專利名稱：箱式語言音樂交直流電路演示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于教學(xué)示范用的電子裝置，特別適合用作中小學(xué)電學(xué)教學(xué)的演示教具。
電是國民經(jīng)濟的命脈，現(xiàn)代電子技術(shù)也日益滲透到日常生活的各個方面，電學(xué)課程在中小學(xué)教學(xué)中占有重要的地位，但在目前中小學(xué)教學(xué)活動中，電流怎樣流過電路，看不見，摸不著，學(xué)生不易理解、影響了教學(xué)效果?，F(xiàn)有技術(shù)中雖然也有用于輔助電學(xué)教學(xué)的演示器，例如北京某小學(xué)朱國平同志研制的電流在導(dǎo)體中流動演示器(中國專利，專利號89220032)，但功能單一，直觀性及娛樂性較差，并且沒有具體可行的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
本實用新型的目的就是要研制一種能演示直流電流、交流電流流過電路情況，能標明電流“＋”“－”極、電流方向，能說話、會唱歌、實用方便的電學(xué)教學(xué)演示器。
本實用新型提出的箱式語言音樂交直流電路演示器由箱式外殼、演示面板、控制面板及裝在箱式外殼內(nèi)的電子電路構(gòu)成(如圖2所示)，電子電路由電源電路及與電流電路相連接的語言電路、音樂電路、音頻功率放大電路、發(fā)光二極管控制電路及正負號控制電路構(gòu)成(如


圖1所示)，語言電路及音樂電路的輸出端經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)與音頻功率放大電路相連接，一部份電路安裝在箱式外殼的箱蓋內(nèi)，另一部份電路安裝在箱式外殼的箱體內(nèi)，兩者之間通過電纜連接，由多個控制開關(guān)及鍵鈕組成的控制面板安裝在箱體內(nèi)向上的表面，由多個發(fā)光二極管及控制開關(guān)組成的演示面板安裝在箱蓋內(nèi)表面。發(fā)光二極管組成“＋”、“－”“→”等符號，語言電路由多片KD－560系列集成電路組成，每一片集成電路的管腳3分別經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)與音頻功率放大電路的輸入端相連接，管腳4都分別經(jīng)開關(guān)與電源電路相連接(如圖3所示)，音樂電路由多片KD－15系列音樂集成電路構(gòu)成，每一片集成電路的管腳4都經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)與音頻功率放大電路的輸端相連接。管腳1都經(jīng)開關(guān)與電源電路相連接。發(fā)光二極管控制電路由集成電路SD－9032、SM408及數(shù)10個發(fā)光二極管構(gòu)成，SM408的管腳2、3、4分別經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)與二極管組LED1、LED2、LED3連接，管腳3與管腳5相連通，SD－9032的管腳2、3、4分別與二極管組LED4、LED5、LED6連接，并分別通過轉(zhuǎn)換開關(guān)與二極管組LED3、LED2、LED1相連接，二極管組LED7一端與LED3連接，另一端與電源電路相連接。正負號控制電路由1極低頻可調(diào)多諧振蕩電路及用來組成符號“＋”、“－”、“→”的多個發(fā)光二極管組成，組成極低頻可調(diào)多諧振蕩電路的三極管BG3的集電極經(jīng)一轉(zhuǎn)換開關(guān)與二極管組LED8、LED9相連，BG4的集電極與二極管組LED11相連，BG3及BG4的基極分別接有電位器R5及R7。電源電路由直流電源、低壓電源變換電路及整流濾波穩(wěn)壓電路構(gòu)成。低壓電源變換電路由三極管BG1、BG2組成的多諧振蕩電路及變壓器構(gòu)成，變壓器的初級線圈與BG1、BG2的集電極相連，次級線圈與整流電路相連接。
箱式語言音樂交直流電路演示器與現(xiàn)有技術(shù)的演示器相比，其優(yōu)點是顯而易見的，從結(jié)構(gòu)方面來說。本實用新型將電子電路、面板、連接線及直流電源都裝于箱式外殼內(nèi)，顯得結(jié)構(gòu)緊湊，攜帶使用都很方便，整機電源采用直流電流，而不使用220V的交流電源，從而保證了學(xué)生和兒童使用的絕對安全，從演示面板設(shè)計來說，利用發(fā)光二極管組成“＋”、“－”、“→”等符號，接通電源后，電子電路進入正常工作狀態(tài)由于發(fā)光二極管控制電路及正負號控制電路的作用顯示面板上巧妙排列的發(fā)光二極管能生動形象直觀地顯示出較為抽象難懂的交直流電流在電路中的流動情況及電流正負極變化情況，從功能上來說，由于配上語言及音樂電路，其產(chǎn)生的生動語言及優(yōu)美音樂，加強了演示效果，使學(xué)生隅教于樂，隅樂于教，從而取得較好的教學(xué)效果。在電路設(shè)計中，采用了多塊集成電路，提高了整機可靠性和技術(shù)性能。
