一种电机及电气技术实验装置的智能控制设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型及智能控制领域，具体涉一种电机及电气技术实验装置的智能控制设备。
【背景技术】
[0002]电机及电气技术实验装置是目前高校中常见的一种实验台架，例如由上海华育教学设备有限公司设计“HYDJ-503B型电机及电气技术实验装置”综合了目前我国高等院校“电机学”、“电机与拖动”、“控制微电机”、“电机控制”、“继电接触控制”、“可编程控制器技术”及“工厂电气控制”等课程实验大纲的要求。能够适用于高等院校现有的电机、电气技术开设的实验课程。
[0003]目前，在利用电机及电气技术实验装置进行实验时，我国大部分高校在工科类实验课程的教学方面，基本上采用的是“老师讲、学生做”的模式，即通过教师在实验开始前对实验内容、实验步骤以及注意事项进行集中讲解，然后学生按照老师讲解进行实验，通过课题组老师们对近几年的实验教学工作总结发现，采用这种模式的主要缺点是如果学生没有认真听老师在实验前集中讲解的内容，不了解老师多次强调的注意事项，结果在实验过程中一定会遇到这样那样的问题。这时，同学们的处理方法大概有两种:一种是不问老师，按照自己错误的想法进行实验，结果不但实验结果出不来，而且有可能会损坏元器件，甚至实验装置；另一种是向老师提问，老师会重复对同一个注意事项或步骤回答几遍，甚至十几遍，如此一来，两个学时实验课多数时间都浪费在上课前集中讲过的同一个问题上，实验效果非常不理想。这样既浪费了老师和学生宝贵的时间，又使得学生对实验的兴趣大大降低，同时还使教学质量得不到有效的提高。
【实用新型内容】
[0004]为解决在工科类实验课程中，相关实验设备无法自动纠错，进而需要相关教师反复指导，教学效率不高的问题，本实用新型提供了一种电机及电气技术实验装置智能控制设备。
[0005]本实用新型的技术方案是提供一种电机及电气技术实验装置的智能控制设备，其包括:压力传感器，TLC4501放大器、STM32F103单片机，SYN6288语音合成芯片，Usart-GPU串口触摸液晶屏，扬声器；其特征在于:
[0006]电机及电气技术实验装置实验面板上的插孔内嵌入压力传感器，将压力传感器与TLC4501放大器相连，TLC4501放大器的输出引脚与STM32F103单片机的输入引脚相连；
[0007]Usart-GPU串口触摸液晶屏与STM32F103单片机的串口连接；
[0008]SYN6288语音合成芯片的串口通过杜邦线与STM32F103单片机的串口相连，SYN6288语音合成芯片经控制线路与扬声器相连。
[0009]本实用新型的有益效果是，本实用新型所述的智能控制设备提供了自诊断功能，能够自动对学生实验过程进行纠正，使得学生对实验的兴趣大大增强，同时还使教学质量得到有效提尚。
【附图说明】
[0010]图1为电机及电气技术实验装置智能控制设备相关模块关系图。
[0011]图2为电机及电气技术实验装置智能控制设备部件连接示意图。
[0012]其中:1-电机及电气技术实验装置，2-压力传感器，3-TLC4501放大，4-STM32F103单片机，5-SYN6288语音合成芯片，6-Usart_GPU串口触摸液晶屏，7-电脑，8-扬声器。
【具体实施方式】
[0013]以下将结合附图1-2对该实施例的技术方案进行详细描述。
[0014]如图1所示，一种电机及电气技术实验装置智能控制设备主要包含了信息传递模块、控制模块、录入模块、画面显示模块、语音播报模块。
[0015]作为该实施例的信息传递模块:它具有把学生所做实验的信息传递出电机及电气技术实验装置的功能，在电机及电气技术实验装置实验面板上具有很多颜色和半径尺寸大小各异的插孔，在这些插孔内嵌入微型压力传感器，将学生插入装置面板上插孔的位置信息通过压力传感器传输到控制模块。
[0016]作为该实施例的控制模块:它的核心部件是STM32F103单片机，是整个智能控制装置的核心部件，它能接收压力传感器的传出电信号，来对信号进行分析和反映，同时将反映后的信息传输到画面显示模块和语音播报模块。
[0017]作为该实施例的录入模块:主要是通过电脑将与实验相关的程序和图片录入到STM32F103单片机和Usart-GPU串口液晶触摸屏，在电脑7上必须安装好STM32F103单片机程序编程的软件和Usart-GPU串口液晶触摸屏换面设计和程序编程的软件，才能实现录入功能。
[0018]作为该实施例的画面显示模块:使用Usart-GPU串口液晶触摸屏，它主要由液晶屏、单片机和存储器三部分组成，其功能是以文字的形式和图画的形式显示操作步骤，在Usart-GPU串口液晶触摸屏上会显示出整个实验的详细连线方式，让学生可以更清晰的明白整个实验流程。
[0019]作为该实施例专利的语音播报模块:使用SYN6288语音合成芯片，它可以将STM32F103发送来的文字以语音的形式表达出来，通过SYN6288语音合成芯片，可以使整个实验的重点以语音的形式表达出来，并且如果出现程序规定外的操作错误，就会发出错误提示，帮助学生及时发现问题。
[0020]更具体地，该实施例中，电机及电气技术实验装置智能控制设备包括:压力传感器2，TLC4501放大器3、STM32F103单片机4，SYN6288语音合成芯片5，Usart_GPU串口触摸液晶屏6和扬声器8 ；
