專利名稱：太陽能自動(dòng)跟蹤教學(xué)演示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
太陽能自動(dòng)跟蹤教學(xué)演示裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001 ] 實(shí)用新型涉及一種太陽能自動(dòng)跟蹤教學(xué)演示裝置。
背景技術(shù)：
[0002]目前教學(xué)過程中，缺少演示教學(xué)器具，如缺少物理課本和通用技術(shù)書中的傳感器工作原理具體的運(yùn)用的演示裝置，不利于發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和思考，不利于學(xué)生主動(dòng)參與、互動(dòng)、合作交流。不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手能力，為此，開發(fā)一種能夠演示傳感器在實(shí)際技術(shù)中的應(yīng)用的教學(xué)演示裝置非常必要。實(shí)用新型內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型的目的提供一種太陽能自動(dòng)跟蹤教學(xué)演示裝置，以克服現(xiàn)有教學(xué)缺少演示裝置，不利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力的缺陷。[0004]為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型供了一種太陽能自動(dòng)跟蹤教學(xué)演示裝置，包括控制機(jī)構(gòu)和用于模擬陽光的照射機(jī)構(gòu)；該控制機(jī)構(gòu)包括底座、設(shè)置在該底座上的且可轉(zhuǎn)動(dòng)的太能接收面板、設(shè)置在該太陽能接收面板左右兩端處的在陽光垂直于該太能接收面板的情況下工作的第一光敏電阻傳感器和第二光敏電阻傳感器，設(shè)置在該太陽能接收面板中間處的在陽光水平照射該太陽能接收面板的情況下工作的第三光敏電阻傳感器，設(shè)置在該太陽能接收面板的底面的使該太陽能接收面板回到初始位置的干簧管傳感器；設(shè)置在底座上的第一電磁繼電器、第二電磁繼電器、第三電磁繼電器、永磁體、電機(jī)和控制單兀，該控制單兀用于對(duì)所述第一光敏電阻傳感器、第二光敏電阻傳感器和第三光敏電阻傳感器的輸入信號(hào)與設(shè)定的信號(hào)進(jìn)行比較，從而發(fā)出是否啟動(dòng)所述第一電磁繼電器、第二電磁繼電器和第三電磁繼電器的指令，從而改變所述電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，該電機(jī)與所述太陽能接收面板通過減速齒輪及連接該太陽能接收面板和底座的滾軸嚙合；所述永磁體用于吸引干簧管傳感器，使其切斷對(duì)所述第一電磁繼電器、第二電磁繼電器和第三電磁繼電器的供電，使得電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)；所述模擬陽光的照射結(jié)構(gòu)包括殼體、設(shè)置在該殼體內(nèi)的燈和電源或電源接頭，設(shè)置在該燈的出射光路上的凸透鏡，且該凸透鏡設(shè)置在所述殼體的光孔處。[0005]上述控制單元包括根據(jù)所述第一光敏電阻傳感器、第二光敏電阻傳感器和第三光敏電阻傳感器的信號(hào)產(chǎn)生一輸出指令信號(hào)給所述第一電磁繼電器、第二電磁繼電器和第三電磁繼電器的電壓比較器、用于對(duì)該電壓比較器產(chǎn)生的指令信號(hào)進(jìn)行放大的第一放大三極管、第二放大三極管和第三放大三級(jí)管；該第一放大三極管、第二放大三極管和第三放大三級(jí)管分別串接在所述電壓比較器與所述第一電磁繼電器、第二電磁繼電器和第三電磁繼電器之間；所述傳感器干簧管通過第三放大三極管分別與所述第一電磁繼電器、第二電磁繼電器和第三電磁繼電器電聯(lián)接。