作為本實用新型的一個實施例，結(jié)合圖2和圖3，下面對箱式語言和交直流電路演示器作更詳細的說明，圖2是箱體的具體結(jié)構(gòu)
圖1－為箱體、箱內(nèi)安裝電池盒，語言音樂電路，音頻功率放大電路，電源變換電路，整流穩(wěn)壓電路及1個上喇叭等，2－為控制面板，3－為控制面板與演示面板的連接電纜，4－為演示面板，上面安裝由發(fā)光二極管組成的演示電源、電路，“＋”、“－”、“→”符號，用電器(串并聯(lián)燈泡)，5－為高亮度發(fā)光二極管，用它代替小燈泡較為省電，6－為箱蓋，在蓋中裝發(fā)光二極管控制電路，正負號控制電路，演示面板及1個喇叭，8－為發(fā)光二極管。9－為發(fā)光二極管組成的“→”符號，它能指示直流流過方向。10－為正負號變換快慢調(diào)節(jié)旋鈕，11－為交直流變換開關(guān)，12－為音量控制旋鈕，13－為“＋”、“－”號，14－音量控制旋鈕，15－為指示燈，16－為兩路電源開關(guān)，17－為語言音樂切換開關(guān)，18、19－為語言觸發(fā)按鈕開關(guān)，7和20－為喇叭孔。
1、語言電路，見圖3(Ⅰ)，利用KD－560系列語言集成電路，(或其它語言模塊)，用語音表示“歡迎光臨”，“高壓危險，請勿靠近”或用其它內(nèi)容的語言模塊組成。對學(xué)生和兒童表示鼓勵，提示，警告，簡要講解電的知識等內(nèi)容，提高學(xué)生和兒童興趣，激發(fā)他們的求知欲和好奇心。
2、音樂電路圖3(Ⅱ)，利用KD－15系列音樂集成電路(或其它音樂電路)，選擇10首學(xué)生和兒童喜歡的樂曲并聯(lián)，用雙層單刀12擲波段開關(guān)進行語言音樂選擇控制。經(jīng)實驗，若長時間給語言音樂電路通電，只控制觸發(fā)開關(guān)，易出故障，而將觸發(fā)開關(guān)短路，控制電源通斷則效果較好，壽命較長。故波段開關(guān)(電路中K4)的作用是有選擇地接通語言音樂集成電路的電源，同時與音頻功率放大電路接通。以便發(fā)出聲響。使學(xué)生和兒童在學(xué)習(xí)過程中，能選擇欣賞優(yōu)美樂曲，在欣賞曲過程中，學(xué)到科學(xué)知識。隅教于樂，隅樂于教。
3、音頻功率放大電路見圖3(Ⅲ)因語言音樂電路中自身音量過小，不便于聆聽和欣賞，故在后面加一塊雙路功率放大電路KD－28，再推動兩個喇叭發(fā)音。使語言宏亮，音樂優(yōu)美動人。適于在教室演示及多人同時學(xué)習(xí)欣賞。
4、發(fā)光二極管控制驅(qū)動電路見圖3(V11)，(V111)，選擇三路聲控循環(huán)閃光驅(qū)動電路SD－9032作直流電路發(fā)光二極管流水及旋轉(zhuǎn)電源控制電路。該電路按線簡單，不需外接元件，(見圖3V11)。
在(V11)電路中，LED4、LED5、LED6共13個發(fā)光二極管，組成圓盤式旋轉(zhuǎn)電源。(V111)電路中，LED1、LED2、LED3共30個發(fā)光二極管，交替組成交直流電路(相當于導(dǎo)線)。LED7中三個高強度發(fā)光二極管，組成電路中的串并聯(lián)用電器(相當于3個混聯(lián)小燈泡)。選擇四路聲控驅(qū)動集成電路M408，將第四路與第四路與第二路并聯(lián)，作為交流電路發(fā)光二極管振蕩控制電路。見圖(二)(V11)。
交直流電路的變換，通過3刀雙擲開關(guān)K1切換。
5、正負號控制電路見圖3(V1)，正負號及箭頭控制電路是為了顯示電源正負極及直流電電流流過電路的方向。以及交流電源正負極時刻變換的情況，實驗成了極低頻可調(diào)多諧振蕩電路(V1)，帶動LED8、LED9、LED10、LED11共10個發(fā)光二極管。其中LED8、LED11四個發(fā)光二極管組成箭頭符號“→”。LED10四個發(fā)光二極管組成正負號中的兩“－”，“－”加“1”得到“＋”。
用單刀雙擲開關(guān)斷開LED8接通LED9，就形成直流電路電源固定并閃動的正負號“＋”，“－”及指示電流方向的箭頭符號“→”。而斷開LED9接通LED8則形成交流電交替變換的電源正負極“＋”“－”顯示，變換快慢由雙聯(lián)電位器R5、R7調(diào)節(jié)。
6、電源電路見圖3(1V)(V)為了保證學(xué)生和兒童使用的絕對安全，本實用新型采用4節(jié)一號電池串聯(lián)聯(lián)分段供電。
語言音樂電路3V供電，音頻功率放大電路，電源變換電路6V供電。發(fā)光二極管控制驅(qū)動電路15V供電。為了不使用過多電池，故實驗成了低壓電源變換電路(1V)。
