聲光電一體化原子對(duì)稱性模型的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于原子結(jié)構(gòu)教學(xué)領(lǐng)域中的課堂輔助教學(xué)用具。
【背景技術(shù)】
[0002]晶體結(jié)構(gòu)中原胞(布里淵區(qū))相關(guān)知識(shí)是晶格振動(dòng)與金屬能帶理論相關(guān)方面的基礎(chǔ)，晶胞相關(guān)知識(shí)是從微觀的晶體結(jié)構(gòu)方面解釋了宏觀方面材料具有不同性能的原因。因此，晶體結(jié)構(gòu)方面知識(shí)的理解與掌握對(duì)于材料學(xué)學(xué)生來說相當(dāng)重要。晶體結(jié)構(gòu)不僅種類繁多，常見的有簡(jiǎn)單立方，面心立方和體心立方，另外，每一種晶體結(jié)構(gòu)中的原胞與晶胞(又稱單胞)的劃分又有所不同。因此為了讓學(xué)生們快速地掌握晶體結(jié)構(gòu)方面的知識(shí)，課堂上教師們常常使用對(duì)應(yīng)各種晶體結(jié)構(gòu)的不同球棍模型來輔助教學(xué)。雖然便于展示，但是球棍模型數(shù)量太多，直接導(dǎo)致的問題就是教師在教學(xué)中不便攜帶。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決【背景技術(shù)】中所提到的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種聲光電一體化原子對(duì)稱性模型，該種教具模型將不同晶體結(jié)構(gòu)的模型合并成一種球棍模型，同時(shí)通過聲光電的控制又可顯示三種晶體結(jié)構(gòu)，這樣既簡(jiǎn)化了教學(xué)工具，也讓學(xué)生們更加清楚的了解晶體結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，提高了教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效率。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:該種聲光電一體化原子對(duì)稱性模型，包括電氣控制單元和模型展示單元，其特征在于:
[0005]模型展示單元由若干玻璃管連接相鄰的若干透明的玻璃球后形成立方球棍模型構(gòu)成，在每一個(gè)玻璃球內(nèi)安放對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管，所述若干發(fā)光二極管的兩端與位于玻璃管內(nèi)的對(duì)應(yīng)導(dǎo)線相連接，所述導(dǎo)線連接至與所述連接端子相配合的連接端子插入端上的對(duì)應(yīng)端口處，連接端子插入端固定在模型展示單元的底部；
[0006]所述電氣控制單元由電源插頭、控制器以及連接端子構(gòu)成;控制器面板上固定有指示燈、揚(yáng)聲器以及按鍵;在所述控制器內(nèi)固定有控制電路板，所述控制電路板上的控制電路由采用80052芯片的單片機(jī)、與所述單片機(jī)相配合的外圍電路、ISD2560語音芯片以及二極管陣列驅(qū)動(dòng)單元連接后構(gòu)成，其中，所述單片機(jī)接收來自于所述按鍵發(fā)出的控制信號(hào)，并向所述二極管陣列驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)；所述ISD2560語音芯片與所述單片機(jī)之間采用雙向數(shù)據(jù)傳遞的方式連接，所述ISD2560語音芯片的語音信號(hào)輸出端與揚(yáng)聲器的音頻信號(hào)輸入端相連接，所述ISD2560語音芯片的語音信號(hào)輸入端與揚(yáng)聲器話筒的音頻信號(hào)輸入端相連接;所述二極管陣列驅(qū)動(dòng)單元的輸出端連接至連接端子上的對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端，以驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管發(fā)光。
[0007]本實(shí)用新型具有如下有益效果:本種模型教具將簡(jiǎn)單立方球棍模型、體心立方球棍模型、面心立方球棍模型融合成一個(gè)固有的球棍模型，固有的球棍模型內(nèi)用玻璃管連接相鄰的透明玻璃球，每個(gè)玻璃球相當(dāng)于點(diǎn)陣中的原子，玻璃管相當(dāng)于連接桿。在每一個(gè)玻璃球內(nèi)安放可以發(fā)出不同顏色光的發(fā)光二極管，連接桿內(nèi)附有導(dǎo)線，將整個(gè)球棍模型連上電路。這樣，通過控制不同的電路導(dǎo)通，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同晶體結(jié)構(gòu)(簡(jiǎn)單立方、面心立方和體心立方)的原胞與晶胞(單胞)的展現(xiàn)。