視力保健筆控制電路制造技術

本發明專利技術涉及一種保護視力裝置的控制電路。本發明專利技術是在書寫筆的腔內設置紅外發射、接收、放大、控制及顯示警報電路，各電路只用一片多運放進行不同的組合而成，其功耗低、體積小，紅外接收回路是一無源電路，在強光干擾下能自動調整放大量，靈敏度基本保持一致。當書寫者的頭部與紙面距離小于正常值時（如１５ｃｍ內），紅外接收電路接收到足夠大的信號啟動控制電路使顯示警報電路工作發出警報，以糾正書寫者的坐姿及調整與紙面的距離。（*該技術在2017年保護過期，可自由使用*）

Control circuit for vision health pen

The invention relates to a control circuit for an eyesight protection device. The present invention is in the cavity of the writing pen set of infrared emission and receiving, amplifying, control and display alarm circuit, the circuit with a multi amplifier for the different combination, its low power consumption, small volume, infrared receiving circuit is a passive circuit, can automatically adjust to put a lot of light interference, the sensitivity remained consistent. When writing the paper head and the distance is less than the normal value (such as 15cm), the infrared receiving circuit receives the signal large enough to start the control circuit makes the display alarm circuit alarm, to write the correct posture and adjust the distance with the paper.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種能預防視力降低的監視的裝置，特別涉及一種保護視力的控制裝置。根據人眼保護要求，人們在書寫時或閱讀時，人眼必須距紙面一定距離，否則將嚴重影響眼睛的視力。據調查，現有的青少年中大部分都有近視癥。特別是人們用筆書寫時很容易拉近眼睛與紙面或桌面間的距離，從而給書寫者的眼睛帶來壓力并降低其視力。尤其是青少年學生往往不能保持正常距離進行書寫(正常書寫距離為20cm)而造成近視或其它視力障礙。已有技術是以專利號為92214863.5的防近視控制器是作為一個裝置放置在桌面上，它具有紅外發射和接收電路，經整形、振蕩、功放，由揚聲器輸出報警。該裝置提供了較有效的措施，但仍存在一定的缺陷，由于這類紅外裝置與常規的紅外遙控開關不同，它一般需要較長時間進行工作，如一個學生寫作業的時間，該裝置就要開啟相應的時間甚至更長，故耗電較大，用電池一般都比較困難。該裝置作為一個單獨的裝置放置在桌面上，并由220V供電，使用者都有不便，而且易受室內其它光源影響。本專利技術的目的在于提供一種電路結構簡單、不受室內其它光源干擾的直接由書寫者控制、安全可靠且功耗極低的視力保健筆電路。本專利技術是由書寫筆和控制電路部分組成，書寫筆由筆桿、筆芯和筆頭組成，其中保健筆的結構部分可參閱本人已申請的專利，本專利技術的主題是關于控制電路部分，電路部分由紅外發射部分、紅外接收部分、控制部分和顯示報警部分組成，其特征在于采用一個多運算放大器各自連接成三種不同的電路完成各自的功能，其中1.紅外發射部分是由一單運算放大器構成的脈沖信號發生器和放大電路組成，脈沖信號發生器產生脈沖信號推動放大發射電路，紅外發射管作為放大電路的負載進行紅外線發射；2.紅外接收部分是由紅外接收回路和單運算放大電路組成，紅外接收回路是一種無源電路，紅外接收管不加任何直流偏置，其接收到的紅外光信號之放大量基本上不隨環境光亮的變化而變化。3.控制部分是由一單運算放大器構成的單穩延時啟動電路，其輸出端與指示警報電路(4)相接。4.顯示報警部分是一種光亮顯示或振動警報顯示電路或是一種蜂鳴電路，也可以是其中任意二種的組合。當控制電路輸出高電平時，驅動警報電路發光或發出振動或發出聲音，為更好地提醒書寫者，可以發出二種警報信號。當控制電路輸出高電平時驅動指示燈亮或驅動振動電機，警告書寫者糾正書寫姿勢。本專利技術全部電路只用一塊集成運放，電路結構簡單，耗電極低，可由電池供電，安裝在書寫筆的腹部，由書寫者握筆時自然打開開關處于發射狀態，當頭部與紙面距離小于正常值時，接收電路接收到足夠大的信號，保健筆即發出警告信號。本專利技術與現有技術相比，其優點在于1.各電路采用相同的運算放大器作各部件的有源器件，如本專利技術用一個四運放及相應的元器件即可完成全部功能，電路特別簡單，體積小，故可以將電路置于筆桿內部作為書寫筆的一部分；2.只使用一塊集成電路，其功耗極少，而且只有當書寫時手指觸摸開關時電路才工作，電池使用壽命長。