[0006]上述控制電路還包括有第一延時(shí)電路和第二延時(shí)電路，該第一延時(shí)電路串接在所述第三光敏電阻傳感器和第三放大三極管之間，該第二延時(shí)電路串接在電壓比較器與電機(jī)之間。[0007]上述殼體是用方形鋼皮制成，其結(jié)構(gòu)是方形管狀，后端設(shè)置與所述光孔正對(duì)的底板。[0008]上述底座上設(shè)置有三種不同顏色的工作指示燈[0009]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、新穎，傳感器元件可視，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了太陽能自動(dòng)跟蹤教學(xué)演示裝置空缺的技術(shù)空白，使學(xué)生甚至老師很直觀地了解光敏傳感器和干簧管傳感器的特性和工作原理。[0010]以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。


[0011]圖I是太陽能自動(dòng)跟蹤教學(xué)演示裝置的控制機(jī)構(gòu)示意圖。[0012]圖2是太陽能自動(dòng)跟蹤教學(xué)演示裝置的照射機(jī)構(gòu)示意圖。[0013]圖中1、控制機(jī)構(gòu)；2、照射機(jī)構(gòu)；3、底座；4、太陽能接收面板；5、第一光敏電阻傳感器；6、第二光敏電阻傳感器；7、第三光敏電阻傳感器；8、干簧管傳感器；9、第一電磁繼電器；10、第二電磁繼電器；11、第三電磁繼電器；12、永磁體；13、電機(jī)；14、控制單兀；15、殼體；16、電源或電源接頭；17.凸透鏡；18、光孔；19、燈；20、底板；21、減速齒輪；22、滾軸； 23、紅色發(fā)光二極管；24、黃色發(fā)光二極管；25、綠色發(fā)光二極管；26、風(fēng)扇。
具體實(shí)施方式
[0014]本實(shí)施例提供了一種圖1、2所示的太陽能自動(dòng)跟蹤教學(xué)演示裝置，包括控制機(jī)構(gòu) I (見圖I)和用于模擬陽光的照射機(jī)構(gòu)2 (見圖2)。[0015]由圖I不難看出，該控制機(jī)構(gòu)I包括底座3、設(shè)置在該底座3上的且可轉(zhuǎn)動(dòng)的太能接收面板4、設(shè)置在該太陽能接收面板4左右兩端處的在陽光垂直于該太能接收面板4的情況下工作的第一光敏電阻傳感器5和第二光敏電阻傳感器6，設(shè)置在該太陽能接收面板4 中間處的在陽光水平照射該太陽能接收面板4的情況下工作的第三光敏電阻傳感器7，設(shè)置在該太陽能接收面板4的底面的使該太陽能接收面板4回到初始位置的干簧管傳感器8; 設(shè)置在底座3上的第一電磁繼電器9、第二電磁繼電器10、第三電磁繼電器11、永磁體12、 電機(jī)13和控制單兀14,該控制單兀14用于對(duì)第一光敏電阻傳感器5、第二光敏電阻傳感器 6和第三光敏電阻傳感器7的輸入信號(hào)與設(shè)定的信號(hào)進(jìn)行比較，從而發(fā)出是否啟動(dòng)第一電磁繼電器9、第二電磁繼電器10和第三電磁繼電器11的指令，從而改變電機(jī)13的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，該電機(jī)13與太陽能接收面板4通過減速齒輪21及連接該太陽能接收面板4和底座3 的滾軸22嚙合。[0016]永磁體12用于吸引干簧管傳感器8，使其切斷對(duì)第一電磁繼電器9、第二電磁繼電器10和第三電磁繼電器11的供電，使得電機(jī)13停止運(yùn)轉(zhuǎn)。