智能光跟蹤演示儀的製作方法

2023-05-25 07:12:26

智能光跟蹤演示儀的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種智能光跟蹤演示儀，本演示儀利用光敏電阻的光電導效應進行智能光跟蹤的演示。本發明由光敏電阻組、電機組、控制電路、和發光裝置四個模塊組成，其中光敏電阻組模塊包括兩對光敏電阻；電機組模塊包括兩個垂直放置的步進電機，電機傳動杆，步進電機驅動晶片，電機支架；控制電路模塊包括電源適配器，信號處理電路，無線信號接收器，遙控器,主開關；發光裝置包括四個發光二極體。本演示儀的不同發光組合和透明的有機塑料外殼可以直觀形象的演示智能光追蹤的過程，且結構簡單，成本低廉，實用性好，操作方便，實現了全自動化，適合大學有關課程的教學演示。
【專利說明】智能光跟蹤演示儀
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種智能光跟蹤演示儀。
【背景技術】
[0002]光電導效應是當光照射到半導體材料時，材料吸收光子的能量，使非傳導態電子變為傳導態電子，引起載流子濃度增大，使其自身電導率增大。智能光跟蹤技術就是利用光敏電阻的光電導效應實現對光源的智能跟蹤，教學中需要一種儀器來演示智能光跟蹤技術。

