CN106422371A

CN106422371A - 一种手摇式闪光灯

Info

Publication number: CN106422371A
Application number: CN201610971699.5A
Authority: CN
Inventors: 冯松燕
Original assignee: Nandan Teenage Students' Extracurricular Activity Center
Current assignee: Nandan Teenage Students' Extracurricular Activity Center
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2017-02-22

Abstract

本发明属于玩具领域，一种手摇式闪光灯，包括灯体，灯体的一端设置有LED矩阵显示器，灯体的另一端设置有手摇装置，灯体内设有电路板，电路板包括发电机、蓄电装置和单片机控制器；发电机的转轴通过传动装置与手摇装置连接，手摇装置旋转驱动发电机旋转发电；LED矩阵显示器连接单片机控制器，所述单片机传送数据到I/O扩展电路，经D/A转换器和经功率放大电路控制LED矩阵显示器，单片机控制两个输出端子以CLK为基准输出串行信号，经串行信号转换器控制LED矩阵显示器。本发明电路结构简单、节能环保的具有发电功能的手摇式闪光灯，该闪光灯通过单片机控制器控制，能启迪思维，寓教于乐，适合多个年龄段的孩子使用。

Description

一种手摇式闪光灯

技术领域

本发明属于玩具领域，具体涉及一种手摇式闪光灯。

背景技术

玩具是人们尤其是儿童特别喜欢的物品，在玩具上设置各种闪光灯可以使玩具具有独特的视觉效果，训练儿童的知觉，激发想象，唤起好奇心，为儿童身心发展提供了物质条件，现在，市场上的玩具也是泪流满面，但大都结构简单，功能单一，带有闪光灯的玩具基本都是采用电池供电，电池因为蓄电能力有限，所以得频繁更换电池，不但造成了资源的浪费，有些废旧金属还因有毒造成了环境的污染。虽然也有采用充电器供电的，但是这类充电器同样具有无法克服的缺陷，那就是其充电需要以市电为充电电源，因此无市电的情况下，该类充电器根本起不了作用。

发明内容

本发明克服了上述技术问题的缺点，提供了一种电路结构简单、节能环保的具有发电功能的手摇式闪光灯，该闪光灯通过单片机控制器控制，能启迪思维，寓教于乐，适合多个年龄段的孩子使用。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种手摇式闪光灯，包括灯体，所述灯体的一端设置有LED矩阵显示器，所述灯体的另一端设置有手摇装置，所述灯体内设有电路板，所述电路板包括发电机、蓄电装置和单片机控制器；所述发电机的转轴通过传动装置与所述手摇装置连接，所述手摇装置旋转驱动所述发电机旋转发电；所述发电机的输出端与所述蓄电装置的输入端连接；所述蓄电装置的输出端与所述LED矩阵显示器连接；所述LED矩阵显示器连接所述单片机控制器，所述单片机控制器设有I/O扩展电路、D/A转换器、功率放大电路和串并转换器；所述单片机传送数据到I/O扩展电路，经D/A转换器和经功率放大电路控制LED矩阵显示器，单片机控制两个输出端子以CLK为基准输出串行信号，经串行信号转换器控制LED矩阵显示器，从而点亮LED灯并对图形、图案进行控制。

进一步地，所述传动装置包括齿轮变速机构，齿轮变速机构的输出端设有与发电机的转轴连接的电机连接器；所述手摇装置的一端设有手摇柄容置腔，所述手摇柄容置腔的上方安装有手摇柄，所述手摇柄上设有捏手，且所述手摇柄可折叠置于所述手摇柄容置腔。

进一步地，所述电路板上还设有可控硅整流滤波电路；所述发电机产生的交流电经可控硅整流滤波电路整流后转换成直流电输入至蓄电装置储存。

进一步地，所述单片机控制器上还设有直流电压变换器，所述直流电压变换器连接所述蓄电装置的输出端，经变压调节后的输入所述LED矩阵显示器。

进一步地，所述单片机控制器采用的型号为P87LPC764BD单片机。

进一步地，所述LED矩阵显示器为5×5的LED灯。

进一步地，所述D/A转换器是采用AD558芯片的转换器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明一种手摇式闪光灯电路结构简单，可以手摇自发电，无需外电池，免去了更换电池的麻烦，而且手摇噪声小、发电效率高，功耗低，集绿色、环保、经济、耐用于一身。

2.本发明一种手摇式闪光灯，单片机控制器由单片机编入程序进行控制，可以实现对LED矩阵显示器色彩和亮度的高精度调节，同时，通过串并转换扫描方式使一个单片机控制器可对LED矩阵显示器上的多个LED灯分别控制，可以组成多种静、动态图案或画面，给孩子带来了极大的乐趣。

