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        基于單片機(jī)控制的博物館彩燈設(shè)計(jì)探討

        2020-11-30 10:50:40唐勇
        卷宗 2020年23期
        關(guān)鍵詞:單片機(jī)博物館

        摘 要:肩負(fù)“中國彩燈收藏、保護(hù)、研究和展示”的歷史使命,中國彩燈博物館得以建立并取得可喜發(fā)展,為我國燈文化的研究以及傳統(tǒng)文化的傳承發(fā)揮了重要的作用。為了滿足時(shí)代發(fā)展以及人民對(duì)彩燈文化不斷變化的需求,對(duì)博物館彩燈設(shè)計(jì)進(jìn)行探討則成為重要議題。作為一名機(jī)械工程師,從博物館展陳設(shè)計(jì)的角度以及彩燈園區(qū)工程建設(shè)管理的角度出發(fā),基于機(jī)械傳動(dòng)核心部分模塊進(jìn)行研究,以期能更好地實(shí)現(xiàn)彩燈設(shè)計(jì)在形、色、聲、光、動(dòng)方面的統(tǒng)一與融合,從而讓人們觀賞并感受更具有中國特色和時(shí)代特色的彩燈文化。

        關(guān)鍵詞:博物館;彩燈設(shè)計(jì);單片機(jī);彩燈文化

        作為一個(gè)專門研究具有上千年彩燈文化的機(jī)構(gòu),中國彩燈博物館在豐富人們精神文化生活方面發(fā)揮了重要的作用。隨著科技的不斷進(jìn)步,人們對(duì)博物館以及自貢燈會(huì)中彩燈的多元追求越來越強(qiáng)烈,傳統(tǒng)單一依靠燈光技術(shù)的彩燈已經(jīng)無法滿足人們對(duì)新事物的追求。如何從機(jī)械視角設(shè)計(jì)更多“形、色、聲、光、動(dòng)”相統(tǒng)一的彩燈,則成為重要議題。鑒于此,本文基于單片機(jī),對(duì)其進(jìn)行探討。

        1 基于單片機(jī)控制轉(zhuǎn)動(dòng)的博物館彩燈設(shè)計(jì)

        運(yùn)動(dòng)是彩燈的神韻。以往的彩燈設(shè)計(jì)多以“靜”為主,在“動(dòng)”方面的設(shè)計(jì)較為欠缺。而基于單片機(jī)控制,則能設(shè)計(jì)能夠自由運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng),通過對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行不斷的優(yōu)化和升級(jí),能讓彩燈實(shí)現(xiàn)“飛躍向前”“扭動(dòng)擺臂”等各種運(yùn)動(dòng)姿態(tài),讓彩燈的燈光效果變得更加顯著。例如,可以采用STC15L104W單片機(jī)作為核心控制系統(tǒng),通過一個(gè)電源用電刷供電的形式讓兩個(gè)或多個(gè)電機(jī)能夠同時(shí)通電,從而實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)的同步進(jìn)行。通過這樣的方式,讓彩燈能夠在基于單片機(jī)控制的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的輔助下,實(shí)現(xiàn)彩燈展示的動(dòng)靜結(jié)合,從而更好地吸引觀眾的注意力。通常,這種基于單片機(jī)控制的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都不會(huì)太復(fù)雜,多用曲柄搖塊機(jī)構(gòu)和圓盤搭配的方式,彩燈的旋轉(zhuǎn)、起伏等各種姿態(tài)都能通過將曲柄搖塊固定到圓盤上得以實(shí)現(xiàn)[1]。比起傳統(tǒng)模式下的手工機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng),這種基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)式彩燈設(shè)計(jì)和制作都較為方便,且運(yùn)動(dòng)效果較好。

        在博物館中華彩燈廳中,薈萃了各民族、各地域的彩燈精品,單片機(jī)控制轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)用,為這些彩燈增添了“活力”,動(dòng)靜結(jié)合下,其姿態(tài)更姣好,動(dòng)態(tài)的燈景將靜態(tài)的燈文化及民間風(fēng)情娓娓道來,無不在向人們展示著風(fēng)土人情及中華風(fēng)貌。

        2 基于單片機(jī)控制色彩的博物館彩燈設(shè)計(jì)

        色彩是彩燈的生命。彩燈在彰顯博物館以及城市內(nèi)涵方面發(fā)揮著重要的作用,其斑斕多姿的色彩是其吸引人們關(guān)注的最重要因素。傳統(tǒng)的彩燈多以全硬件電路實(shí)現(xiàn)對(duì)色彩的控制,這種電路設(shè)計(jì)不僅較為復(fù)雜,而且還成本較高、燈光閃爍較為單一,由此難以滿足人們對(duì)彩燈視覺的需求及對(duì)高品質(zhì)彩燈的追求。而基于單片機(jī)(如AT89C51)與輔助硬件相結(jié)合來控制色彩,不僅體積小,需要的開關(guān)按鍵較少,電路結(jié)構(gòu)簡單,而且操作起來還非常方便且資源環(huán)保。基于軟件設(shè)計(jì)控制,在開關(guān)按鈕的相互配合下,彩燈的閃爍快慢節(jié)奏得以有效調(diào)節(jié),相應(yīng)的圖案也能隨之被點(diǎn)亮或熄滅。通過在大數(shù)據(jù)等技術(shù)的支持下,還可實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光的自主編程及儲(chǔ)存,從而實(shí)現(xiàn)彩燈閃爍速度及顯示方式的靈活展現(xiàn),通過將編程數(shù)據(jù)永久存放在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器里,可以使其不受斷電等因素的影響。

