一种电子发声画图玩具的制作方法

本实用新型涉及玩具领域，尤其涉及一种电子发声画图玩具。

背景技术：

在现有技术中，中国实用新型专利cn2746960中公开了一种电子发声画面凸版玩具及其控制电路，利用光透膜检测凸版是否在凹槽内，不在凹槽内则发出声音。中国发明专利cn105336229a中公开了一种导电图案读取装置，通过检测导电图形的电容值来判断是否发出声音，但只能发一个音，声音不能变化。中国发明专利cn108597265a公开了一种基于幼儿教育的动画交互系统，通过语音和手势与智能动画交互，充分发挥儿童的想象力。

但现有技术缺乏对基本物理知识的体现，如导电和绝缘、电阻和电压/电流的关系、人体是导电等。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种新的电子发声画图玩具，将现有技术中所缺乏的对基本物理知识应用到玩具中，培养更多的儿童兴趣，达到寓教于乐的功能。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是如何在玩具中体现基本的物理知识点，包括什么是导电，什么是绝缘，电阻和电压/电流的关系，以及人体是导电，并将上述的物理知识点与画画进行结合。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种电子发声画图玩具，包括音频板；

所述音频板包括信号采集模块、主控芯片模块、音频功放模块和电源管理模块；

所述信号采集模块采集电阻变化信号，并将采集的所述电阻变化信号转化为模拟电压信号，输出给所述主控芯片模块；

所述主控芯片模块将接收的所述模拟电压信号转换为数字音频信号，并根据所述数字音频信号选择发出不同的声音；所述主控芯片模块将所述数字音频信号转化为模拟音频信号，输出给所述音频功放模块；

所述音频功放模块包括音频功率放大器和扬声器，将接收的所述模拟音频信号通过所述音频功率放大器进行功率放大，然后驱动所述扬声器发出声音；

所述电源管理模块为所述音频板提供电源和电压；

所述画图玩具还包括第一触点和第二触点；

所述第一触点和所述第二触点与所述信号采集模块连接；

所述画图玩具所画出的图案为导电图案；所述导电图案的一端与所述第二触点连接，通过玩家的身体分别接触所述第一触点和所述导电图案的另一端，形成封闭的导电回路；所述信号采集模块采集所述导电回路中的所述电阻变化信号。

进一步地，所述主控芯片模块包括一颗主控芯片，所述主控芯片的型号为stm32f103rct6，包括内置的adc和dac，所述adc将所述模拟电压信号转换为数字音频信号，所述dac将所述数字音频信号转化为模拟音频信号。

进一步地，所述音频功放模块使用以tda2822m为核心的功放电路。

进一步地，所述电源管理模块包括电源管理器、充电口和可充电电池。

进一步地，所述电源管理器使用由eta9640芯片承担电源管理的任务，负责完成电池充放电和电源升压功能；所述充电口为micro-usb充电口；所述可充电电池不限于锂电池或镍氢可充电电池，也可以是干电池、碱性电池。

进一步地，还包括两种发声模式和发声模式开关；所述两种发声模式分别为电噪声模式和钢琴音模式，所述发声模式开关负责所述两种发声模式的切换。

进一步地，还包括led显示灯；在所述电噪声模式下，所述led显示灯根据电噪声的强弱显示明暗的变化；在所述钢琴音模式下，所述led显示灯显示红黄蓝三种颜色或所述三种颜色的组合。

进一步地，所述第二触点和所述导电图案不限于铅笔，可以是金属和金属粉末，也可以是导电液体。

进一步地，所述画图玩具的外壳可以是卡通造型，也可以是任何其他可以安装所述音频板的造型；所述画图玩具的整体造型可以是笔形，也可以是圆台形或圆角长方体；所述画图玩具的外壳材料是绝缘体。

进一步地，所述画图玩具所画出的图案可以在普通纸上画，也可以在专用的纸或板上画。

本实用新型所提供的电子发声画图玩具，将物理知识和画画结合，培养儿童兴趣，寓教于乐，并且从动手、声、光、电等多个角度给与儿童不同的互动，非常好地激发孩子们的兴趣和好奇心。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型的一个较佳实施例的功能框图；

图2是本实用新型的一个较佳实施例的操作示意图；

图3是本实用新型的一个较佳实施例的左视图；

图4是本实用新型的一个较佳实施例的正视图；

图5是本实用新型的一个较佳实施例的右视图；

图6是本实用新型的一个较佳实施例的后视图；

图7是本实用新型的一个较佳实施例的俯视图；

图8是本实用新型的一个较佳实施例的仰视图。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本实用新型的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本实用新型可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本实用新型的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本实用新型并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

