專利名稱：太陽能自動跟蹤教學演示裝置的制作方法
技術領域：
太陽能自動跟蹤教學演示裝置技術領域[0001 ] 實用新型涉及一種太陽能自動跟蹤教學演示裝置。
背景技術：
[0002]目前教學過程中，缺少演示教學器具，如缺少物理課本和通用技術書中的傳感器工作原理具體的運用的演示裝置，不利于發學生學習興趣和思考，不利于學生主動參與、互動、合作交流。不利于培養學生的創新意識和動手能力，為此，開發一種能夠演示傳感器在實際技術中的應用的教學演示裝置非常必要。實用新型內容[0003]本實用新型的目的提供一種太陽能自動跟蹤教學演示裝置，以克服現有教學缺少演示裝置，不利于培養學生學習興趣和動手能力的缺陷。[0004]為達上述目的，本實用新型供了一種太陽能自動跟蹤教學演示裝置，包括控制機構和用于模擬陽光的照射機構；該控制機構包括底座、設置在該底座上的且可轉動的太能接收面板、設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、電機和控制單兀，該控制單兀用于對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與設定的信號進行比較，從而發出是否啟動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，從而改變所述電機的轉動方向，該電機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，使得電機停止運轉；所述模擬陽光的照射結構包括殼體、設置在該殼體內的燈和電源或電源接頭，設置在該燈的出射光路上的凸透鏡，且該凸透鏡設置在所述殼體的光孔處。[0005]上述控制單元包括根據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產生一輸出指令信號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、用于對該電壓比較器產生的指令信號進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管；該第一放大三極管、第二放大三極管和第三放大三級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接。[0006]上述控制電路還包括有第一延時電路和第二延時電路，該第一延時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，該第二延時電路串接在電壓比較器與電機之間。[0007]上述殼體是用方形鋼皮制成，其結構是方形管狀，后端設置與所述光孔正對的底板。[0008]上述底座上設置有三種不同顏色的工作指示燈[0009]本實用新型的優點是本實用新型具有結構簡單、新穎，傳感器元件可視，成本低廉等優點，彌補了太陽能自動跟蹤教學演示裝置空缺的技術空白，使學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]以下將結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。


[0011]圖I是太陽能自動跟蹤教學演示裝置的控制機構示意圖。[0012]圖2是太陽能自動跟蹤教學演示裝置的照射機構示意圖。[0013]圖中1、控制機構；2、照射機構；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；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、紅色發光二極管；24、黃色發光二極管；25、綠色發光二極管；26、風扇。
具體實施方式
[0014]本實施例提供了一種圖1、2所示的太陽能自動跟蹤教學演示裝置，包括控制機構 I (見圖I)和用于模擬陽光的照射機構2 (見圖2)。[0015]由圖I不難看出，該控制機構I包括底座3、設置在該底座3上的且可轉動的太能接收面板4、設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13和控制單兀14,該控制單兀14用于對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的輸入信號與設定的信號進行比較，從而發出是否啟動第一電磁繼電器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13的轉動方向，該電機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13停止運轉。[0017]控制單兀14包括根據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的信號產生一輸出指令信號給第一電磁繼電器9、第二電磁繼電器10和第三電磁繼電器11的電壓比較器(運放)、用于對該電壓比較器產生的指令信號進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管；該第一放大三極管、第二放大三極管和第三放大三級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電聯接。[0018]控制電路14還包括有延時電路，該延時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，模擬陽光的照射結構2包括殼體15、設置在該殼體15內的燈19 和電源或電源接頭16，設置在該燈19的出射光路上的凸透鏡17，且該凸透鏡17設置在殼體15的光孔18處。殼體15是用方形鋼皮制成，其結構是方形管狀，后端設置與光孔18正對的底板20。[0020]本實施例提供的太陽能自動跟蹤教學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，只有光線垂直照射時第一光敏電阻傳感器5、第二光敏電阻傳感器6才能工作，當兩個光敏電阻接收光線強度不相同時，其信號送到電壓比較器分析比較，輸出信號接給第一放大三極管或第二放大三極管放大，啟動相應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，其常開觸點閉合，使得電機13通過減速齒輪21、滾軸22帶動太陽能接收面板4順時針或逆時針轉動，太陽能接收面板4會偏向光線強的方向轉動，直到太陽能接收面板4的各處接收的光線強度基本相同為止。