變換電路采用兩個3DG12組成多諧振蕩電路，推挽輸出，經(jīng)變壓器升壓成20V交流壓，再經(jīng)橋式整流，電容濾波，W7815三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，供給正負號控制電路(V1)使用。再經(jīng)電阻R2降壓12V后，供發(fā)光二極管驅(qū)動控制電路(V11)(V11)使用。
權(quán)利要求1.一種箱式語言音樂交直流電路演示器，由箱式外殼、演示面板、控制面板及裝在箱式外殼內(nèi)的電子電路構(gòu)成，其特征在于電子電路由電源電路及與電源電路相連接的語言電路、音樂電路、音頻功率放大電路、發(fā)光二極管控制電路及正負極控制電路構(gòu)成，語言電路及音樂電路的輸出端經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)與音頻功率放大電路相連接，一部份電路安裝在箱式外殼的箱蓋內(nèi)，另一部份電路安裝在箱式外殼的箱體內(nèi)，兩者之間通過電纜連接，由多個控制開關(guān)及旋鈕組成的控制面板安裝在箱體內(nèi)向上的表面，由多個發(fā)光二極管及控制開關(guān)組成的演示面板安裝在箱蓋內(nèi)表面，發(fā)光二極管組成“+”、“-”“→”等符號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的演示器，其特征在于語言電路由多片KD－560系列集成電路組成，每一片集成電路的管腳3分別經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)與音頻功率放大電路的輸入端相連接，管腳4都分別經(jīng)開關(guān)與電源電路相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的演示器，其特征在于音樂電路由多片KD－15系列集成電路構(gòu)成，每一片集成電路的管腳4都經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)與音頻功率放大電路的輸入端相連接，管腳1都經(jīng)開關(guān)與電源電路相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的演示器，其特征在于發(fā)光二極管控制電路由集成電路KD－9032、SM408及數(shù)10個發(fā)光二極管構(gòu)成，SM408的管腳2、3、4分別經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)與二極管組LED1、LED2、LED3連接，管腳3與管腳5相連通，SD－9032的管腳2、3、4分別與二極管組LED4、LED5、LED6連接，并分別通過轉(zhuǎn)換開關(guān)與二極管組LED3、LED2、LED1相連接，二極管組LED7一端與LED3連接，另一端與電流電路相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的演示器，其特征在于正負號控制電路由1極低頻可調(diào)多諧振蕩電路及用來組成符號“＋”、“－”、“→”的多個發(fā)光二極管組成，組成極低頻可調(diào)多諧振蕩電路的三極管BG3的集電極經(jīng)一轉(zhuǎn)換開關(guān)與二極管組LED8、LED9相連，BG4的集電極與二極管組LED11相連，BG3及BG4的基極分別接有電位器R5及R7。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的演示器，其特征在于電源電路由直流電源、低壓電源變換電路及整流濾波穩(wěn)壓電路構(gòu)成，低壓電源變換電路由三極管BG1、BG2組成的多諧振蕩電路及變壓器構(gòu)成，變壓器的初級線圈與BG1、BG2的集電極相連，次級線圈與整流電路相連接。
專利摘要一種箱式語言音樂交直流電路演示器，演示面板、控制面板及電子電路都安裝在箱式外殼中，采用直流電源作工作電源、通過發(fā)光二極管控制電路及正負號控制電路的作用，巧妙排列在顯示面板上的發(fā)光二極管能生動形象地顯示出交直流電流在電路中的流動情況及電源正負極變化情況，通過音樂、語言電路及音頻功率放大電路的作用，可以產(chǎn)生生動的語言及優(yōu)美音樂，特別適合作中小學(xué)電學(xué)教學(xué)的輔助教具。
文檔編號G09B23/00GK2141110SQ92233109
公開日1993年8月25日 申請日期1992年9月8日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月8日
發(fā)明者何志發(fā) 申請人:何志發(fā)