CN105500971B - 一种智能黑板擦的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能黑板擦的控制方法，所述智能黑板擦包括第一链条链轮组和第一导轨滑轮组、第一电机和第一电机框架和板擦，所述第一链条链轮组中的链条和第一导轨滑轮组中的导轨设置在黑板板体的上边缘处；所述第一电机设置在第一电机框架内，所述第一导轨滑轮组中的滑轮安装在第一电机框架上，第一链条链轮组中的链轮安装在第一电机的转轴上；还包括控制电路，所述控制电路包括微控制器以及与之连接的压力传感器、按键、电机驱动模块，电机驱动模块与电机连接，所述控制方法包括主程序和子程序。该黑板擦结构简单成本低、使用方便、经济安全、可靠性高，擦除效果较好，能减少粉尘飞扬，省时省力，擦除效率高，降低师生受到的粉尘危害。
Description
技术领域
本发明涉及黑板擦，尤其是一种智能黑板擦的控制方法。
背景技术
随着多媒体的发展，多媒体走进许多学校，但是大部分学校仍然是用黑板板书，从小学到大学，都无法完全摆脱对传统黑板的依赖。黑板擦从最开始用抹布到用海绵泡沫材料制作的黑板擦,经过不断改进、更替,擦除效果有了提高，但这种传统的黑板粉笔字迹是用黑板擦手动去擦除的，不仅费时费力，擦除效率低，还会产生大量粉尘，特别是教师常年使用粉笔，不自主地“吸”入大量粉尘，容易患上呼吸系统疾病；而学生与粉尘接触时间长，易受教室二次扬尘的危害，他们受到的危害也不容小视。这种传统的黑板必须要使用者手动擦除粉笔字迹，粉尘飞扬在空气中、堆积在黑板下方，严重危害师生的身体健康。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，为了给教师、学生创造一个无尘的教学环境，使师生少受粉尘的威胁，而提供一种智能黑板擦的控制方法，这种黑板擦能减少粉尘飞扬，省时省力，擦除效率高，降低师生受到的粉尘危害。
本发明的目的是通过下述的技术方案来实现的：
一种智能黑板擦，包括
第一链条链轮组和第一导轨滑轮组，所述第一链条链轮组中的链条和第一导轨滑轮组中的导轨设置在黑板板体的上边缘处；
第一电机和第一电机框架，所述第一电机设置在第一电机框架内，所述第一导轨滑轮组中的滑轮安装在第一电机框架上，第一链条链轮组中的链轮安装在第一电机的转轴上；
板擦，所述板擦与第一电机框架连接，板擦的擦毛与黑板板体的板面贴接。
还包括
第二链条链轮组和第二导轨滑轮组，所述第二链条链轮组中的链条和第二导轨滑轮组中的导轨设置在黑板板体的下边缘处；
第二电机和第二电机框架，所述第二电机设置在第二电机框架内，所述第二导轨滑轮组中的滑轮安装在第二电机框架上，第二链条链轮组中的链轮安装在第二电机的转轴上；
所述板擦的上端与第一电机框架连接，板擦的下端与第二电机框架连接。
还包括连接杆，所述连接杆的一端与第一电机框架连接，另一端与第二电机框架连接，所述板擦设置在连接杆上。
还包括粉尘收集瓶，所述粉尘收集瓶设置在板擦的下方。
所述粉尘收集瓶设置在第二电机框架上。
还包括控制电路，所述控制电路包括微控制器以及与之连接的压力传感器、按键、电机驱动模块，电机驱动模块与电机连接。
所述压力传感器设置在黑板的右侧边缘处。
所述按键包括分别控制电机作往返、停止、正转、反转运行的第一按键、第二按键、第三按键、第四按键。
所述第一按键、第二按键、第三按键和第四按键设置在黑板的左上侧。
所述微控制器为STC89C52单片机。
本发明主要是由STC89C52芯片控制的最小系统、L298N电机驱动模块、碰撞式压力传感器、步进电机等材料设计的一款智能黑板擦装置。该黑板擦通过按键能够控制其自动擦除黑板上的粉笔字迹，可以实现擦两遍后返回起点停止，及向右擦除碰到压力传感器后向左返回到起点停止等功能。