3.紅外接收管不加偏置，靈敏度受外界干擾影響小，故電路的穩定性高。 附圖說明圖1為本專利技術的電原理框圖；圖2為本專利技術的電原理圖；圖3為本專利技術紅外發射部分的電原理圖；圖4為本專利技術脈沖信號發生器輸出端和電容C7兩端的波形圖；圖5為本專利技術紅外接收部分的電原理圖；圖6為本專利技術單穩態電路的電原理圖；圖7為本專利技術單穩態電路運算放大器反相、同相輸入端和輸出端的波形圖。結合實施例說明附圖本專利技術的電路由紅外發射部分1、紅外接收部分2、控制部分3和顯示報警部分4組成(圖1及2)，紅外發射部分1有信號發生電路11和輸出發射電路12(圖3)；紅外接收部分2有紅外接收傳感電路21和放大電路22(圖5)；控制部分3是一種單穩延時啟動電路，執行顯示部分4是一種光亮顯示或振動警報顯示電路(6)，其特征在于1.紅外發射部分1是由一單運算放大器構成的脈沖信號發生器11和放大輸出發射電路12組成，脈沖信號發生器11產生脈沖信號推動放大發射電路12，紅外發射管D2作為放大發射電路12的負載進行紅外線發射。脈沖發生器11是由一個運算放大器IC1、電阻R12、R13、R14、R15、R16、電容C7及二極管D3組成，R12和R13串連在電源與地間，其中間分壓端接運算放大器IC1的正相輸入端，R14作為反饋電阻接在運算放大器IC1的正相輸入端和輸出端間，輸出端通過C7和R15串連接地，R15還與R16、D3串連電路并聯。當電源電壓施加于本專利技術的電路時，運算放大器IC1輸出端的電壓波形V1和電容C7兩端的電壓波形V2如圖4所示。當運算放大器IC1的輸出端輸出高電平時，通過電阻R16、D1和R15對C7充電，隨時間的增加，C7兩端的電壓不斷提高，當C7兩端的電壓即反相輸入端的電位高于運算放大器IC1的同相輸入端的電位時，其輸出端跳變為低電平，電容C7兩端的電荷通過R16至運算放大器IC1的輸出端對地放電，放電時間決定R16和C7的乘積，C7兩端的電壓隨放電時間的增加而逐步下降，當該電壓降至運算放大器IC1同相輸入端的電位時，運算放大器IC1的輸出端又跳變為高電位，周而復始進行振蕩，當調整R12和R13的比值即可改變脈寬的占空比，調整C7的容量值，可改變振蕩頻率，R14起正反饋作用，該振蕩信號經三極管T1調制在紅外發射管D2的信號上發射出去至頭部并反射至筆中的紅外接收管D3。本專利技術的脈沖信號發生器11，還可廣泛應用于其它小型簡單的裝置作脈沖信號源。2.紅外接收部分2是由紅外接收回路21和一單運放放大電路22組成，紅外接收回路21不加任何直流偏置，紅外接收回路21后接有一級放大電路22，也可接二級放大電路。其接收到的紅外光信號之放大量基本上不隨環境光亮的變化而變化。紅外接收回路21由紅外接收管D3和電阻R1、R2組成，紅外接收管D3與電阻R1串連后與電阻R2并聯，一端接地，另一端接耦合電容C1，放大器22由運算放大器IC2、電容C2、電阻R3、R7、R8組成，運算放大器IC2的反相輸入端接輸入電容C1，同相輸入端接至跨在電源和地間之R7和R8串連的分壓器的中點箝位，反饋電阻R3及抑制高頻干擾的電容C2并聯接在反相輸入端與輸出端間。當紅外光信號從紅外發射管D2發射出來經頭部反射回來照射在紅外接收管D3上時，D3兩端產生微弱的電信號，由R1、R2補償后，通過C1耦合將信號送到運算放大器IC2的反相輸入端，通過IC2放大后由輸出端輸出。由于在強光下特別是在白熾燈光照射下，紅外接收管D3的接收靈敏度有所下降，其等效電阻也下降，相當于信號源的內阻下降。由于本電路的放大倍數K＝R3/信號源內阻，R3是不變值，信號源內阻下降使整個放大電路的放大倍數提高，補償了在強光照射下D3靈敏度下降的因素，使整個電路在照射光線變化過程中，其放大量基本保持不變，即保持了測量靈敏度。本專利技術亦可采用二級放大電路22來滿足不同的要求，如圖2所示，由IC2組成的放大電路之輸出端經電容C3和R4進入下一級由IC3組成的放大電路再放大或反相，由IC3組成的放大電路與IC2組成的放大電路相似，負反饋電阻R6和抑制高頻干擾的電容C4并聯接在反相輸入端和輸出端間，其同相端與由IC2組成的放大電路共接在電阻R7和R8的連接點上。本專利技術的電路還可以應用于其它用途的紅外接收電路中。3.控制部分3是本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種視力保健筆控制電路，由紅外發射部分、紅外接收部分、控制部分和顯示警報部分組成，紅外發射部分有信號發生電路和輸出發射電路；紅外接收部分有紅外接收傳感回路和放大電路；顯示警報部分是一種光亮顯示或振動警報顯示電路，其特征在于采用一個多運算放大器各自連接成三種不同的電路完成各自的功能，其中：①紅外發射部分（１）是由一單運算放大器構成的脈沖信號發生器（１１）和放大發射電路（１２）組成，脈沖信號發生器（１１）產生脈沖信號推動放大發射電路（１２），紅外發射管Ｄ２作為放大發射電路（１ ２）的負載進行紅外信號發射；②紅外接收部分（２）是由紅外接收回路（２１）和一單運放放大電路（２２）組成，作為放大電路（２２）信號源的紅外接收回路（２１）是一種無源電路；③控制部分（３）是由一單運算放大器構成的單穩延時啟動電路組成，其 輸出端與指示警報電路（４）相接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：江娥仙，
申請(專利權)人：江娥仙，
類型：發明
國別省市：35[中國|福建]