[0017]控制單兀14包括根據(jù)第一光敏電阻傳感器5、第二光敏電阻傳感器6和第三光敏電阻傳感器7的信號(hào)產(chǎn)生一輸出指令信號(hào)給第一電磁繼電器9、第二電磁繼電器10和第三電磁繼電器11的電壓比較器(運(yùn)放)、用于對(duì)該電壓比較器產(chǎn)生的指令信號(hào)進(jìn)行放大的第一放大三極管、第二放大三極管和第三放大三級(jí)管；該第一放大三極管、第二放大三極管和第三放大三級(jí)管分別串接在電壓比較器與第一電磁繼電器9、第二電磁繼電器10和第三電磁繼電器11之間；傳感器干簧管8通過第三放大三極管分別與第一電磁繼電器9、第二電磁繼電器10和第三電磁繼電器11電聯(lián)接。[0018]控制電路14還包括有延時(shí)電路，該延時(shí)電路串接在第三光敏電阻傳感7器和第三放大三極管之間。[0019]由圖2不難看出，模擬陽光的照射結(jié)構(gòu)2包括殼體15、設(shè)置在該殼體15內(nèi)的燈19 和電源或電源接頭16，設(shè)置在該燈19的出射光路上的凸透鏡17，且該凸透鏡17設(shè)置在殼體15的光孔18處。殼體15是用方形鋼皮制成，其結(jié)構(gòu)是方形管狀，后端設(shè)置與光孔18正對(duì)的底板20。[0020]本實(shí)施例提供的太陽能自動(dòng)跟蹤教學(xué)演示裝置的工作原理是第一光敏電阻傳感器5、第二光敏電阻傳感器6通過一定方式分別放置于太陽能接收面板4左右兩側(cè)，只有光線垂直照射時(shí)第一光敏電阻傳感器5、第二光敏電阻傳感器6才能工作，當(dāng)兩個(gè)光敏電阻接收光線強(qiáng)度不相同時(shí)，其信號(hào)送到電壓比較器分析比較，輸出信號(hào)接給第一放大三極管或第二放大三極管放大，啟動(dòng)相應(yīng)的電磁繼電器即第一電磁繼電器9或第二電磁繼電器10工作，其常開觸點(diǎn)閉合，使得電機(jī)13通過減速齒輪21、滾軸22帶動(dòng)太陽能接收面板4順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，太陽能接收面板4會(huì)偏向光線強(qiáng)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到太陽能接收面板4的各處接收的光線強(qiáng)度基本相同為止。[0021]制作中在太陽能接收面板4中間設(shè)置的第三光敏電阻傳感器11能側(cè)面接收太陽光線信號(hào)，通過第一延時(shí)電路、第三放大三極管后使得信號(hào)放大，輸出給第三電磁繼電器11 工作，使得太陽能接收面板4轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)太陽能接收面板4上無太陽光照時(shí)，第一光敏電阻傳感器5、第二光敏電阻傳感器6無工作信號(hào)輸出即傳輸給控制單元14的信號(hào)與預(yù)訂的信號(hào)相比后，控制單元14的輸出指令為0，第二延時(shí)電路啟動(dòng)電機(jī)13，使得太陽能接收面板4逆向轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到使干簧管傳感器8與永磁體12作用力范圍時(shí)，干簧管傳感器8受到底座 3上的永磁體12的作用，切斷第三電磁繼電器11不工作、電機(jī)13斷電、太陽能面接收板4 停止轉(zhuǎn)動(dòng)。[0022]這樣、有太陽光線、平面順時(shí)針轉(zhuǎn)直到太陽能接收面板4接收光線強(qiáng)度相同停止， 沒有太陽光線、太陽能接收面板4逆時(shí)針轉(zhuǎn)到一定位置靜止，實(shí)現(xiàn)了太陽能自動(dòng)跟蹤演示教具。[0023]2、模擬太陽平行光源采用方形鋼皮制作的飲用酒包裝盒做外殼，IOOff乳白熾燈泡做太陽光源，光線輸出口加凸透鏡使光線接近平行光線，為了是燈泡在正常溫度下工作， 盒子的底部加裝風(fēng)扇26散熱。[0024]3、底座固定支架減速齒輪部分[0025]用茶葉盒做底座，六號(hào)鋼筋焊接左固定支架，大型舊掛鐘的齒輪改裝做減速齒輪，電機(jī)采用兒童玩具車的電機(jī)。