亥姆霍兹共鸣器，亥姆霍兹共鸣器里贴有压电薄膜，亥姆霍兹共鸣器连接悬臂梁，悬臂梁上贴有压电薄膜，悬臂梁端部梁连接磁铁，所有压电薄膜产生电信号，磁铁切割磁感线产生电信号。

[0009]本发明的优势在于：本发明的基于声能收集的KTV灯光系统包括主控制器、压电‑电磁复合式声音变频装置、灯光调节系统、语音识别单元和电源。

其中通过压电‑电磁复合式声音变频装置可以采集到不同频率段的噪音，从而转换出不同的电信号，进而让使用者在唱歌过程中可以通过音调的高低切换不同的灯光效果。

通过声音强度和频率的变化改变灯光的亮度和闪烁频率效果，从而提高KTV唱歌的体验程度。

附图说明
[0010]图1为本发明的信号传递示意图；
[0011]图2为本发明的原理图。

具体实施方式
[0012]下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
[0013]结合图1‑2，本发明一种基于声能收集的KTV灯光系统包括主控制器、压电——电磁复合式声音变频装置、灯光调节系统、语音识别单元和电源。

压电——电磁复合式声音变频装置和语音识别单元与主控制器相连；电源为主控制器、压电——电磁复合式声音变频装置、灯光调节系统、语音识别单元供电。

压电——电磁复合式声音变频装置包括一个亥姆霍兹共鸣器、一块永磁铁、四张压电薄膜、一根悬臂梁。

压电‑电磁复合式声音变频装置产生的电信号由三部分构成，一是与亥姆霍兹共鸣器相贴的压电薄膜的振动所产生的电信号，二是与悬臂梁相贴的压电薄膜在悬臂梁振动时产生弯曲的变形能所转发的电信号，三是在悬臂梁的振动下带动磁铁切割磁感线所产生的电信号。

语音识别单元包括一个语音识别芯片、两组导线。

分别与压电——电磁复合式声音变频装置和主控制器相连。

[0014]主控制器采用AT89C51系列单片机。

[0015]电源包括2.5V电源、5V电源、12V电源三种。

其中语音识别单元和压电——电磁复合式声音变频装置需要2.5V电源，主控制器需要5V的电源，灯光调节系统需要12V电源。

[0016]参考图1的灯光系统说明图，首先声音被多频率的收集到发电模块1、发电模块2和发电模块3中。

发电模块1、发电模块2和发电模块3将不同频率收集到的声能分别转化为电信号6、电信号7和电信号8。

三种电信号通过电路模块的滤波、整流、稳压等功能统一输出为电信号9。

LED灯光板5接收到稳定频率的电信号9后发出灯光。

[0017]该灯光系统通过声音发电模块将收集到的声音多级转化为电信号。

参考图2的声音调节灯光闪烁的原理图。

声音经发电模块1、发电模块2、发电模块3被处理为电信号。

电路模块4通过内置的芯片对收集到的电信号进行整流、滤波、稳压等处理，使得输出稳定的电信号，LED灯光板5对接收到的电信号做出反应，发出灯光。

因此收集到的声音越高、强度越大，电信号的强度就越高，灯光就越亮；而收集到的声音越低、强度越低，电信号的强度就越低，灯光就越暗。

因为在具体实践中收集到的声音频率忽高忽低，故而使得灯光产生明暗交替的效果。

在实际应用时，该灯光喷泉可以根据环境结构，内嵌入墙体里，在不影响外形的条件下实现声音发电，也可以设置在一个单独的设备壳体中并安装在建筑物顶层或是放置在角落，安装方式多样。

[0018]场景应用主要包括高噪声强度场所和娱乐场所；高噪声强度场所应用原因在于降噪功能，高噪声强度场比如交通场合、工厂、建筑工地等场合；娱乐场所应用原因在于灯光效果，主要偏向于观赏性，娱乐场所比如KTV大厅、包房、酒吧等场合。

[0019]外观美化是艺术性和技术性相互紧密结合，实现绚丽多彩的感觉；外观美化包括大厅灯光设计、包房灯光设计、走廊灯光设计；大厅灯光设计以黄色灯光为主用来营造一种广阔的感觉有利于消除和减轻眼部疲劳；包房灯光设计采用多种方式一种灯光用来照明使用，另一种灯光用来客人娱乐使用；走廊灯光设计采用鲜亮明快的灯光设计颜色，营造出有层次、有意境的气氛。

图1
图2。