專(zhuān)利名稱(chēng):防近視筆驅(qū)動(dòng)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種節(jié)能型防近視筆驅(qū)動(dòng)模塊。
目前作為中小學(xué)或其他少年、兒童使用的書(shū)寫(xiě)筆具,有各種鉛筆、圓 珠筆、中性水筆.所有的筆具除了書(shū)寫(xiě)功能外.都不能讓學(xué)生寫(xiě)字吋雙眼 與桌面保持正常距離和正確姿勢(shì)進(jìn)行書(shū)寫(xiě),容易導(dǎo)致近視或其它視力障礙, 因長(zhǎng)期書(shū)寫(xiě)的姿勢(shì)不正確,極易引起學(xué)生脊椎彎曲變形出現(xiàn)駝背現(xiàn)象。為 此,許多申請(qǐng)人對(duì)書(shū)寫(xiě)用筆逬行改良,以期達(dá)到防近視的目的,如專(zhuān)利公 報(bào)中CN200960799.公開(kāi)的一種名為全自動(dòng)防近視、防駝背學(xué)生書(shū)寫(xiě)筆; 以及CN2758090,公開(kāi)的一種名為雙防智能書(shū)寫(xiě)筆。均為電子式控制筆芯 伸縮的主動(dòng)式防近視筆,其結(jié)構(gòu)是在筆芯上方設(shè)有一電磁線圈驅(qū)動(dòng)的翹板, 電磁線圈受控于驅(qū)動(dòng)電路模塊.該電路模塊包括有紅外信號(hào)發(fā)射和接收電 路、以及放大電路,輸出接電磁線圈。紅外信號(hào)發(fā)射和接收電路根椐不同 年齡段,其反射的距離不同。書(shū)寫(xiě)者姿勢(shì)端正,信號(hào)接收電路檢測(cè)不到反 射來(lái)的信號(hào),電磁線圈不動(dòng)作,翹板頂觸在筆芯上端部.保證筆芯書(shū)寫(xiě)吋 不會(huì)內(nèi)縮;而當(dāng)書(shū)寫(xiě)者頭太靠近桌面.縮短了紅外反射距離,接收電路收 到反射信號(hào)后,電磁線圏得電驅(qū)動(dòng)翹板動(dòng)作,離開(kāi)筆芯上端部,使得筆芯 無(wú)支撐,筆尖無(wú)法承受書(shū)寫(xiě)吋接觸紙面的壓力而產(chǎn)生回縮,使得書(shū)寫(xiě)者無(wú) 法正常書(shū)寫(xiě),以此達(dá)到糾正書(shū)寫(xiě)姿勢(shì)。為了保持書(shū)寫(xiě)筆輕便靈活把持的特 性,驅(qū)動(dòng)電路的電源只能采用鈕扣式電池.由于電能容蹇低,往往使用一 兩周吋間即需更換電池,使用成本過(guò)高,影響該防近視筆的使用。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種采用單片機(jī)組成的能耗低且具有脈沖式 信號(hào)發(fā)射和接收電路的防近視筆驅(qū)動(dòng)模塊。
本實(shí)用新型技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種防近視筆驅(qū)動(dòng)模塊,由電源、單片機(jī)芯片、信號(hào)發(fā)射電路、信號(hào)接收電路及微型電磁鐵組成,其特征是 單片機(jī)芯片分別輸出脈沖信號(hào)給信號(hào)發(fā)射供電電路和信號(hào)接收及放大供電 電路.信號(hào)發(fā)射供電電路提供信號(hào)發(fā)射電路工作電源.信號(hào)發(fā)射電路受控
于單片機(jī)芯片輸出脈沖;信號(hào)接收及放大供電電路提供信號(hào)接收電路和信 號(hào)放大電路工作電源,信號(hào)接收電路接收到信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大電路放大后反 饋給單片機(jī)芯片.再由單片機(jī)芯片輸出給微型電磁鐵控制其動(dòng)作。采用可 寫(xiě)入單片機(jī)作為驅(qū)動(dòng)模塊管理中心,信號(hào)發(fā)射和接收均采用閭歇工作.可 大大降低驅(qū)動(dòng)模塊功耗。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理、線路簡(jiǎn)潔、元件少、能耗低的特點(diǎn),可大大延 長(zhǎng)防近視筆電池的使用壽命。