[0026]4、電子器件處理控制部分選用50W電源變壓器降壓，二極管橋式整流，電容器濾波，三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，光敏電阻，干簧管做傳感器，LM393做比較器、三極管、電磁繼電器做控制器。[0027]本實(shí)施例提供的太陽能自動(dòng)跟蹤教學(xué)演示裝置的制作方法[0028]I、用茶葉盒做底座，大型舊掛鐘的齒輪改裝做減速齒輪，電機(jī)采用兒童玩具車的電機(jī)，太陽能電池板采用52X38cm較輕的木質(zhì)板，模仿太陽光線裝置采用方形鋼皮制作的飲用酒包裝盒做外殼，IOOff乳白熾燈泡做太陽光源，光線輸出口加凸透鏡使光線接近平行光線，盒子的燈泡加裝風(fēng)扇散熱。[0029]2、把檢測(cè)太陽光線的兩只光敏電阻安裝在太陽能電池板的偏上方左右(中相距 20cm)處，中間偏下方再設(shè)置安裝一只二極管用于隨時(shí)檢測(cè)太陽光線的傳感器，左下端設(shè)置一只干簧管和茶葉盒蓋的一位置的永久磁體配合使太陽能電池板在無太陽光線照射時(shí)自動(dòng)返回東邊的定位開關(guān)。把通過減速的齒輪固定主軸再通過連桿和太陽能電池板固定，在盒子內(nèi)適當(dāng)位置固定電機(jī)使之和齒輪連接。設(shè)置線路制作線路板，焊接電子元件，調(diào)試組裝，完成制作。[0030]本實(shí)施例提供的太陽能自動(dòng)跟蹤教學(xué)演示裝置的使用方法[0031]I、把太陽能電池板(太陽能接收面板4)放在平穩(wěn)的桌面上，插入220V50HZ的交流電源，模擬太陽光源的裝置固定在話筒支架上，調(diào)整合適的高度放在太陽能電池板的正前方一位置，同時(shí)也插入220V50HZ的交流電源[0032]2、打開太陽能電池板的電源開關(guān)，如太陽能電池板無光照面板向南時(shí)其面板會(huì)自動(dòng)回到向南偏東方向停止。打開模擬太陽光源裝置，當(dāng)光線照的太陽能板上，其太陽能板會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)直至面板上的兩只二極管同時(shí)接受到同樣強(qiáng)的光線停止(模擬太陽光源裝置應(yīng)高于太陽能電池板，斜距太陽能電池板I米左右)，同距離緩慢移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)模擬太陽光源裝置，太陽能電池板會(huì)自動(dòng)跟蹤。[0033]3、太陽能電池板的底座盒蓋上安裝有紅黃綠三只發(fā)光二極管，紅色發(fā)光二極管23 是電源工作指示，黃色發(fā)光二極管24指示向右偏轉(zhuǎn)(相對(duì)右邊的二極管接受的光線偏弱)， 綠色發(fā)光二極管25指示向左偏轉(zhuǎn)(相對(duì)左邊的二極管接受的光線偏弱)，使用時(shí)可做參考。[0034]以上例舉僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的舉例說明，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍的限制，凡是與本實(shí)用新型相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.