附图说明

图1是本发明一种手摇式闪光灯的结构示意图；

图2是本发明一种手摇式闪光灯的手摇装置的结构示意图；

图3是本发明一种手摇式闪光灯的电路框图；

图中的附图标记为：1-灯体；2-LED矩阵显示器；3-手摇装置；31-手摇柄容置腔；32-手摇柄；33-捏手；4-电路板；41-发电机、42-蓄电装置；43-单片机控制器；。

具体实施方式

下面结合附图本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参阅图1-3，一种手摇式闪光灯，包括灯体1，所述灯体1的一端设置有一LED矩阵显示器2，所述灯体1的另一端设置有一手摇装置3，所述灯体1内设有一电路板4，所述电路板4包括一发电机41、一蓄电装置42和一单片机控制器43；所述发电机41的转轴通过传动装置与所述手摇装置3连接，所述手摇装置3旋转驱动所述发电机41旋转发电；所述发电机41的输出端与所述蓄电装置42的输入端连接；所述蓄电装置42的输出端与所述LED矩阵显示器2连接；所述LED矩阵显示器2连接所述单片机控制器43，所述单片机控制器43设有I/O扩展电路、D/A转换器、功率放大电路和串并转换器；所述单片机传送数据到I/O扩展电路，经D/A转换器和经功率放大电路控制LED矩阵显示器2，单片机控制两个输出端子以CLK为基准输出串行信号，经串行信号转换器控制LED矩阵显示器2，从而点亮LED灯并对图形、图案进行控制。其中，所述所述LED矩阵显示器2为5×5的LED灯，所述LED灯可包括多种不同的颜色。

本发明的灯体1内设置能将机械能转换成电能的发电机41，通过摇动所述手摇装置3使发电机41旋转切割发电机41内部的磁力线产生电流发电，手摇发电机41所发的电通过电路板4输入到蓄电装置42中贮蓄，所述蓄电装置42提供所述LED矩阵显示器2所需的电力。另外，采用所述单片机控制器43可以实现对LED矩阵显示器2色彩和亮度的高精度调节，同时，通过串并转换扫描方式使一个单片机控制器43可对LED矩阵显示器2上的多个LED灯分别控制，可以组成多种静、动态图案或画面。

作为本发明的一种优选实施方式，所述传动装置包括齿轮变速机构，齿轮变速机构的输出端设有与发电机41的转轴连接的电机连接器；齿轮变速机构自增力作用强，能产生较大的制动力，能够增加手摇发电的稳定性。所述手摇装置3的一端设有手摇柄32容置腔31，所述手摇柄32容置腔31的上方安装有手摇柄32，所述手摇柄32上设有捏手33，且所述手摇柄32可折叠置于所述手摇柄32容置腔31。所述手摇装置3为可旋转结构，使用时，一手握住灯体1，另一手握住捏手33摇转手摇柄32，使所述手摇装置3带动所述齿轮变速机构旋转并驱动所述发电机41旋转发电。

作为本发明的一种优选实施方式，所述电路板4上还设有可控硅整流滤波电路；所述发电机41产生的交流电经可控硅整流滤波电路整流后转换成直流电输入至蓄电装置42储存。手摇发电机41产生的感应电流的大小和方向随时间作周期性变化，这种电流叫交流电，本发明所采用的发电机41手摇速度为每分钟500转时可以产生3～5V的交流电压；每分钟1000转时可以产生10～20V的交流电压；每分钟时1500转时可以产生高达24V的交流电压，如果直接用交流电给LED灯供电，在一个电压波形周期内LED灯会有半周不发光，而且电压不稳定。为了解决此问题，本实施例采用可控硅整流滤波电路将发电机41产生的交流电先整流转变为单向脉动的直流电压，然后将整流后单向脉动电压中的交流成分滤除，使之成为平滑的直流电压输入至蓄电装置42储存供LED矩阵显示器2使用。

作为本发明的一种优选实施方式，所述单片机控制器43上还设有直流电压变换器，所述直流电压变换器连接所述蓄电装置42的输出端，经变压调节后的输入所述LED矩阵显示器2。由于不同的LED矩阵显示器2所需的电压不同，电压过低亮度不够，电压过高会烧坏LED灯，因此，在单片机控制器43上设置所述直流电压变换器，使之根据单片机发出的指令输出符合LED矩阵显示器2所需的电压，在电压允许的范围内控制LED灯的亮度。

作为本发明的一种优选实施方式，所述单片机控制器43采用的型号为P87LPC764BD单片机，所述P87LPC764BD单片机内部具有最少15个I/O口，选择片内振荡和片内复位时可有多达18个I/O口，能够满足LED矩阵显示器2以及其他的开关等所需的I/O控制。

