一种光电电流指示实验装置的制作方法

本实用新型属于物理实验室装置领域，具体涉及一种光电电流指示实验装置。

背景技术：

物理学是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学，简称物理。物理学是人们对无生命自然界中物质的转变的知识做出规律性的总结。现在，物理学已成为自然科学中最基础的学科之一。物理理论通常是以数学的形式表达出来。经过大量严格的实验验证的物理学规律被称为物理定律。然而如同其他很多自然科学理论一样，这些定律不能被证明，其正确性只能靠着反复的实验和观测来检验。

不论是初级教育还是高级教育，都反应物理难学的问题，追根究底是因为目前物理实验设备陈旧，不能够直观的反应一些物理现象，做完实验仍然很难理解其原理。例如，光电实验设备，

研究光电效应的实验装置，一般是非常简单的电路，在光照条件不变的情况下，将滑动电阻的滑动片缓慢移动，在这个过程中，观察电流表的读数，来说明光电管中的光电流存在及变化，这种实验装置只能通过从电流表的数据来理解光电电流的存在，感受的只是一个量的概念，而对于光电电流是如何流动的等深层次原理，并不能很直观的看出，存在一定的缺陷。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种光电电流指示实验装置，解决了现有技术中物理实验室光电实验装置不能够直观体现光电电流走向原理的问题。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种光电电流指示实验装置，包括箱体，箱体上设置控制面板和显示区域，控制面板包括若干控制按钮，显示区域设置控制电路，显示区域的上方设置透明窗口，下方设置若干凹槽，控制电路元件之间的连线均独立设置于凹槽内，同一个通路所在的凹槽设置相同颜色的指示灯，控制电路的输入信号分别与控制按钮连接，通过控制按钮控制各通路的导通与关断，箱体内设置供电电源。

所述控制电路为LED亮度调节电路，具体包括控制芯片、LED灯、限流电阻、可调电阻，其中，控制芯片的每个输出端各连接一个LED灯，LED灯的另一端连接电源；控制芯片包括三个，一个的输出端连接红色LED灯、另一个的输出端连接绿色LED灯、第三个的输出端连接蓝色LED灯；红色LED灯与电源之间串联一个限流电阻；三个控制芯片之间串联连接；每个控制芯片均包括一个数据信号输入端、三个控制信号输入端、一个恒流驱动端、一个数据信号输出端，所有控制芯片的信号输入端均与控制按钮对应连接。

每个控制芯片的恒流驱动端与信号地之间均依次串连一个定值电阻和一个可调电阻，其中，每个可调电阻的调节端均连接一个控制按钮。

每个控制信号输入端均串联一个滤波元件，三个驱动芯片最前端的数据信号输入端串联一个滤波元件。

所述滤波元件为电感或磁珠。

箱内侧面还设置风扇，用于对箱体内部电路元件进行散热。

箱体上设置盖体，用于保护显示区域的控制电路。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、将实验设备做成箱体式结构，方便了移动，对物理教学的应用具有很强的便利性，可以随时应用。

2、光电调节电路设置于箱体内，通过透明面板遮盖，一方面能够直观的观察到实验现象，另一方面，有效地保护了内部电路结构，起到了防水作用，避免不小心造成短路。

3、显示区域设置若干凹槽，控制电路的线路均设置于凹槽内，并且同一个通路采用同一种颜色进行标识，进一步提高了该设备的可观察性。

4、将控制电路的输入信号、电源、调节部分均引出至控制按钮，通过控制按钮来对各个信号进行控制，这样，有利于进一步对电路控制信号、电流走向的观察。

附图说明

图1为本实用新型的实验装置结构图。

图2为本实用新型的电路控制原理图。

其中，图中的标识为：1-箱体；2-控制面板；3-显示区域；4-控制电路；5-控制按钮；6-风扇；7-盖体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构及工作过程作进一步说明。

