专利名称：一种电动玩具的低功耗遥控方法
技术领域：
本发明涉及一种电动玩具的遥控技术。
背景技术：
电动玩具包括电动机器人类玩具、电动汽车类玩具、电动飞行类玩具等，大多采用遥控技术来完成各种动作。由于考虑电路成本和使用方便，很多电动玩具采用碱性5号或7号电池等一次性电池来作为电源，由于玩具工作功耗较大，这些电池往往使用不长的时间便耗尽电能而报废，这些报废电池容易被随意抛弃，造成严重的环境污染。玩具报废电池的环境污染的问题已经被社会高度重视，但往往只关注对报废电池的分类回收工作，而对其根源，即对电动玩具的节电技术，却由于思维惯性而被忽视。遥控电动玩具的耗电，包括电动执行部分和遥控电路部分。其中的遥控电路部分包括遥控器和玩具控制电路，遥控器一般包括操作按键、编码电路和发射电路，玩具的控制电路一般包括接收电路、解码电路和执行电路。目前遥控方式一般采用无线电遥控或红外线遥控，其优点是没有明显的方向性，方便使用，其缺点是电路复杂，材料成本较高，而且工作功耗大。在遥控器的发射电路，无线电发射电路一般需要较高的电压和十几毫安以上的 工作电流，红外发射管单管工作电流一般也有几十毫安以上，两者都需要一百毫瓦以上的功耗。而玩具的无线接收电路或三端红外接收头的功耗也较大，一般至少十多几十毫瓦。对于一些只需要短距离遥控特别是只在室内近距离遥控的玩具，采用无线电遥控或红外遥控方式，其优点无法体现，其缺点却依然存在。而较大的工作功耗显然使电池更容易耗尽电量而报废，加重了报废电池的环境污染问题。发明内容本发明目的是公开一种具有更低工作功耗的遥控方法。本发明的方法为在遥控器发射一束带有遥控信息的、能够照射到电动玩具的、柱形或锥形的可见光束，即遥控光束，来发送遥控信息，在电动玩具上通过接收可见光束，取得其中的遥控信息，再由控制电路对玩具进行控制。所述遥控器发射的可见光束，采用发光管通电发光再经过聚光来形成；所述电动玩具对可见光束的接收，采用光敏元件来完成。所述遥控器发射的可见光束的亮度可由操作者进行随时调节。所述的发光管，采用发红光或发绿光或发蓝光的发光管；在电动玩具的光敏元件前面，加装有相应的滤光装置。本发明有违常理地采用可见光来发送遥控信息，虽然失去传统遥控方法“无方向性，方便使用”的优点，但由于在室内可见光束是操作者可见的，操作者很容易在需要发指令时将可见光束对准玩具照射，所以，可见光束可以做成聚光的横截面较小的柱形或锥形光束，具有高度方向性，使传递遥控信息所需的光能量集中在很小的面积上，而无需发射散布到所有的空间中而造成浪费。所以，该方法能够提高电能的利用效率，以更小的功耗来完成遥控，达到节电的目的，延长电池的使用寿命，减少报废电池对环境的污染。适合在室内或室外近距离遥控使用。且采用该方法，电路更为简单，大大降低材料成本。而采用红色或绿色发光管配合滤色装置的方法，能够避免环境光线对遥控的影响。
图I是本发明工作原理示意图。图2是遥控电路的工作原理方框图。图3是本发明的发射电路的电路图。图4是本发明的接收电路的电路图。
具体实施方式
下面根据附图，对本发明的实施例进行说明。图I是本发明工作原理。操作者通过按键操作在遥控器I发射一束带有遥控信息的、能够照射到电动玩具的、柱形或锥形的可见光束3，即遥控光束，来发送遥控信息，在电动玩具2上通过接收可见光束3，取得其中的遥控信息，再由控制电路对玩具进行控制。遥控器发射的可见光束，采用发光管通电发光再经过聚光来形成。聚光可以是采用凸透镜或凹反射镜来实现，形成以小角度扩散照射面积的光束，即图I中的锥形光束。(常见的手电筒发出的也是这种锥形光束)。也可配合双透镜来形成平行的柱形光束，但结构较复杂。这些属于光学领域的常用技术。聚光后可见光束的大小(即光束的横截面大小)，刚好在遥控距离下能够有效地照射到被遥控的电动玩具，所谓有效也即在肉眼观察下能看到电动玩具被光束所照射，这既保证遥控功能又最大程度降低功耗。而玩具对可见光束的接收，采用光敏元件来完成。光敏元件安装在玩具上，确保工作时能够被遥控光束所照射到。图2是现有玩具遥控电路的工作原理图，包括遥控器和玩具控制电路。图2上部分 是遥控器组成，包括操作按键、编码电路和发射电路，操作按键用于进行各种操作动作，如前进、后退、上升、下降、左转、右转等，由编码电路进行编码，形成包含操作动作的遥控信息的信号，再通过发射电路发射出去。图2下部分是玩具的控制电路的组成，包括接收电路、解码电路和执行电路，接收电路用于接收遥控器的发射信号，经过解码电路解码后得出遥控信息，再由执行电路执行控制，使玩具完成各种操作动作。