该黑板擦结构简单成本低、使用方便、经济安全、可靠性高，擦除效果较好，能减少粉尘飞扬，省时省力，擦除效率高，降低师生受到的粉尘危害。
附图说明
图1为实施例的结构示意图；
图2为实施例中控制电路的方框连接示意图；
图3为实施例中的电路原理图；
图4为主程序流程图；
图5为子程序流程图。
图中，1.第一链条链轮组 2.第一导轨滑轮组 3.板体 4.第一电机 5.第一电机框架 6.板擦 7.第二链条链轮组 8.第二导轨滑轮组 9.第二电机 10.第二电机框架 11.连接杆 12.粉尘收集瓶 13.压力传感器 14.按键。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步的阐述，但不是对本发明的限定。
实施例：
参照图1图2，一种智能黑板擦，包括
第一链条链轮组1和第一导轨滑轮组2，所述第一链条链轮组中1的链条和第一导轨滑轮组2中的导轨设置在黑板板体3的上边缘处；
第一电机4和第一电机框架5，所述第一电机4设置在第一电机框架5内，所述第一导轨滑轮组2中的滑轮安装在第一电机框架5上，第一链条链轮组1中的链轮安装在第一电机4的转轴上；
板擦6，所述板擦6与第一电机框架5连接，板擦6的擦毛与黑板板体3的板面贴接。
还包括
第二链条链轮组7和第二导轨滑轮组8，所述第二链条链轮组7中的链条和第二导轨滑轮组8中的导轨设置在黑板板体3的下边缘处；
第二电机9和第二电机框架10，所述第二电机9设置在第二电机框架10内，所述第二导轨滑轮组8中的滑轮安装在第二电机框架10上，第二链条链轮组7中的链轮安装在第二电机9的转轴上；
所述板擦6的上端与第一电机框架5连接，板擦6的下端与第二电机框架10连接。
还包括连接杆11，所述连接杆11的一端与第一电机框架5连接，另一端与第二电机框架10连接，所述板擦6设置在连接杆11上。
还包括粉尘收集瓶12，所述粉尘收集瓶12设置在板擦6的下方。
所述粉尘收集瓶12设置在第二电机框架10上。
如图2所示，还包括控制电路，所述控制电路包括微控制器以及与之连接的压力传感器13、按键14、电机驱动模块，电机驱动模块与电机连接。
所述压力传感器13设置在黑板的右侧边缘处。
所述按键14包括分别控制电机作往返、停止、正转、反转运行的第一按键、第二按键、第三按键、第四按键。
所述第一按键、第二按键、第三按键和第四按键设置在黑板的左上侧。
所述微控制器为STC89C52单片机。
具体地，电机驱动模块为L298N模块，通过按键14或者压力传感器13输入高低电平给单片机，单片机执行所设定的程序通过电机驱动模块控制步进电机即第一电机4、第二电机9产生相应的动作，最后实现电机带动板擦6擦除黑板上的粉笔字迹。
四个独立按键焊接在一块板上，如图3所示， 第一按键K1、第二按键K2、第三按键K3、第四按键K4的引脚一端分别连接在单片机的P20，P21，P22，P23 I/O口上，另一端为公共端，接地；压力传感器13的OUT端接单片机的P24I/O口，压力传感器13是按键式的，如果压力传感器贴片按压下去，那么就输入一个电平，反馈给最小系统，最后最小系统采集信息，控制电机工作与否。
令第一按键K1、第二按键K2、第三按键K3、第四按键K4和压力传感器13的初始电平为1（高电平），第一按键K1控制电机的往返，当按一下第一按键K1，那么P20I/O口就输入一个低电平，电机就往返运动，来回擦黑板两遍后于起点停止；第二按键K2相当于复位键(RESET)，即单片机第9引脚，按一下第二按键K2，P21I/O口输入一个低电平，电机停止（不工作）；第三按键K3控制电机的正向转动，即向黑板右端移动，按一下第三按键K3，P22I/O口输入一个低电平，电机正转，黑板擦向右擦黑板；第四按键K4控制电机的反向转动，即向黑板左端移动，按一下第四按键K4，P23I/O口输入一个低电平，电机反转，黑板擦向左移动擦黑板；压力传感器贴片按下后松开，P24I/0口输入一个低电平，电机反转，黑板擦向相反方向移动。