如图1所示，一种光电电流指示实验装置，包括箱体1，箱体1上设置控制面板2和显示区域3，控制面板2包括若干控制按钮5，显示区域3设置控制电路4，显示区域3的上方设置透明窗口，下方设置若干凹槽，控制电路4元件之间的连线均独立设置于凹槽内，同一个通路所在的凹槽设置相同颜色的指示灯，控制电路4的输入信号分别与控制按钮5连接，通过控制按钮5控制各通路的导通与关断，箱体1内设置供电电源。

箱内侧面还设置风扇6，用于对箱体内部电路元件进行散热。

箱体上设置盖体7，用于保护显示区域的控制电路。

具体实施例，

如图2所示，所述控制电路为LED亮度调节电路，具体包括三个控制芯片，分别为U1、U2、U3，6个LED灯，分别为LED1至LED6，两个限流电阻，分别为R1、R2，三个可调电阻，分别为R6、R7、R8，控制芯片的每个输出端各连接一个LED灯，LED灯的另一端连接电源，其中，控制芯片U1的两个输出端分别连接LED1、LED2，控制芯片U2的两个输出端分别连接LED3、LED4，控制芯片U3的两个输出端分别连接LED5、LED6；LED1、LED2为红色LED灯，LED3、LED4为绿色LED灯，LED5、LED6为蓝色LED灯；LED1、LED2与电源VCC之间分别串联一个限流电阻R1、R2，LED3至LED6直接与电源VCC连接；三个控制芯片之间串联连接；每个控制芯片均包括一个数据信号输入端IN，三个控制信号输入端，分别为LE、OE、CLK，一个恒流驱动端、一个数据信号输出端0UT，控制芯片U1的恒流驱动端与信号地之间一次串联定值电阻R3和可调电阻R6，控制芯片U2的恒流驱动端与信号地之间一次串联定值电阻R4和可调电阻R7，控制芯片U3的恒流驱动端与信号地之间一次串联定值电阻R5和可调电阻R8，所有控制芯片的信号输入端均与控制按钮对应连接。

每个可调电阻的调节端各自连接一个控制按钮。

每个控制信号输入端均串联一个滤波元件，三个驱动芯片最前端的数据信号输入端串联一个滤波元件。

本实施例的滤波元件采用磁珠L1、L2、L3、L4。

本实用新型的工作原理如下：

打开箱体，按下电源按钮，接通电源，所有电源线所在的凹槽显示相应的颜色，然后，依次按下信号输入端，各信号输入线所在的凹槽显示不同的颜色，观察LED灯是否点亮，最后，调节可调电阻控制按钮，观察LED灯亮度随电阻值不同的变化程度。

控制按钮与中央处理器连接，当按下相应的控制按钮，中央处理器发出相应的信号，控制各线路所在凹槽的指示灯点亮，指示信号的通断。

本实用新型的控制芯片采用台湾聚积科技公司的MBI5024，

该芯片具有如下特点：

MBI5024是利用最新PrecisionDrive^TM技术，专为LED显示面板设计的驱动IC，它内建的CMOS位移缓存器与栓锁功能，可以将串行的输入资料转换成平行输出资料格式。

MBI5024的输入电压范围值为3.3伏特至5伏特，提供16个电流源，可以在每个输出级提供3-45mA定电流量以驱动LED；且单一颗IC内输出通道的电流差异小于±3％；多颗IC间的输出电流差异小于±6％；电流随着输出端耐受电压(VDS)变化，被控制在每伏特0.1％；且电流受供给电压(VDD)、环境温度的变化也被控制在1％。使用者可以经由选用不同阻值的外接电阻器来调整MBI5024各输出级的电流大小，藉此机制，使用者可精确地控制LED的发光亮度。

MBI5024的设计保证其输出级可耐压17伏特，因此可以在每个输出端串接多个LED。

此外，MBI5024亦提供25MHz的高时钟频率以满足系统对大量数据传输上的需求。

LED显示屏上的控制元件采用MBI5024控制芯片，MBI5024芯片是台湾聚积科技专门针对LED显示屏控制推出的一款性能高，成本低的芯片，用于该类型的LED显示屏控制能够实现其显示需求，同时降低了整屏的成本。