下面結(jié)合具體圖例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明
圖i防近視筆驅(qū)動(dòng)模塊原理框圖; 圖2防近視筆驅(qū)動(dòng)模塊電路原理圖 圖3單片機(jī)芯片輸出脈沖吋序示意圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1和圖2,防近視筆驅(qū)動(dòng)模塊,其由電源、單片機(jī)芯片、信號(hào)發(fā) 射供電電路、信號(hào)接收及放大供電電路、信號(hào)發(fā)射電路、信號(hào)接收電路、 信號(hào)放大電路和微型電磁鐵組成。所述的單片機(jī)芯片為型號(hào)義隆的8P508、 PIC類(lèi)12C508等可寫(xiě)入芯片,其各引腳的連接和工作原理如下 第l、 8腳接電源,電源為一節(jié)鈕扣電池BT1,在電池BT1兩端并接有一
電容C2,電容C2可防止工作瞬間電源電壓跌落。 第2、 3、 4腳2、 3腳為輸出控制端,接微型電磁鐵線圈,控制微型電磁 鐵動(dòng)作。4腳為信號(hào)反饋輸入端,接收來(lái)自信號(hào)放大電路末級(jí)的信 號(hào)。第2、 3腳分別經(jīng)電阻R2、 R3后串接于電磁線圈回路,微型電 磁鐵線圈L另一端接高電平。第2、 3腳為不同輸出信號(hào)的輸出端. 其中第2腳輸出信號(hào)的吋間取決于接收電路是否接收到反射信號(hào), 即只要接收電路持續(xù)接收到反射信號(hào),單片機(jī)第4腳持續(xù)接收到經(jīng)放大后的信號(hào),第2腳就持續(xù)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào).反射信號(hào)消失即第 4腳的信號(hào)消失,第2腳的輸出信號(hào)亦消失;第3腳的輸出信號(hào)是 瞬時(shí)的,當(dāng)接收電路接收到反射信號(hào)后第3腳輸出具有一定脈寬的 驅(qū)動(dòng)信號(hào),其目的是與第2腳的驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別經(jīng)電阻后共同作用于 線圈L以提高微型電磁鐵的瞬吋驅(qū)動(dòng)能力.由于微型電磁鐵的動(dòng)作 由暫態(tài)逬入穩(wěn)態(tài)后只需很小的維持功率即可.故第3腳無(wú)需持續(xù)輸 出信號(hào),這樣就在很大程度上降低了模塊的動(dòng)態(tài)功耗。電阻R2、 R3 起限流作用,當(dāng)?shù)?、 3腳的輸出信號(hào)共同作用吋相當(dāng)于R2、 R3并 聯(lián)以給微型電磁鐵提供足夠的啟動(dòng)功率,當(dāng)只有第2腳的輸出信號(hào) 起作用時(shí),由于R2的作用使微型電磁鐵只得到維持功率。據(jù)實(shí)際 測(cè)試采用此方案與不采用此方案相比動(dòng)態(tài)功耗可節(jié)省1/3至1/2, 即電池壽命可延長(zhǎng)相應(yīng)時(shí)間。 第6腳第6腳輸出占空比約為99.75%左右的信號(hào),提供給由電容C1組 成的信號(hào)發(fā)射供電電路,在高電平期間為電容C1充電,電容C1起 到儲(chǔ)能作用.在信號(hào)發(fā)射電路工作吋,作為電源給信號(hào)發(fā)射電路供 電。
第5腳為信號(hào)發(fā)射電路提供觸發(fā)信號(hào),信號(hào)發(fā)射電路由三極管Q5、紅外 發(fā)射管Ll、 R9組成;第5腳給出一寬度約為30.2mS的窄脈沖, 經(jīng)電阻R9限流送三極管Q5.使得三極管Q5導(dǎo)通,驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管 Ll發(fā)出紅外光。