L298N可接受标准TTL逻辑电平信号VSS，VSS可接4.5～7V电压。4脚VS接电源电压，VS电压范围VIH为＋2.5～46V，输出电流可达2A，可驱动电感性负载。1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻，形成电流传感信号。该智能黑板擦选用两台型号相同的两相步进电机为动力源，每台有六根接线柱，分别有两个线圈，每个线圈有一根接线柱是中间抽头，把它悬空不接，程序编写为两相八拍，步进电机步距角更精准，马力足，稳定，没有那么强的震动。用一块L298N电机驱动模块驱动两台步进电机，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之间可分别接电机，第一电机4与第二电机9接线相反，目的是让两台步进电机向同一方向移动。L298N第5、7、10、12、6、10脚分别接单片机P10、P11、P12、P13、P14、P15 I/O输入控制电平，控制电机的正反转。ENA，ENB连接控制使能端，控制电机的停转。
如图4所示，主程序流程为：
开始，软件主程序部分进行初始化，第一按键K1、第二按键K2、第三按键K3、第四按键K4和压力传感器13初始化为1，设为高电平，进入左转，右转，停止，往返，返回一系列子程序；
串口初始化，第一电机4、第二电机9停止；
判断按键是否（Y/N）按下，否（N）：第一电机4、第二电机9不工作，是（Y）：单片机就调用相对应的子程序，子程序中对应的按键输入一个低电平时进入循环，其中主程序包含全部的子程序，相应的按键按下，单片机接收到低电平，就执行相应按键子程序的命令；
给单片机和电机驱动模块上电后，串口输入低电平，第一电机4和第二电机9不工作，根据按键输入相应的键值，单片机对应的I/0高低电平发生变化，继而执行相应的程序代码，第一电机4和第二电机9产生相应的动作，第一电机4和第二电机9正转/反转/停止/返回/往返。
如图5所示，子程序流程为：
检测到按键输入，延时消抖，当单片机接收到按键按下的时候，给一个延时，消抖，当第一按键K1按下，单片机检测到第一按键K1输入，然后将信号传送到电机驱动模块上，控制第一电机4和第二电机9带动板擦来回擦黑板两遍后，第一电机4和第二电机9返回起点停止；当第三按键K3按下，单片机检测到第三按键K3输入，电机驱动模块驱动第一电机4和第二电机9正转向右移动，当第一电机框架5碰到压力传感器13，压力传感器13传输信号到单片机上，电机驱动模块驱动第一电机4和第二电机9返回起点停止；单片机检测到第四按键K4输入，电机驱动模块驱动第一电机4和第二电机9反转向左移动；
单片机检测到第三按键K3输入，单片机采集信息并处理，将信号传送到电机驱动模块上，第一电机4和第二电机9启动工作；
第一电机4和第二电机9正转向右移，带动板擦6向右移动，擦除黑板上的粉笔字迹，当第一电机4移动到右边，触碰到压力传感器13；
检测到压力传感器13，并回馈信息给单片机，经过单片机处理，将信号传送到电机驱动模块，控制第一电机4和第二电机9工作；
第一电机4和第二电机9返回起点停止；
单片机检测到第四按键K4输入，经单片机处理，电机驱动模块驱动第一电机4和第二电机9工作；
第一电机4和第二电机9反转向左移动；
单片机检测到第一按键K1输入，经单片机处理，电机驱动模块驱动第一电机4和第二电机9工作；
第一电机4和第二电机9带动板擦6来回擦黑板两遍；
第一电机4和第二电机9返回起点停止。
Claims (1)
1.一种智能黑板擦的控制方法，其特征在于，所述智能黑板擦包括