【發明內容】

[0003]本發明目的是提供一種智能光跟蹤演示儀。
[0004]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:本發明利用光敏電阻的光電導效應進行智能光跟蹤的演示。本發明由光敏電阻組、電機組、控制電路、和發光裝置四個模塊組成，其中光敏電阻組模塊包括兩對光敏電阻；電機組模塊包括兩個垂直放置的步進電機，電機傳動杆，步進電機驅動晶片，電機支架；控制電路模塊包括電源適配器，信號處理電路，無線信號接收器，遙控器和主開關；發光裝置包括四個高亮LED射燈。演示儀開始工作時，高亮LED射燈提供光源，光敏電阻把光信號轉換成電信號傳送給控制電路，電流經過控制電路模塊處理後傳送給步進電機，步進電機帶動光敏電阻組轉動，直到四個光敏電阻接收到的光照強度相同且最大時停止轉動，從而實現智能光跟蹤。
[0005]具體是由電源適配器把市電轉化為所需電源，由主開關控制電源。本智能光跟蹤演示儀外殼的材料為透明有機塑料，從而可以同時向多人演示智能光跟蹤的過程，進而提高了演示效率。四個高亮LED射燈位於光敏電阻上方，並分別固定在儀器外殼內側的四個頂角上，用遙控器控制高亮LED射燈組的亮滅，遙控器上的按鈕分為控制燈的開關與控制燈的亮度兩個模塊，模塊一按鈕可以控制高亮LED射燈組的不同發光組合，其組合有:任意一蓋燈發光，任意兩蓋燈發光，任意三蓋燈發光以及四蓋燈同時發光的四種組合；模塊二按鈕可以控制高亮LED射燈的亮度，其分為最亮、較亮、微亮三種亮度，從而可以演示光源在不同位置和亮度時的智能光跟蹤過程。兩對光敏電阻固定在一個方形底座上的四個角上，對角線上的兩個光敏電阻為一對，每一對光敏電阻對應一個步進電機，底座則連接在其中一個步進電機上，四個不同方向的光敏電阻可以接收到不同方向的光信號，然後分別把光信號轉換成電信號傳送給控制電路。當其中一對的兩個光敏電阻接收的光照強度不同時，這對光敏電阻之間產生電勢差並形成電信號，電信號經控制電路模塊的單片機處理後再傳送給步進電機驅動晶片，對應的步進電機就會在驅動晶片的驅動下轉動，並通過電機傳動杆帶動光敏電阻組的轉動，光敏電阻組的轉動會使其接收到的光照強度發生變化，從而進一步影響步進電機的轉動，形成一個實時的反饋系統。當這對光敏電阻接收到的光照強度相同且最大時，步進電機停止轉動。當兩個步進電機都停止轉動時，四個光敏電阻接收到的光照強度相同且達到最大，從而實現智能光跟蹤。[0006]本發明有益的效果是:本演示儀利用光敏電阻的光電效應實現了對光源的智能跟蹤，發光裝置的不同發光組合和透明的有機塑料外殼可以直觀形象的演示智能光追蹤的過程，且成本低廉，實用性好，實現了全自動化，適合大學有關課程的教學演示。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為智能光跟蹤演示儀的裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0008]下面結合附圖對本發明的具體結構作進一步說明。
[0009]圖中，1-高亮LED射燈組，2-無線信號接收器，3-光敏電阻對，4_光敏電阻對，5-步進電機，6-電機傳動杆，7-步進電機，8-步進電機驅動晶片，9-電機支架，10-主開關，11-電源適配器，12-儀器外殼，13-遙控器。
[0010]本演示儀由電源適配器11把市電轉化為所需電源，由主開關10控制電源。智能光跟蹤演示儀外殼12的材料為透明有機塑料，從而可以同時向多人演示智能光跟蹤的過程，進而提高了演示效率。四個高亮LED射燈I位於光敏電阻上方，並分別固定在儀器外殼內側的四個頂角上，用遙控器13控制高亮LED射燈組的亮滅，遙控器13上的按鈕分為控制亮滅和控制亮度兩個模塊，模塊一按鈕a、b、c、d分別對應高亮LED射燈A、B、C、D，不同的按鈕組合可以控制高亮LED射燈組的不同發光組合，即任意一盞燈發光，任意兩盞燈發光，任意三盞燈發光，四盞燈同時發光；模塊二按鈕e、f、g可以控制高亮LED射燈的亮度，其分為最亮、較亮、微亮三個亮度，從而可以演示光源在不同角度和亮度時的智能光跟蹤過程。兩對光敏電阻3、4固定在一個方形底座上,對角線上的兩個光敏電阻為一對,光敏電阻3對應步進電機5，光敏電阻4對應步進電機6，底座則連接在步進電機5上，光敏電阻組可以接收到不同方向的光信號，然後分別把光信號轉換成電信號傳送給控制電路。當一對中的兩個光敏電阻接收的光照強度不同時，這對光敏電阻之間產生電勢差並形成電信號，電信號經控制電路模塊的單片機處理後再傳送給步進電機驅動晶片8，對應步進電機就會在步進電機驅動晶片8的驅動下轉動，步進電機通過電機傳動杆6帶動光敏電阻組的轉動，光敏電阻組的轉動會使其接收到的光照強度發生變化，從而進一步影響步進電機的轉動，形成一個實時的反饋系統，當這對光敏電阻接收到的光照強度相同且最大時，步進電機停止轉動。當兩個步進電機都停止轉動時，光敏電阻組接收到的光照強度相同且達到最大，從而實現智能光跟蹤。
[0011]本發明利用光敏電阻的光電效應實現了對光源的智能跟蹤，成本低廉，演示效果好，且結構簡單，操作方便，實現了全自動化。
【權利要求】
1.一種智能光跟蹤演示儀，其特徵在於:本智能光跟蹤演示儀外殼的材料為透明有機塑料，從而可以同時向多人演示智能光跟蹤的過程，進而提高了演示效率；四個高亮LED射燈位於光敏電阻上方，並分別固定在儀器外殼內側的四個頂角上，用遙控器控制高亮LED射燈組的亮滅，遙控器上的按鈕分為控制燈的開關與控制燈的亮度兩個模塊，模塊一按鈕可以控制高亮LED射燈組的不同發光組合，其組合有:任意一盞燈發光，任意兩盞燈發光，任意三盞燈發光以及四盞燈同時發光的四種組合；模塊二按鈕可以控制高亮LED射燈的亮度，其分為最亮、較亮、微亮三種亮度，從而可以演示光源在不同位置和亮度時的智能光跟蹤過程；演示儀開始工作時，高亮LED射燈提供光源，光敏電阻把光信號轉換成電信號傳送給控制電路，電流經過控制電路模塊處理後傳送給步進電機，步進電機帶動光敏電阻組轉動，直到四個光敏電阻接收到的光照強度相同且最大時停止轉動，從而實現智能光跟蹤。
【文檔編號】G09B23/18GK103915025SQ201410107463
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月21日 優先權日:2014年3月21日
【發明者】陳文娟, 史湘偉, 黃興洲, 薛德寬, 周曠宇, 劉雪林, 張旭, 趙吉慶, 尚劍鋒 申請人:中國石油大學(華東)