第7腳為信號(hào)接收及放大電路的電源控制端,第7腳輸出占空比約為 0.23%左右的信號(hào),此信號(hào)的高電平起始端約比第6腳的低電平起 始端滯后200M S。其輸出的窄脈沖提供給由三極管Q4和電容C3 組成的信號(hào)接收及放大供電電路,在高電平期間通過(guò)控制電源管Q4 給信號(hào)接收電路和信號(hào)放大電路供電,電容C3保證了供電的幅值 及穩(wěn)定。高電平的最末約30.2MS吋間內(nèi)信號(hào)發(fā)射電路工作,在L1 發(fā)射紅外光吋,若被障礙物反射且達(dá)到一定強(qiáng)度吋,將在由電阻 Rll、紅外接收管PH1組成的紅外信號(hào)接收電路中產(chǎn)生一定幅值的信號(hào),此信號(hào)經(jīng)電容C5、電阻R10耦合送由三極管Q2、電阻R4、 R5組成的放大電路逬行第一級(jí)放大,其中R4是偏置電阻,R5是集 電極負(fù)載電阻. 一級(jí)放大后的信號(hào)由三極管Q2的集電極輸出再經(jīng) 電容C4、電阻R8耦合送由三極管Q3、電阻R6、 R7組成的第二級(jí) 放大電路放大,其中R6是偏置電阻,R7是集電極負(fù)載電阻,二級(jí) 放大后的信號(hào)由三極管Q3的集電極輸出送單片機(jī)芯片的第4腳, 再經(jīng)芯片內(nèi)部智能電路處理使第2、 3腳輸出相應(yīng)信號(hào)控制微型電 磁鐵的動(dòng)作。 單片機(jī)第5、 6、 7腳輸出的吋序圖如圖3。
權(quán)利要求1、一種防近視筆驅(qū)動(dòng)模塊,由電源、單片機(jī)芯片、信號(hào)發(fā)射電路、信號(hào)接收電路及微型電磁鐵組成,其特征是單片機(jī)芯片分別輸出脈沖信號(hào)給信號(hào)發(fā)射供電電路和信號(hào)接收及放大供電電路,信號(hào)發(fā)射供電電路提供信號(hào)發(fā)射電路工作電源,信號(hào)發(fā)射電路受控于單片機(jī)芯片輸出脈沖;信號(hào)接收及放大供電電路提供信號(hào)接收電路和信號(hào)放大電路工作電源,信號(hào)接收電路接收到信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大電路放大后反饋給單片機(jī)芯片,再由單片機(jī)芯片輸出給微型電磁鐵控制其動(dòng)作。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的防近視筆驅(qū)動(dòng)模塊,其特征是單片機(jī)芯片為型號(hào) 8P508可寫(xiě)入芯片,其第1腳接電源,第5、 7腳為窄脈沖分別控制信號(hào)發(fā) 射電路和信號(hào)接收電路間歇工作,第6腳為寬脈沖給信號(hào)發(fā)射電路供電, 第4腳為信號(hào)接收電路的反饋輸入端,控制著第2、 3腳一長(zhǎng)一短的高電 平輸出.分別經(jīng)電阻后并接在電磁線圈的一端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防近視筆驅(qū)動(dòng)模塊,其特征是單片機(jī)芯片為型號(hào) PIC類(lèi)12C508可寫(xiě)入芯片。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種防近視筆驅(qū)動(dòng)模塊,由電源、單片機(jī)芯片、信號(hào)發(fā)射電路、信號(hào)接收電路及微型電磁鐵組成,其特征是單片機(jī)芯片分別輸出脈沖信號(hào)給信號(hào)發(fā)射供電電路和信號(hào)接收及放大供電電路,信號(hào)發(fā)射供電電路提供信號(hào)發(fā)射電路工作電源,信號(hào)發(fā)射電路受控于單片機(jī)芯片輸出脈沖;信號(hào)接收及放大供電電路提供信號(hào)接收電路和信號(hào)放大電路工作電源,信號(hào)接收電路接收到信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大電路放大后反饋給單片機(jī)芯片,再由單片機(jī)芯片輸出給微型電磁鐵控制其動(dòng)作。采用一可寫(xiě)入單片機(jī)作為驅(qū)動(dòng)模塊管理中心,信號(hào)發(fā)射和接收均采用間歇工作,可大大降低驅(qū)動(dòng)模塊功耗。
文檔編號(hào)G05B19/042GK201311569SQ200820146398
公開(kāi)日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日
發(fā)明者刁銀軍 申請(qǐng)人:刁銀軍