第一链条链轮组和第一导轨滑轮组，所述第一链条链轮组中的链条和第一导轨滑轮组中的导轨设置在黑板板体的上边缘处；
第一电机和第一电机框架，所述第一电机设置在第一电机框架内，所述第一导轨滑轮组中的滑轮安装在第一电机框架上，第一链条链轮组中的链轮安装在第一电机的转轴上；
板擦，所述板擦与第一电机框架连接，板擦的擦毛与黑板板体的板面贴接；
还包括
第二链条链轮组和第二导轨滑轮组，所述第二链条链轮组中的链条和第二导轨滑轮组中的导轨设置在黑板板体的下边缘处；
第二电机和第二电机框架，所述第二电机设置在第二电机框架内，所述第二导轨滑轮组中的滑轮安装在第二电机框架上，第二链条链轮组中的链轮安装在第二电机的转轴上；
所述板擦的上端与第一电机框架连接，板擦的下端与第二电机框架连接；
还包括连接杆，所述连接杆的一端与第一电机框架连接，另一端与第二电机框架连接，所述板擦设置在连接杆上；
还包括粉尘收集瓶，所述粉尘收集瓶设置在板擦的下方；
所述粉尘收集瓶设置在第二电机框架上；
还包括控制电路，所述控制电路包括微控制器以及与之连接的压力传感器、按键、电机驱动模块，电机驱动模块与第一电机、第二电机连接；
所述压力传感器设置在黑板的右侧边缘处；
所述按键包括分别控制第一电机和第二电机作往返、停止、正转、反转运行的第一按键、第二按键、第三按键、第四按键；
所述第一按键、第二按键、第三按键和第四按键设置在黑板的左上侧；
所述微控制器为STC89C52单片机；
所述控制方法包括如下步骤：
开始，软件主程序部分进行初始化，第一按键、第二按键、第三按键、第四按键和压力传感器初始化为1，设为高电平，进入左转，右转，停止，往返，返回一系列子程序；
串口初始化，第一电机、第二电机停止；
判断按键是否（Y/N）按下，否（N）：第一电机、第二电机不工作，是（Y）：单片机就调用相对应的子程序，子程序中对应的按键输入一个低电平时进入循环，其中主程序包含全部的子程序，相应的按键按下，单片机接收到低电平，就执行相应按键子程序的命令；
给单片机和电机驱动模块上电后，串口输入低电平，第一电机和第二电机不工作，根据按键输入相应的键值，单片机对应的I/0高低电平发生变化，继而执行相应的程序代码，第一电机和第二电机产生相应的动作，第一电机和第二电机正转/反转/停止/返回/往返；
所述子程序流程为：
检测到按键输入，延时消抖，当单片机接收到按键按下的时候，给一个延时，消抖，当第一按键按下，单片机检测到第一按键输入，然后将信号传送到电机驱动模块上，控制第一电机和第二电机带动板擦来回擦黑板两遍后，第一电机和第二电机返回起点停止；当第三按键按下，单片机检测到第三按键输入，电机驱动模块驱动第一电机和第二电机正转向右移动，当第一电机框架碰到压力传感器，压力传感器传输信号到单片机上，电机驱动模块驱动第一电机和第二电机返回起点停止；单片机检测到第四按键输入，电机驱动模块驱动第一电机和第二电机反转向左移动；
单片机检测到第三按键输入，单片机采集信息并处理，将信号传送到电机驱动模块上，第一电机和第二电机启动工作；
第一电机和第二电机正转向右移，带动板擦向右移动，擦除黑板上的粉笔字迹，当第一电机移动到右边，触碰到压力传感器；
检测到压力传感器，并回馈信息给单片机，经过单片机处理，将信号传送到电机驱动模块，控制第一电机和第二电机工作；
第一电机和第二电机返回起点停止；
单片机检测到第四按键输入，经单片机处理，电机驱动模块驱动第一电机和第二电机工作；
第一电机和第二电机反转向左移动；
单片机检测到第一按键输入，经单片机处理，电机驱动模块驱动第一电机和第二电机工作；
第一电机和第二电机带动板擦来回擦黑板两遍；
第一电机和第二电机返回起点停止。
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