ー種太陽能自動(dòng)跟蹤教學(xué)演示裝置，其特征在于包括控制機(jī)構(gòu)和用于模擬陽光的照射機(jī)構(gòu)； 該控制機(jī)構(gòu)包括底座、設(shè)置在該底座上的且可轉(zhuǎn)動(dòng)的太能接收面板、設(shè)置在該太陽能接收面板左右兩端處的在陽光垂直于該太能接收面板的情況下工作的第一光敏電阻傳感器和第二光敏電阻傳感器，設(shè)置在該太陽能接收面板中間處的在陽光水平照射該太陽能接收面板的情況下工作的第三光敏電阻傳感器，設(shè)置在該太陽能接收面板的底面的使該太陽能接收面板回到初始位置的干簧管傳感器； 設(shè)置在底座上的第一電磁繼電器、第二電磁繼電器、第三電磁繼電器、永磁體、電機(jī)和控制單元，該控制単元用于對(duì)所述第一光敏電阻傳感器、第二光敏電阻傳感器和第三光敏電阻傳感器的輸入信號(hào)與設(shè)定的信號(hào)進(jìn)行比較，從而發(fā)出是否啟動(dòng)所述第一電磁繼電器、第二電磁繼電器和第三電磁繼電器的指令，從而改變所述電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，該電機(jī)與所述太陽能接收面板通過減速齒輪及連接該太陽能接收面板和底座的滾軸嚙合； 所述永磁體用于吸引干簧管傳感器，使其切斷對(duì)所述第一電磁繼電器、第二電磁繼電器和第三電磁繼電器的供電，使得電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)； 所述模擬陽光的照射結(jié)構(gòu)包括殼體、設(shè)置在該殼體內(nèi)的燈和電源或電源接頭，設(shè)置在該燈的出射光路上的凸透鏡，且該凸透鏡設(shè)置在所述殼體的光孔處。
2.如權(quán)利要求I所述的太陽能自動(dòng)跟蹤教學(xué)演示裝置，其特征在于所述控制単元包括根據(jù)所述第一光敏電阻傳感器、第二光敏電阻傳感器和第三光敏電阻傳感器的信號(hào)產(chǎn)生ー輸出指令信號(hào)給所述第一電磁繼電器、第二電磁繼電器和第三電磁繼電器的電壓比較器、用于對(duì)該電壓比較器產(chǎn)生的指令信號(hào)進(jìn)行放大的第一放大三極管、第二放大三極管和第三放大三級(jí)管； 該第一放大三極管、第二放大三極管和第三放大三級(jí)管分別串接在所述電壓比較器與所述第一電磁繼電器、第二電磁繼電器和第三電磁繼電器之間； 所述傳感器干簧管通過第三放大三極管分別與所述第一電磁繼電器、第二電磁繼電器和第三電磁繼電器電聯(lián)接。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽能自動(dòng)跟蹤教學(xué)演示裝置，其特征在于所述控制電路還包括有第一延時(shí)電路和第二延時(shí)電路，該第一延時(shí)電路串接在所述第三光敏電阻傳感器和第三放大三極管之間，該第二延時(shí)電路串接在電壓比較器與電機(jī)之間。
4.如權(quán)利要求I或2所述的太陽能自動(dòng)跟蹤教學(xué)演示裝置，其特征在于所述殼體是用方形鋼皮制成，其結(jié)構(gòu)是方形管狀，后端設(shè)置與所述光孔正對(duì)的底板。
5.如權(quán)利要求I或2或3所述的太陽能自動(dòng)跟蹤教學(xué)演示裝置，其特征在于所述底座上設(shè)置有三種不同顔色的工作指示燈。
專利摘要本實(shí)用新型提供的太陽能自動(dòng)跟蹤教學(xué)演示裝置包括太陽能接收面板，其上左右設(shè)置的檢測(cè)太陽光線的垂直第一光敏電阻傳感器、第二光敏電阻傳感器、中央設(shè)置一只檢測(cè)有無太陽光線的第三光敏電阻傳感器、太陽能接收面板左下端設(shè)置回位定位的干簧管傳感器；照射部分。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、新穎，傳感器元件可視，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了太陽能自動(dòng)跟蹤教學(xué)演示裝置空缺的技術(shù)空白，使學(xué)生甚至老師很直觀地了解光敏傳感器和干簧管傳感器的特性和工作原理。
文檔編號(hào)G09B23/06GK202816219SQ201220451880
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者雷建設(shè), 陳雪文, 趙嵐玲, 茹政翔, 李相龍, 翟明虎, 王一旭 申請(qǐng)人:雷建設(shè)