本发明也采用同样的原理和组成，其特点在于本发明的发射电路和接收电路。图3中，本发明采用一只普通三极管Q配合一只发光管LED来构成发射电路，编码电路的输出通过可调电阻W连接三极管Q基极，进行放大后驱动发光管发光，发出带遥控信息的可见光遥控光束。本发明还采用可调电阻W与三极管Q配合构成一个最简单的调光电路，用于调节发光管LED的工作电流，从而调节LED的发光亮度。其作用是使操作者能够根据环境光线和遥控距离，来灵活调节发射电路发出的可见光束的亮度，当遥控距离较大时可调高可见光束的亮度，当遥控距离较小时便可调低可见光束的亮度，使得可见光束刚好能够有效照射到被遥控的电动玩具上，所述有效也即肉眼观察下能看到电动玩具刚好被可见光束所照射。调光功能使得发射电路能够以尽量小的工作电流来保证遥控功能，避免浪费电量，最大限度的降低发射电路的功耗。这对于肉眼不可见的无线电遥控或红外遥控方式来说，是无法想象和无法实现的。调光功能也可采用PWM脉宽调制的方式来实现，其实质也是调节发光管LED工作的等效电流。而本发明的接收电路采用一只光敏电阻G串联一只电阻R来构成，如图4。当光敏电阻G没光照射时，暗电阻高达I兆欧姆至10兆欧姆，输出端Vin为低电平，当光敏电阻被光照射时，光电阻为几千欧姆至十几千欧姆，输出端为高电平。当遥控光束照射到光敏电阻时，输出端便输出带有遥控信息的电信号，并送到后面的解码电路和执行电路进行解码和执行控制。对于玩具机器人或玩具汽车，光敏电阻的安装位置相对固定，采用单只光敏电阻便可以，而对于玩具直升飞机和玩具飞碟等，飞行时机身常常转动，为了保证遥控光束总能有效照射到光敏电阻，可在机身各侧都各安装有光敏电阻，再将几只光敏电阻直接并联作为一只光敏电阻接入电路。由于光敏电阻的暗电阻和光电阻相差几百倍甚至上千倍，几只光敏电阻的并联接入也能够正常工作，必要时可调整R阻值。从图3和图4看出，发射电路采用发光管LED，只需3V电压和几毫安的工作电流，只有10毫瓦左右的功耗，即使为了扩大遥控距离，采用更大工作电流或多管工作，功耗也就10至30毫瓦。而接收电路在没光照射时电流为几微安，光照射时也只有几十微安，其功耗极低可视为零功耗，所以本发明能够大大降低了发射电路和接收电路的功耗，显著延长电池的工作寿命。而从图3和图4也可看出，本发明的发射电路和接收电路也极其简单，可大大降低材料成本。虽然可见光束是带编码的，自身具有抗干扰作用，但有时过强的环境光线也能造成干扰。由于环境光线一般是白光，为了抗环境光线的干扰，遥控光束最好不采用白光，所以遥控端的发光管可采用发红光或发绿光或发蓝光的发光管；在玩具端的光敏元件前面，加装有相应的滤光装置，如红色或 绿色或蓝色的滤光镜片，大幅衰减白光的强度，起到抗干扰的作用。其中红色和绿色发光管成本低，发光效率更高，工作电流更小，是首选的方案。
权利要求
1.一种电动玩具的低功耗遥控方法，其特征在于所述方法采用可见光束来发送遥控信息。
2.根据权利要求I所述的一种电动玩具的低功耗遥控方法，其特征在于在遥控器发射一束带有遥控信息的、能够照射到电动玩具的、柱形或锥形的可见光束，来发送遥控信息；在电动玩具上通过接收遥控器发出的可见光束，取得遥控信息，再由电路对玩具进行控制。
3.根据权利要求I所述的一种电动玩具的低功耗遥控方法，其特征在于所述的可见光束，带有经过编码电路编码的遥控信息。
4.根据权利要求2所述的一种电动玩具的低功耗遥控方法，其特征在于所述遥控器发射的可见光束，采用发光管通电发光再经过聚光来形成；所述电动玩具对可见光束的接 收，采用光敏元件来完成。
5.根据权利要求I至权利要求4、权利要求6所述的一种电动玩具的低功耗遥控方法，其特征在于所述的可见光束的亮度可由操作者进行调节。
6.根据权利要求4所述的一种电动玩具的低功耗遥控方法，其特征在于所述遥控器的发光管，采用发红光或发绿光或发蓝光的发光管；在电动玩具的光敏元件前面，加装有滤光装置。
全文摘要
一种电动玩具的低功耗遥控方法，其特征在于在遥控端发射一束带有遥控信息的、能够照射到玩具的、柱形或锥形的可见光束，来传递遥控信息，在玩具上通过接收可见光束，取得其中的遥控信息，再由电路对玩具进行控制。本发明的方法能够提高电能的利用效率，以更小的功耗来完成遥控操作，达到节电的目的，延长电池的使用寿命，减少报废电池对环境的污染。
文档编号G08C23/04GK102847322SQ201210346480
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月15日 优先权日2012年9月15日
发明者徐志强 申请人:徐志强