[0021]制作中在太陽能接收面板4中間設置的第三光敏電阻傳感器11能側面接收太陽光線信號，通過第一延時電路、第三放大三極管后使得信號放大，輸出給第三電磁繼電器11 工作，使得太陽能接收面板4轉動，當太陽能接收面板4上無太陽光照時，第一光敏電阻傳感器5、第二光敏電阻傳感器6無工作信號輸出即傳輸給控制單元14的信號與預訂的信號相比后，控制單元14的輸出指令為0，第二延時電路啟動電機13，使得太陽能接收面板4逆向轉動，當轉動到使干簧管傳感器8與永磁體12作用力范圍時，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13斷電、太陽能面接收板4 停止轉動。[0022]這樣、有太陽光線、平面順時針轉直到太陽能接收面板4接收光線強度相同停止， 沒有太陽光線、太陽能接收面板4逆時針轉到一定位置靜止，實現了太陽能自動跟蹤演示教具。[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，電機采用兒童玩具車的電機。[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，三端穩壓器穩壓，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]本實施例提供的太陽能自動跟蹤教學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，電機采用兒童玩具車的電機，太陽能電池板采用52X38cm較輕的木質板，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，盒子的燈泡加裝風扇散熱。[0029]2、把檢測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，中間偏下方再設置安裝一只二極管用于隨時檢測太陽光線的傳感器，左下端設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自動返回東邊的定位開關。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，在盒子內適當位置固定電機使之和齒輪連接。設置線路制作線路板，焊接電子元件，調試組裝，完成制作。[0030]本實施例提供的太陽能自動跟蹤教學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，調整合適的高度放在太陽能電池板的正前方一位置，同時也插入220V50HZ的交流電源[0032]2、打開太陽能電池板的電源開關，如太陽能電池板無光照面板向南時其面板會自動回到向南偏東方向停止。打開模擬太陽光源裝置，當光線照的太陽能板上，其太陽能板會自動轉動直至面板上的兩只二極管同時接受到同樣強的光線停止(模擬太陽光源裝置應高于太陽能電池板，斜距太陽能電池板I米左右)，同距離緩慢移動轉動模擬太陽光源裝置，太陽能電池板會自動跟蹤。[0033]3、太陽能電池板的底座盒蓋上安裝有紅黃綠三只發光二極管，紅色發光二極管23 是電源工作指示，黃色發光二極管24指示向右偏轉(相對右邊的二極管接受的光線偏弱)， 綠色發光二極管25指示向左偏轉(相對左邊的二極管接受的光線偏弱)，使用時可做參考。[0034]以上例舉僅僅是對本實用新型的舉例說明，并不構成對本實用新型的保護范圍的限制，凡是與本實用新型相同或相似的設計均屬于本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.ー種太陽能自動跟蹤教學演示裝置，其特征在于包括控制機構和用于模擬陽光的照射機構； 該控制機構包括底座、設置在該底座上的且可轉動的太能接收面板、設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、電機和控制單元，該控制単元用于對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與設定的信號進行比較，從而發出是否啟動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，從而改變所述電機的轉動方向，該電機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，使得電機停止運轉； 所述模擬陽光的照射結構包括殼體、設置在該殼體內的燈和電源或電源接頭，設置在該燈的出射光路上的凸透鏡，且該凸透鏡設置在所述殼體的光孔處。
2.如權利要求I所述的太陽能自動跟蹤教學演示裝置，其特征在于所述控制単元包括根據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產生ー輸出指令信號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、用于對該電壓比較器產生的指令信號進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管； 該第一放大三極管、第二放大三極管和第三放大三級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接。
3.如權利要求2所述的太陽能自動跟蹤教學演示裝置，其特征在于所述控制電路還包括有第一延時電路和第二延時電路，該第一延時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，該第二延時電路串接在電壓比較器與電機之間。
4.如權利要求I或2所述的太陽能自動跟蹤教學演示裝置，其特征在于所述殼體是用方形鋼皮制成，其結構是方形管狀，后端設置與所述光孔正對的底板。
5.如權利要求I或2或3所述的太陽能自動跟蹤教學演示裝置，其特征在于所述底座上設置有三種不同顔色的工作指示燈。
專利摘要本實用新型提供的太陽能自動跟蹤教學演示裝置包括太陽能接收面板，其上左右設置的檢測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、中央設置一只檢測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置回位定位的干簧管傳感器；照射部分。該裝置具有結構簡單、新穎，傳感器元件可視，成本低廉等優點，彌補了太陽能自動跟蹤教學演示裝置空缺的技術空白，使學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G09B23/06GK202816219SQ201220451880
公開日2013年3月20日 申請日期2012年9月6日 優先權日2012年9月6日
發明者雷建設, 陳雪文, 趙嵐玲, 茹政翔, 李相龍, 翟明虎, 王一旭 申請人:雷建設