作为本发明的一种优选实施方式，所述串行通讯接口采用RS-232的通信方式与计算机连接，从而可将计算机中所需的图案或文字传送到本装置并显示出来。串行通讯线路简单，成本低，只要一对传输线就可以实现双向通信，在串行通讯时，要求双方都有一个接口标准，使不同的设备可以方便地连接起来以进行通讯，RS-232被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。单片机控制两个输出端子以CLK时钟信号为基准输出串行信号，经串行信号转换器控制LED矩阵显示器2，从而点亮LED灯并对图形、图案进行控制。所述串并转换器可以采用74LS164型转换器。

作为本发明的一种优选实施方式，所述D/A转换器是采用AD558芯片的转换器。AD558芯片是ANOLOG公司推出的直接电压输出型的8位数模转换器，具有并行数据输入接口，片内含有输出放大器和精密基准电压源，与外部接口无需任何外部原器件进行微调。

本发明一种手摇式闪光灯的工作原理和使用过程，采用手摇发电时一手握住灯体1，另一手握住捏手33摇转手摇柄32，带动整个手摇装置3旋转，此时手摇装置3依次经电机连接器、发电机41的转轴、齿轮变速机构带动发电机41旋转发电，所发的电经整流滤波后输入至蓄电装置42贮蓄备用，所述蓄电装置42的输出端经过直流电压变换器后输入LED矩阵显示器2；所述LED矩阵显示器2连接所述单片机控制器43，通过单片机编入程序进行控制可以实现对闪光灯的图形、亮度的控制。所述单片机控制器43传送数据到I/O扩展电路，经D/A转换器和经功率放大电路控制LED矩阵显示器2，单片机控制两个输出端子以CLK为基准输出串行信号，经串行信号转换器控制LED矩阵显示器2，从而点亮LED灯并对图形、图案进行控制。在不使用本产品时，可以将所述手摇柄32向内按压使其与所述手摇柄32容置腔31贴合，便于收纳。

本发明一种手摇式闪光灯电路结构简单，可以手摇自发电，无需外电池，节能环保。单片机控制器43由单片机编入程序进行控制，可以实现对LED矩阵显示器2色彩和亮度的高精度调节，同时，通过串并转换扫描方式使一个单片机控制器43可对LED矩阵显示器2上的多个LED灯分别控制，可以组成多种静、动态图案或画面。该闪光灯通过手摇发电，能启迪孩子的思维，寓教于乐，适合多个年龄段的孩子使用。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims

1.一种手摇式闪光灯，包括灯体，所述灯体的一端设置有LED矩阵显示器，所述灯体的另一端设置有手摇装置，其特征在于：所述灯体内设有电路板，所述电路板包括发电机、蓄电装置和单片机控制器；所述发电机的转轴通过传动装置与所述手摇装置连接，所述手摇装置旋转驱动所述发电机旋转发电；所述发电机的输出端与所述蓄电装置的输入端连接；所述蓄电装置的输出端与所述LED矩阵显示器连接；所述LED矩阵显示器连接所述单片机控制器，所述单片机控制器设有I/O扩展电路、D/A转换器、功率放大电路和串并转换器；所述单片机传送数据到I/O扩展电路，经D/A转换器和经功率放大电路控制LED矩阵显示器，单片机控制两个输出端子以CLK为基准输出串行信号，经串行信号转换器控制LED矩阵显示器，从而点亮LED灯并对图形、图案进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种手摇式闪光灯，其特征在于：所述传动装置包括齿轮变速机构，齿轮变速机构的输出端设有与发电机的转轴连接的电机连接器；所述手摇装置的一端设有手摇柄容置腔，所述手摇柄容置腔的上方安装有手摇柄，所述手摇柄上设有捏手，且所述手摇柄可折叠置于所述手摇柄容置腔。

3.根据权利要求1所述的一种手摇式闪光灯，其特征在于：所述电路板上还设有可控硅整流滤波电路；所述发电机产生的交流电经可控硅整流滤波电路整流后转换成直流电输入至蓄电装置储存。

4.根据权利要求1所述的一种手摇式闪光灯，其特征在于：所述单片机控制器上还设有直流电压变换器，所述直流电压变换器连接所述蓄电装置的输出端，经变压调节后输入所述LED矩阵显示器。

5.根据权利要求1所述的一种手摇式闪光灯，其特征在于：所述单片机的型号为P87LPC764BD单片机。

6.根据权利要求1所述的一种手摇式闪光灯，其特征在于：所述LED矩阵显示器为5×5的LED灯。

7.根据权利要求1所述的一种手摇式闪光灯，其特征在于：所述D/A转换器是采用AD558芯片的转换器。