另外，在模型里添加語音介紹識(shí)別功能，在展現(xiàn)晶體結(jié)構(gòu)的同時(shí)可對(duì)不同晶體結(jié)構(gòu)的原胞與晶胞進(jìn)行介紹。利用本種聲光電一體化原子對(duì)稱模型不僅簡(jiǎn)化了教師上課必備的教具，而且能通過不同晶體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，聲控系統(tǒng)的引入以及自動(dòng)化語音教學(xué)功能，使原本單調(diào)枯燥的晶胞原子學(xué)變得生動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了趣味教學(xué)的目的，使學(xué)生更加直觀形象地接受并掌握晶體結(jié)構(gòu)方面的知識(shí)。
[0008]【附圖說明】:
[0009]圖1是本實(shí)用新型的整體組成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是本實(shí)用新型所述模型展示單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3是本實(shí)用新型所述控制電路板的電氣原理框圖。
[0012 ]圖4是本實(shí)用新型所述控制電路板的電路圖。
[0013]【具體實(shí)施方式】:
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0015]由圖1至圖4所示，該種聲光電一體化原子對(duì)稱性模型，包括電氣控制單元和模型展示單元6，其獨(dú)特之處在于:
[0016]模型展示單元6由若干玻璃管9連接相鄰的若干透明的玻璃球8后形成立方球棍模型構(gòu)成，在每一個(gè)玻璃球8內(nèi)安放對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管，所述若干發(fā)光二極管的兩端與位于玻璃管9內(nèi)的對(duì)應(yīng)導(dǎo)線相連接，所述導(dǎo)線連接至與所述連接端子相配合的連接端子插入端5上的對(duì)應(yīng)端口處，連接端子插入端5固定在模型展示單元6的底部。
[0017]所述電氣控制單元由電源插頭1、控制器7以及連接端子4構(gòu)成；控制器7面板上固定有指示燈2、揚(yáng)聲器3以及按鍵;在所述控制器內(nèi)固定有控制電路板，所述控制電路板上的控制電路由采用80052芯片的單片機(jī)、與所述單片機(jī)相配合的外圍電路、ISD2560語音芯片以及二極管陣列驅(qū)動(dòng)單元連接后構(gòu)成，其中，所述單片機(jī)接收來自于所述按鍵發(fā)出的控制信號(hào)，并向所述二極管陣列驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào);所述ISD2560語音芯片與所述單片機(jī)之間采用雙向數(shù)據(jù)傳遞的方式連接，所述ISD2560語音芯片的語音信號(hào)輸出端與揚(yáng)聲器3的音頻信號(hào)輸入端相連接，所述ISD2560語音芯片的語音信號(hào)輸入端與揚(yáng)聲器3話筒的音頻信號(hào)輸入端相連接;所述二極管陣列驅(qū)動(dòng)單元的輸出端連接至連接端子4上的對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端，以驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管發(fā)光。
[0018]使用時(shí)，將多功能聲光電一體化原子對(duì)稱模型接通電源后，按下電路控制部分的Start開關(guān)與控制晶體結(jié)構(gòu)展示的開關(guān)，模型展示部分則亮紅燈，由紅色發(fā)光二極管點(diǎn)亮的紅色頂點(diǎn)的原子構(gòu)成簡(jiǎn)單立方的晶體結(jié)構(gòu)(晶胞結(jié)構(gòu)與原胞結(jié)構(gòu)一致)，在展現(xiàn)晶體結(jié)構(gòu)的晶胞與原胞的同時(shí)并通過語音系統(tǒng)對(duì)簡(jiǎn)單立方晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹。
[0019]按下電路控制部分的Start開關(guān)與控制晶體結(jié)構(gòu)展示的1號(hào)按鍵與2號(hào)按鍵，模型展示部分同時(shí)亮起由紅色發(fā)光二極管點(diǎn)亮的紅燈與綠色發(fā)光二極管點(diǎn)亮的綠燈，其中綠色原子為面心位置，因此，紅色頂點(diǎn)的原子與面心綠色的原子構(gòu)成面心立方的晶胞結(jié)構(gòu)。若同時(shí)按下控制晶體結(jié)構(gòu)展示的1號(hào)按鍵、2號(hào)按鍵與3號(hào)按鍵，模型展示部分同時(shí)亮起紅燈、綠燈與藍(lán)燈，其中藍(lán)燈展現(xiàn)的是立方晶體結(jié)構(gòu)的原胞結(jié)構(gòu)，若只按下3號(hào)按鍵，可具體的觀察面心立方的原胞結(jié)構(gòu)。在展現(xiàn)晶體結(jié)構(gòu)的晶胞與原胞的同時(shí)并通過語音系統(tǒng)對(duì)面心立方晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹。
