CN211455110U - 太阳系led演示模型 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳系LED演示模型。包括：有机玻璃板(1)、太阳LED(2)、行星LED(3)、单片机最小系统(4)、电源端子(5)、移位寄存器(6)。编程时，每个轨道上的16个LED(3)有且只有一个被点亮，每个轨道上的16个LED(3)循环点亮的速度与该轨道上行星公转周期成正比，可反映该行星绕太阳公转的快慢。本实用新型用于小学自然课上，可以较好的演示行星的相对公转轨道和公转周期，增加学生的理解能力和学习兴趣。

Description

太阳系LED演示模型

技术领域

本实用新型属于电子产品领域，涉及一种太阳系LED演示模型。

背景技术

太阳系中称为行星的现今规定为八大行星，水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。八大行星几乎是在同一个面中运动，那就是太阳的赤道面。

有机玻璃是以丙烯酸及其酯类聚合所得到的聚合物统称丙烯酸类树酯，相应的塑料统称聚丙烯酸类塑料，其中以聚甲基丙烯酯甲酯应用最广泛。聚甲基丙烯酸甲酯缩写代号为PMMA，俗称有机玻璃，是迄今为止合成透明材料中性质最优异的。有机玻璃是目前最优良的高分子透明材料，透光率达到92％，比玻璃的透光度高。有机玻璃的相对分子质量大约为200万，是长链的高分子化合物，而且形成分子的链很柔软，因此，有机玻璃的强度比较高，抗拉伸和抗冲击的能力比普通玻璃高7-18倍。有机玻璃的密度小，同样大小的材料，其重量只有普通玻璃的一半，金属铝的43％。有机玻璃不但能用车床进行切削，钻床进行钻孔，而且能用丙酮、氯仿等粘结成各种形状的器具，也能用吹塑、注射、挤出等塑料成型的方法加工成制品。

单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器(MicrocontrollerUnit)，常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，通过程序，用单片机可以方便的控制LED灯、数码管点亮速度和电动机的转速，可以方便的产生各种随机数字并进行运算。通过程序可以实现产品的高智能，高效率，以及高可靠性。一个单片机的最小系统包括晶振、复位电路、电源、单片机。5V电源给系统供电。复位电路用于程序跑飞时使程序重新执行，相当于电脑的重启。晶振给单片机运行提供时钟。P0口开漏结构，使用时一般接排阻拉高电平。

LED是英文light emitting diode(发光二极管)的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。LED灯节能，寿命长，适用性好，因单颗LED的体积小，可以做成任何形状。LED灯回应时间短，是纳秒级别的回应时间，而普通灯具是毫秒级别的回应时间。LED环保，无有害金属，废弃物容易回收。色彩绚丽，发光色彩纯正，光谱范围窄，并能通过红绿蓝三基色混色成七彩或者白光。目前广泛使用的LED有红、绿、蓝三种。

74HC595是一个8位串行输入、并行输出的移位寄存器，并行输出为三态输出。输出寄存器可以直接清除，具有100MHz的移位频率。该移位寄存器具有16个管脚。

发明内容

太阳系行星通常指水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。八大行星几乎是在同一个面(赤道面)中运动。现有的太阳系演示装置无法演示行星的公转速度。本实用新型的目的在于设计一种结构简单、使用方便、视觉效果较好的太阳系LED演示模型，可以较好的演示行星的相对公转轨道和公转周期。

为实现上述目的，本实用新型包括：有机玻璃板(1)、太阳LED(2)、行星LED(3)、单片机最小系统(4)、电源端子(5)、移位寄存器(6)，其特征在于：有机玻璃板(1)为正方形，太阳LED(2)通过钻孔安装在有机玻璃板(1)正面中心处，行星LED(3)有128个，分为8组，每组16个，在有机玻璃板(1)上以太阳LED(2)为中心画出8个行星轨道，8组行星LED(3)通过钻孔均匀安装在8个行星轨道上，每个行星轨道上有16个行星LED(3)，单片机最小系统(4)、电源端子(5)、移位寄存器(6)焊接在电路板上，电路板固定于有机玻璃板(1)的背面，所有连接线用导线在有机玻璃板(1)背面连接；