[0021]电机及电气技术实验装置1实验面板上的插孔内嵌入压力传感器2，将压力传感器2与TLC4501放大器3相连接，从而放大压力传感器的电压，然后将TLC4501放大器3的输出引脚与STM32F103单片机4的输入引脚相连，当学生将电线插头插入实验面板上的插孔时就会挤压压力传感器2，压力传感器2将压力信号转化为电信号，然后通过TLC4501放大器3对电信号的电压进行放大。
[0022]TLC4501放大器3的输出引脚与STM32F103单片机4的输入引脚相连，每个放大器的输出引脚与STM32F103单片机4的不同引脚相连，这就意味着STM32F1034的每个引脚代表着一个插孔，如果TLC4501放大器3的输出引脚输出高电位，就会给STM32F103单片机4的引脚输入高电位，然后STM32F103单片机4就根据程序里不同引脚的高低电位对应的程序来判断操作是否正确，如果操作错误，STM32F103单片机4就会通过串口把相应的信息传到语音播报模块和画面显示模块，STM32F103单片机4系列单片机最大的字节储存可以达到1M，完全可以满足多个实验程序的存储。
[0023]显示器采用4.5寸Usart-GPU串口触摸液晶屏6，它主要由flash存储器、STM32单片机和TFT真彩液晶屏组成，它本身具有1M的存储空间，可以存储500多张图片，完全可以满足各个实验所需的画面显示。Usart-GPU串口触摸液晶屏6可以通过USB-TTL串口线与电脑7进行连接，把在电脑7上设计好的各个实验应该显示的图画和一些相关的程序通过USB—TTL串口线烧录到Usart-GPU串口触摸液晶屏6内，然后再通过串口线将Usart-GPU的串口与STM32F103单片机4的串口进行正确的连接，使它们内部的信息数据进行互相传输，通过STM32F103单片机4的程序来控制Usart-GPU串口触摸液晶屏的画面显示，例如如果通过Usart-GPU串口触摸屏6选中某个实验，那么Usaet-GPU串口触摸屏就把信息传递给STM32F103单片机4单片机，告诉它该执行哪部分程序，然后在操作过程中如果操作错误，图面上就会出现警报信息，如果操作正确，画面上就会出现操作正确的信息。
[0024]同时为实现更好的语音功能，该实施例专利采用SYN6288语音合成芯片5，SYN6288语音合成芯片5具有可以将文字以语音的形式播报出来，将SYN6288语音合成芯片5的串口通过杜邦线与STM32F103单片机4单片机的串口相连，通过STM32F103单片机4单片机内部程序将所需要表达的文字传送到SYN6288语音合成芯片5，然后SYN6288语音合成芯片5通过扬声器8就会使这些文字以语音的形式传递给学生。使用这个语音模块，可以将整个实验的重点以语音的新形式表达出来，并且如果学生违背程序所规定的操作步骤，就会发出“操作错误”的提示，帮助学生及时发现错误。
[0025]尽管本文已示出并描述了该实用新型的某些特征，但是本领域技术人员现在将想到许多修改、代替、改变和等同。因此，应该理解，所附权利要求的意图在于覆盖落在该实施例的真正精神内的所有这样的修改和改变。
【主权项】
1.一种电机及电气技术实验装置的智能控制设备，其包括:压力传感器(2)，TLC4501放大器(3)、STM32F103单片机(4)，SYN6288语音合成芯片(5)，Usart-GPU串口触摸液晶屏(6)和扬声器(8)，其特征在于: 电机及电气技术实验装置(1)实验面板上的插孔内嵌入压力传感器(2)，将压力传感器(2)与TLC4501放大器(3)相连，TLC4501放大器(3)的输出引脚与STM32F103单片机(4)的输入引脚相连； Usart-GPU串口触摸液晶屏(6)与STM32F103单片机(4)的串口连接； SYN6288语音合成芯片(5)的串口通过杜邦线与STM32F103单片机(4)的串口相连，SYN6288语音合成芯片(5)经控制线路与扬声器(8)相连。2.根据权利要求1所述的电机及电气技术实验装置的智能控制设备，其特征在于:Usart-GPU串口触摸液晶屏(6)通过USB-TTL串口线与电脑(7)连接。
【专利摘要】本实用新型提供了一种电机及电气技术实验装置的智能控制设备，其包括：压力传感器(2)，TLC4501放大器(3)、STM32F103单片机(4)，SYN6288语音合成芯片(5)，Usart-GPU串口触摸液晶屏(6)，扬声器(8)；其特征在于：电机及电气技术实验装置(1)实验面板上的插孔内嵌入压力传感器(2)，将压力传感器(2)与TLC4501放大器(3)相连，TLC4501放大器(3)的输出引脚与STM32F103单片机(4)的输入引脚相连；该智能控制设备提供了自诊断功能，能够自动对学生实验过程进行纠正，使得学生对实验的兴趣大大增强，同时还使教学质量得到有效提高。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN205049903
【申请号】CN201520718510
【发明人】唐超, 祝诗平, 胡东, 李娇, 黄华, 李旭, 宣扬杨, 张松, 熊必凤, 谢惊宇, 李雪
【申请人】西南大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年9月17日