[0020]按下電路控制部分的Start開關(guān)與控制晶體結(jié)構(gòu)展示的1號(hào)按鍵與4號(hào)按鍵，模型展示部分同時(shí)亮起紅燈與綠燈，其中綠色的原子為體心位置，因此，紅色頂點(diǎn)的原子與體心綠色的原子構(gòu)成體心立方的晶胞結(jié)構(gòu)。若同時(shí)控制晶體結(jié)構(gòu)展示的1號(hào)按鍵、4號(hào)按鍵和5號(hào)按鍵，模型展示部分同時(shí)亮起紅燈、綠燈與藍(lán)燈，其中藍(lán)燈展現(xiàn)的是體方晶體結(jié)構(gòu)的原胞結(jié)構(gòu)，若只按下5號(hào)按鍵，可具體的觀察體心立方的原胞結(jié)構(gòu)。在展現(xiàn)晶體結(jié)構(gòu)的晶胞與原胞的同時(shí)并通過語音系統(tǒng)對(duì)體心立方晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聲光電一體化原子對(duì)稱性模型，包括電氣控制單元和模型展示單元(6)，其特征在于: 模型展示單元(6)由若干玻璃管(9)連接相鄰的若干透明的玻璃球(8)后形成立方球棍模型構(gòu)成，在每一個(gè)玻璃球(8)內(nèi)安放對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管，所述若干發(fā)光二極管的兩端與位于玻璃管(9)內(nèi)的對(duì)應(yīng)導(dǎo)線相連接，所述導(dǎo)線連接至與連接端子(4)相配合的連接端子插入端(5)上的對(duì)應(yīng)端口處，連接端子插入端(5)固定在模型展示單元(6)的底部； 所述電氣控制單元由電源插頭(1)、控制器(7)以及連接端子(4)構(gòu)成;控制器(7)面板上固定有指示燈(2)、揚(yáng)聲器(3)以及按鍵;在所述控制器內(nèi)固定有控制電路板，所述控制電路板上的控制電路由采用80052芯片的單片機(jī)、與所述單片機(jī)相配合的外圍電路、ISD2560語音芯片以及二極管陣列驅(qū)動(dòng)單元連接后構(gòu)成，其中，所述單片機(jī)接收來自于所述按鍵發(fā)出的控制信號(hào)，并向所述二極管陣列驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào);所述ISD2560語音芯片與所述單片機(jī)之間采用雙向數(shù)據(jù)傳遞的方式連接，所述ISD2560語音芯片的語音信號(hào)輸出端與揚(yáng)聲器(3)的音頻信號(hào)輸入端相連接，所述ISD2560語音芯片的語音信號(hào)輸入端與揚(yáng)聲器(3)話筒的音頻信號(hào)輸入端相連接;所述二極管陣列驅(qū)動(dòng)單元的輸出端連接至連接端子(4)上的對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端，以驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管發(fā)光。
【專利摘要】一種聲光電一體化原子對(duì)稱性模型。主要目的在于提供一種在課堂教學(xué)中使用的聲光電一體化原子模型展示教具。其特征在于：模型展示單元由若干玻璃管連接相鄰的若干透明的玻璃球后形成立方球棍模型構(gòu)成，在每一個(gè)玻璃球內(nèi)安放對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管，所述若干發(fā)光二極管的兩端與位于玻璃管內(nèi)的對(duì)應(yīng)導(dǎo)線相連接，所述導(dǎo)線連接至與所述連接端子相配合的連接端子插入端上的對(duì)應(yīng)端口處，連接端子插入端固定在模型展示單元的底部；電氣控制單元由電源插頭、控制器以及連接端子構(gòu)成；控制器面板上固定有指示燈、揚(yáng)聲器以及按鍵；在所述控制器內(nèi)固定有控制電路板，控制電路由采用80052芯片的單片機(jī)、外圍電路、ISD2560語音芯片以及二極管陣列驅(qū)動(dòng)單元構(gòu)成。
【IPC分類】G09B23/20
【公開號(hào)】CN205140342
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520882734
【發(fā)明人】方華, 李曄, 鄭永亮, 湯思堯, 趙麗麗, 王榮
【申請(qǐng)人】東北石油大學(xué)
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年11月6日