实施例一

如图1所示，为一个较佳实施例的功能框图。在该实施例中，该电子发声画图玩具包括音频板。

该音频板包括信号采集模块、主控芯片模块、音频功放模块和电源管理模块。

其中，信号采集模块采集电阻变化信号，并将采集的电阻变化信号转化为模拟电压信号，输出给主控芯片模块。可以通过信号采集模块的输出电压的变化来探测外部电阻的变化趋势。

该画图玩具还包括第一触点和第二触点。第一触点和第二触点与信号采集模块连接。

其中，画图玩具所画出的图案为导电图案；导电图案的一端与第二触点连接，通过玩家的身体分别接触第一触点和导电图案的另一端，形成封闭的导电回路，在电池的电压作用下，整个导电回路会流过电流。

信号采集模块采集导电回路中的电阻变化信号，并传递给主控芯片模块。

主控芯片模块，也称mcu控制器，将接收的模拟电压信号转换为数字音频信号，并根据数字音频信号选择发出不同的声音；主控芯片模块将数字音频信号转化为模拟音频信号，输出给音频功放模块。主控芯片模块包括一颗主控芯片，主控芯片的型号为stm32f103rct6，stm32是一块32位armcortex内核处理器。内置的adc可以将信号采集电路输出的模拟电压信号转换成数字音频信号，再根据输入信号的变化发出相应的声音，stm32内置的dac可以将pcm数字音频信号转化成模拟音频信号输出到音频功放电路，通过功率放大后驱动扬声器发出声音。

音频功放模块包括音频功率放大器和扬声器，将接收的模拟音频信号通过音频功率放大器进行功率放大，然后驱动扬声器发出声音。音频功率放大器部分使用以tda2822m为核心的功放电路，tda2822m具有电路简单，音质较好且输入电压范围宽等优点，工作于桥式放大模式的tda2822m能够输出低噪音的单声道音频信号，能够满足有声玩具的应用需求。

电源管理模块为音频板提供电源和电压，包括电源管理器、充电口和可充电电池。

电源管理器使用由eta9640芯片承担电源管理的任务，负责完成电池充放电和电源升压功能；充电口为micro-usb充电口；可充电电池可以为一只圆柱型锂离子充电电池，但不限于锂电池或镍氢可充电电池，也可以是干电池、碱性电池。

该画图玩具还包括发声模式开关2(如图2所示)，具备两种发声模式，分别为电噪声模式和钢琴音模式，发声模式开关负责两种发声模式的切换，从而使得该玩具具有对发出的声音进行模式选择的功能。普通的电噪声可直接通过mcu里面的数模和模数转换方式直接得到，钢琴音的实现方法是在mcu的flash里面存一个数据对应表，将电流值或电压值与钢琴音的各个音对应起来，当mcu检测到特定的电流值或电压值时，根据数据对应表找对对应的钢琴音，然后控制扬声器发出特定的钢琴音。

该画图玩具还包括led显示灯；在电噪声模式下，led显示灯根据电噪声的强弱显示明暗的变化；在钢琴音模式下，led显示灯显示红黄蓝三种颜色或三种颜色的组合。

实施例二

如图2所示，该电子发声画图玩具的整体造型为一只笔。其中，第二触点4是一根铅笔芯，玩家扭动电源开关1，整个玩具上电，开始运行。在本实施例中，通过旋转笔头可调整第二触点4的长度。当玩家的一只手捏住第一触点3，用第二触点4在普通纸上随意画出线条或图案，封闭或不封闭的都行，然后用不拿笔的另一只手接触所画的图案，这样就形成了一个封闭回路，扬声器会发出声音。所发出的声音会根据所连接的导电图案的形状或长度的大小发生变化，所以当手指保持接触导电图案并移动时，扬声器会发出实时变化的声音。

另外，第二触点4和导电图案不限于铅笔，可以是金属和金属粉末，也可以是导电液体。在另一个实施例中，导电图案采用金属粉末涂敷，其单位长度或单位面积的电阻可以精确控制，此时哪个音在什么位置可以精确确定，玩具即可当作乐器作曲。

画图玩具的外壳可以是卡通造型，也可以是任何其他可以安装音频板的造型；画图玩具的整体造型可以是笔形，也可以是圆台形或圆角长方体；画图玩具的外壳材料必须是绝缘体，但不限于塑料，也不限于硬质材料。

画图玩具所画出的图案可以在普通纸上画，也可以在专用的纸或板上画。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。