所述的单片机最小系统(4)包括单片机、P0口上拉电阻、时钟电路和复位电路，单片机最小系统(4)的单片机有40个管脚；

所述的电源端子(5)输出5伏直流电源，其正极接单片机最小系统(4)中单片机的40管脚，负极接单片机最小系统(4)中单片机的20管脚；

所述的太阳LED(2)有2个管脚，一个为正极，另一个为负极，太阳LED(2)正极串接一个开关后接电源端子(5)的正极，负极串联一个电阻后接电源端子(5)的负极；

所述的移位寄存器(6)有16个，分为8组，每组2个，每个移位寄存器(6)均为74HC595芯片，每个74HC595芯片有16个管脚，8组移位寄存器(6)分别控制8组行星LED(3)，即一组2个移位寄存器(6)控制一组16个行星LED(3)，每组2个移位寄存器(6)的8管脚连接在一起后接电源端子(5)的负极，16管脚连接在一起后接电源端子(5)的正极，每组2个移位寄存器(6)下面移位寄存器(6)的9管脚接上面移位寄存器(6)的14管脚；

所述的移位寄存器(6)每组2个移位寄存器(6)的输入控制端子有4个，分别是：该组2个移位寄存器(6)下面移位寄存器(6)的14管脚，该组2个移位寄存器(6)的11管脚相连接，该组2个移位寄存器(6)的12管脚相连接，该组2个移位寄存器(6)的13管脚相连接，8组移位寄存器(6)的输入控制端子共有32个，这32个端子分别接单片机最小系统(4)中单片机的1、2、3、4、5、6、7、8、10、11、12、13、14、15、16、17、21、22、23、24、25、26、27、28、32、33、34、35、36、37、38、39管脚；

所述的移位寄存器(6)每组2个移位寄存器(6)的输出控制管脚是：1、2、3、4、5、6、7、15管脚，一组2个移位寄存器(6)的这16个控制管脚分别串联一个电阻后接一组16个行星LED(3)的正极，每组16个行星LED(3)的负极连接在一起后接电源端子(5)的负极。

本实用新型所需有机玻璃板(1)、太阳LED(2)、行星LED(3)、单片机最小系统(4)、电源端子(5)、移位寄存器(6)均为市购产品。

在使用过程中，本领域技术人员无需创造性劳动就可以通过单片机编程实现对移位寄存器(6)、行星LED(3)的控制。编程时，每个轨道上的16个LED(3)有且只有一个被点亮，每个轨道上的16个LED(3)循环点亮的速度与该轨道上行星公转周期成正比，可反映该行星绕太阳公转的快慢。

本实用新型的有益之处是：用于小学自然课上，可以较好的演示行星的相对公转轨道和公转周期，增加学生的理解能力和学习兴趣。

附图说明

图1太阳系LED演示模型结构示意图；

图2太阳系LED演示模型单片机最小系统电路示意图；

图3太阳系LED演示模型LED电路示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作具体说明。

参见图1，太阳系LED演示模型结构示意图，太阳系LED演示模型由有机玻璃板(1)、太阳LED(2)、行星LED(3)、单片机最小系统(4)、电源端子(5)、移位寄存器(6)组成，有机玻璃板(1)为正方形，太阳LED(2)通过钻孔安装在有机玻璃板(1)正面中心处，行星LED(3)有128个，分为8组，每组16个，在有机玻璃板(1)上以太阳LED(2)为中心画出8个行星轨道，8组行星LED(3)通过钻孔均匀安装在8个行星轨道上，每个行星轨道上有16个行星LED(3)，单片机最小系统(4)、电源端子(5)、移位寄存器(6)焊接在电路板上，电路板固定于有机玻璃板(1)的背面，所有连接线用导线在有机玻璃板(1)背面连接，所述的太阳LED(2)有2个管脚，一个为正极，另一个为负极，太阳LED(2)正极串接一个开关后接电源端子(5)的正极，负极串联一个电阻后接电源端子(5)的负极；

参见图2，太阳系LED演示模型单片机最小系统电路示意图，所述的单片机最小系统(4)包括单片机、P0口上拉电阻、时钟电路和复位电路，单片机最小系统(4)的单片机有40个管脚；

所述的电源端子(5)输出5伏直流电源，其正极接单片机最小系统(4)中单片机的40管脚，负极接单片机最小系统(4)中单片机的20管脚；

参见图3，太阳系LED演示模型LED电路示意图，所述的移位寄存器(6)有16个，分为8组，每组2个，每个移位寄存器(6)均为74HC595芯片，每个74HC595芯片有16个管脚，8组移位寄存器(6)分别控制8组行星LED(3)，即一组2个移位寄存器(6)控制一组16个行星LED(3)，每组2个移位寄存器(6)的8管脚连接在一起后接电源端子(5)的负极，16管脚连接在一起后接电源端子(5)的正极，每组2个移位寄存器(6)下面移位寄存器(6)的9管脚接上面移位寄存器(6)的14管脚；