        在中國彩燈博物館策劃組織的多次國內(nèi)外展出,以及自貢燈展中,基于單片機(jī)控制的大型彩燈展示,給予觀眾視覺的盛宴,通過燈光的千變?nèi)f化讓彩燈的磅礴氣勢(shì)、巧妙設(shè)計(jì)、精湛工藝等都一一展示在觀眾面前,讓觀眾們?cè)跓衾葻敉艋魳湎路路鸩饺雺?mèng)幻般的境界,身臨其境地感受中國的山川美景、地方風(fēng)情、神話傳說等,從而在彩燈觀賞中更好地感受和了解中國的傳統(tǒng)文化及民族特色[2]。

        3 基于單片機(jī)控制節(jié)奏的博物館彩燈設(shè)計(jì)

        節(jié)奏是彩燈的靈魂。彩燈講究在不同的環(huán)境及狀態(tài)下要有節(jié)奏地切換燈光的效果,從而使彩燈展示與意境相吻合。僅有燈光閃爍而無法跟上節(jié)奏的彩燈,已經(jīng)被時(shí)代所淘汰?;趩纹瑱C(jī)的核心控制,配合藍(lán)牙音頻、芯片、彩燈模塊等設(shè)計(jì)一種基于頻譜分析的音樂節(jié)奏控制系統(tǒng),則成為博物館彩燈設(shè)計(jì)的重要方向。通過將該系統(tǒng)運(yùn)用到博物館大型燈組的設(shè)計(jì)與開發(fā)中,藍(lán)牙音頻模塊在接收到音樂信號(hào)后,傳送至MSGEQ7芯片對(duì)音樂的頻譜進(jìn)行解析,并將解析結(jié)果發(fā)送給單片機(jī)主機(jī)。在頻譜解析的幫助下,單片機(jī)主機(jī)再對(duì)音樂的節(jié)奏進(jìn)行分析,隨后單片機(jī)從機(jī)對(duì)固態(tài)繼電器的開關(guān)進(jìn)行控制,能夠精準(zhǔn)地判斷音樂的鼓點(diǎn)節(jié)奏及氛圍,讓彩燈跟隨音樂的節(jié)奏而不斷地變化效果,從而使彩燈的展示效果更加的豐富,營造更好的音樂氛圍從而讓人們有更佳的代入體驗(yàn)[3]。

        以自貢燈會(huì)精品瀏覽廳中的燈組效果為例,通過音樂氛圍的變化,彩燈效果或同時(shí)漸亮或漸暗,并在一段時(shí)間內(nèi)保持住效果,不會(huì)出現(xiàn)急劇的變化,影響觀感;同時(shí),彩燈的音樂節(jié)奏也能變得豐富,諸如流水效果、呼吸效果等都能完美的展現(xiàn)。形、色、聲、光、動(dòng)的統(tǒng)一與融合,充分展示了中國彩燈博物館以及自貢燈會(huì)的藝術(shù)特色,以特有之格韻展示無窮之魅力。

        4 結(jié)束語

        中國的傳統(tǒng)文化儀態(tài)萬千,彩燈文化是其中的一顆耀眼明珠。千年的彩燈,凝聚了勞動(dòng)人民的豐富情感及智慧[4],對(duì)彩燈進(jìn)行收藏、保護(hù)、研究和展示成為中國彩燈博物館以及每一位彩燈工作者的歷史使命。為了更好地傳遞和表達(dá)中華彩燈文化,作為一名機(jī)械工程師,跟進(jìn)時(shí)代潮流,不斷將新技術(shù)、新理念融入彩燈的設(shè)計(jì)與研發(fā)中,將對(duì)彩燈的展示及彩燈園區(qū)工程建設(shè)管理都起到重要的作用。因此,對(duì)基于單片機(jī)控制的彩燈進(jìn)行深入的研究和探索,成為工作的重要方向,以期能更好地實(shí)現(xiàn)彩燈設(shè)計(jì)在形、色、聲、光、動(dòng)方面的統(tǒng)一與融合,從而讓人們觀賞并感受更具有中國特色和時(shí)代特色的彩燈文化。

        參考文獻(xiàn)

        [1]靳龍,關(guān)敏丹,李昌琪,龐淞文.一種基于運(yùn)載式機(jī)構(gòu)的音樂彩燈的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械管理開發(fā),2016,31(03):39-40+98.

        [2]祝睿.淺談彩燈藝術(shù)與裝飾色彩的關(guān)系——以自貢彩燈為例[J].建材與裝飾,2018(07):53.

        [3]王啟明,郭寧峰,周艷艷.基于 STC8A4K60S2A12 單片機(jī)的音樂頻譜儀的設(shè)計(jì)[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2019(27):211-212.

        [4]鄧軍.傳統(tǒng)手工藝類非物質(zhì)文化遺產(chǎn)生產(chǎn)性保護(hù)的經(jīng)驗(yàn)與反思——以自貢彩燈制作技藝為例[J].四川理工學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2016,31(01):86-99.

        作者簡介

        唐勇(1963-),男,漢族,四川自貢人,中國彩燈博物館,科長,機(jī)械工程師,大專,研究方向:中國彩燈博物館展陳設(shè)計(jì)研究,傳統(tǒng)彩燈機(jī)械傳動(dòng)核心部件模塊研究,彩燈燈組制作新材料研究,彩燈園區(qū)工程建設(shè)管理研究。

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