所述的移位寄存器(6)每组2个移位寄存器(6)的输入控制端子有4个，分别是：该组2个移位寄存器(6)下面移位寄存器(6)的14管脚，该组2个移位寄存器(6)的11管脚相连接，该组2个移位寄存器(6)的12管脚相连接，该组2个移位寄存器(6)的13管脚相连接，8组移位寄存器(6)的输入控制端子共有32个，这32个端子分别接单片机最小系统(4)中单片机的1、2、3、4、5、6、7、8、10、11、12、13、14、15、16、17、21、22、23、24、25、26、27、28、32、33、34、35、36、37、38、39管脚；

所述的移位寄存器(6)每组2个移位寄存器(6)的输出控制管脚是：1、2、3、4、5、6、7、15管脚，一组2个移位寄存器(6)的这16个控制管脚分别串联一个电阻后接一组16个行星LED(3)的正极，每组16个行星LED(3)的负极连接在一起后接电源端子(5)的负极。

本实用新型所需有机玻璃板(1)、太阳LED(2)、行星LED(3)、单片机最小系统(4)、电源端子(5)、移位寄存器(6)均为市购产品。

在使用过程中，本领域技术人员无需创造性劳动就可以通过单片机编程实现对移位寄存器(6)、行星LED(3)的控制。编程时，每个轨道上的16个LED(3)有且只有一个被点亮，每个轨道上的16个LED(3)循环点亮的速度与该轨道上行星公转周期成正比，可反映该行星绕太阳公转的快慢。

本实用新型用于小学自然课上，可以较好的演示行星的相对公转轨道和公转周期，增加学生的理解能力和学习兴趣。

Claims (1)

1.一种太阳系LED演示模型，其特征在于：太阳系LED演示模型由有机玻璃板(1)、太阳LED(2)、行星LED(3)、单片机最小系统(4)、电源端子(5)、移位寄存器(6)组成，有机玻璃板(1)为正方形，太阳LED(2)通过钻孔安装在有机玻璃板(1)正面中心处，行星LED(3)有128个，分为8组，每组16个，在有机玻璃板(1)上以太阳LED(2)为中心画出8个行星轨道，8组行星LED(3)通过钻孔均匀安装在8个行星轨道上，每个行星轨道上有16个行星LED(3)，单片机最小系统(4)、电源端子(5)、移位寄存器(6)焊接在电路板上，电路板固定于有机玻璃板(1)的背面，所有连接线用导线在有机玻璃板(1)背面连接；

所述的单片机最小系统(4)包括单片机、P0口上拉电阻、时钟电路和复位电路，单片机最小系统(4)的单片机有40个管脚；

所述的电源端子(5)输出5伏直流电源，其正极接单片机最小系统(4)中单片机的40管脚，负极接单片机最小系统(4)中单片机的20管脚；

所述的太阳LED(2)有2个管脚，一个为正极，另一个为负极，太阳LED(2)正极串接一个开关后接电源端子(5)的正极，负极串联一个电阻后接电源端子(5)的负极；

所述的移位寄存器(6)有16个，分为8组，每组2个，每个移位寄存器(6)均为74HC595芯片，每个74HC595芯片有16个管脚，8组移位寄存器(6)分别控制8组行星LED(3)，即一组2个移位寄存器(6)控制一组16个行星LED(3)，每组2个移位寄存器(6)的8管脚连接在一起后接电源端子(5)的负极，16管脚连接在一起后接电源端子(5)的正极，每组2个移位寄存器(6)下面移位寄存器(6)的9管脚接上面移位寄存器(6)的14管脚；

所述的移位寄存器(6)每组2个移位寄存器(6)的输入控制端子有4个，分别是：该组2个移位寄存器(6)下面移位寄存器(6)的14管脚，该组2个移位寄存器(6)的11管脚相连接，该组2个移位寄存器(6)的12管脚相连接，该组2个移位寄存器(6)的13管脚相连接，8组移位寄存器(6)的输入控制端子共有32个，这32个端子分别接单片机最小系统(4)中单片机的1、2、3、4、5、6、7、8、10、11、12、13、14、15、16、17、21、22、23、24、25、26、27、28、32、33、34、35、36、37、38、39管脚；

所述的移位寄存器(6)每组2个移位寄存器(6)的输出控制管脚是：1、2、3、4、5、6、7、15管脚，一组2个移位寄存器(6)的这16个控制管脚分别串联一个电阻后接一组16个行星LED(3)的正极，每组16个行星LED(3)的负极连接在一起后接电源端子(5)的负极。

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