智能发光棒的制作方法
【专利摘要】一种智能发光棒，涉及自动控制领域。发光二极管依次经电流放大驱动器、镇流器与主控芯片连接，镇流器将主控芯片送来的电流信号延时后输送至电流放大驱动器点亮发光二极管的LED灯；方向传感器、晶振接入主控芯片；字模选择开关与字模代码暂存模块、下载线标准插座相通；电源模块分别与字模选择开关、方向传感器、晶振连接，电源模块为所有元器件提供稳定直流电；下载线标准插座分别接入主控芯片、下载线；下载线接入电脑。本发明利用人的视觉暂留原理，在一个柱形发光体左右挥动时，在不同时刻，以帧为单位，点亮预先编程指定的不同LED灯发光，在棒子挥动范围内就会呈现出一个完整图像。可方便用于演唱会或其它夜间活动营造神奇的气氛。
【专利说明】智能发光棒
【技术领域】
[0001]本发明涉及自动控制【技术领域】，具体是一种智能发光棒。
【背景技术】
[0002]发光棒的品种和样式较多，用处也较广，常见的如发光拉拉棒和用作儿童玩具的发光塑料棒。发光棒大致分为化学材料发光和电发光两大类。而现有的发光棒只是在改进发光材料和色彩效果，不具备显示动态可变的图形或文字的性能或效果，通常只是采用多行多列的LED点阵表达一个图形或文字，缺少灵活性和动感。
【发明内容】
[0003]为克服现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种智能发光棒，通过可擦写单片机对LED发光二级管的发光时序进行控制，在快速运动中利用人眼的视觉暂留而产生的错觉，使人感觉到所排列的LED灯的发光棒在挥动过的空气中留下了发光的文字或图
案的影子。
[0004]为实现上述目的，本发明的发光二极管依次经电流放大驱动器、镇流器与主控芯片连接，镇流器将主控芯片送来的电流信号延时后输送至电流放大驱动器点亮发光二极管的LED灯；方向传感器的触点接入主控芯片；晶振与两个电容并联联接后接入主控芯片；字模选择开关分别与主控芯片的字模代码暂存模块、下载线标准插座相通；电源模块分别与字模选择开关、方向传感器、晶振连接，电源模块在印刷电路板上为所有元器件提供稳定的直流电；下载线标准插座分别接入主控芯片、下载线；下载线接入电脑。
[0005]本发明从挥动成象的视觉效果角度讲，利用了视觉暂留现象实现了在空气中呈现出预先输入的文字和图象。
[0006]视觉暂留现象，就是人的眼球观察到的影象不会在很短的时间里立即消失，而是在人的大脑中暂时停留很短的一段时间，这段时间叫做人的视觉暂留时间。如果在这很短的时间内紧接着出现下一帧图象，那么两次出现时间并不一样的影象在大脑中就会被感觉到是同时出现在眼前；同样，如果在视觉暂留时间内，依次出现了很多帧影象，那么它们全部将被观察者认为是同时出现的。本发明在一个快速移动的带有发光点的物体上，按规律点亮不同位置的光源，使物体在移动范围内形成观察者能看到的连续而又完整影象。
[0007]从硬件的实现原理角度讲，将发光棒的发光二极管以按每帧的顺序，以每次I毫秒到10毫秒之间的某个单位时间为单位，在每个单位时间内完成一帧的点亮，而在下一帧的时间开始时熄灭，就象是很多光点，按照各自的轨迹快速运动，由于它们运动的速度很快，每一个观察者看到的光点所经过的轨迹都在发光。
[0008]本发明由于发光棒在空间挥动时是一段线段在空间滑动，并且划过一个扇形区域，棒子本身是扇形区域内的一根扫描线，或者说是扇形区域中的一帧带有发光点的线段条。这条扫描线每移动经过一个位置，把它看作是从前一帧的位置移动到后一帧的位置同时，前一帧图象被熄灭、而后一帧图象被点亮。运用动画的原理，同样也是运用视觉暂留原理，所看到的前一帧图象和后一帧图象连贯起来，则会形成一个完整而又连续的影象。
[0009]本发明与现有技术相比，利用人的视觉暂留原理，在一个柱形发光体左右挥动时，在不同的时刻，以帧为单位，点亮预先编程指定的不同的LED灯发光，在棒子挥动的范围内就会呈现出一个完整的图像。可方便用于演唱会或其它夜间活动营造神奇的气氛。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明电路结构框图。
[0011]图2是本发明电路图。
[0012]图3是本发明下载电路图。
【具体实施方式】
[0013]如图1、图2所示，发光二极管I依次经电流放大驱动器2、镇流器3与主控芯片9连接，通过镇流器3将主控芯片9输送至电流放大驱动器2的电流信号延时300ms左右后，送到电流放大驱动器2的电流驱动放大芯片MC1413P并点亮规格大小为1A/3V的LED灯。风向判断式方向感应器7是一个长方形薄铜片，铜片下方焊接在接线板上并引出引线，铜片上半部分的两旁有两个垫有弹性胶垫的金属触点，铜片两面的发光棒壳体是镂空的，挥动时空气能够流畅地通过，触点接入主控芯片9的AT89S52的Pl'3和Pl'4，铜片引出的引线对应接到各个LED灯的负极并且从印刷电路板的各个公共端接入电源模块6的负极，由P1'3和P1'4引脚的电流信号确定主程序中的Ieft==I和right==l以及if选择语句的执行。晶振8与两个电容并联联接后接入主控芯片9的AT89S52的XTAL I和XTAL两引脚，用于确定主程序的机器指令周期和主程序if选择语句中对挥动方向的选择，确定程序机器指令的最小单位时序周期。字模选择开关4分别与主控芯片9的字模代码暂存模块、下载线标准插座5相通，共同控制字模代码的下载数据通过，字模代码进入主控芯片9后，以数组函数的形式通过switch (k)选择函数实现对I到8组字模的任意一组进行调用，并植入主程序运行，由于字模代码是电脑或其它微机创建字模的格式文件，所以可以无限制反复更新；字模选择开关4的第1、2、3位用来选择字模数组的编号，第4位用来正在进行程序下载时，阻断电源传输来的电流，以保证下载能够顺利进行，避免在程序下载的同时有电流流过电路造成干扰。电源模块6分别与字模选择开关4、方向传感器7、晶振8连接，电源模块6在印刷电路板上为所有元器件提供稳定的直流电。下载线标准插座5分别接入主控芯片9、下载线10 ;下载线10接入电脑11。
[0014]本发明各部分功能的实现如下。
[0015]一、程序下载
程序下载通过字模选择开关4、下载线标准插座5、电源模块6实现，字模选择开关4的第1、2、3位用来选择字模数组的编号，第4位用来正在进行程序下载时，阻断电源传输来的电流，以保证下载能够顺利进行，避免在程序下载的同时有电流流过电路造成干扰。
[0016]其中，下载线的原理图如图3所示。
[0017]从下载线的内部电路原理图中看到，它有一个25针的下载线标准插头5，即通常所用的打印机接口 13。其整个电路被封装在下载线的接口内，74HC244并行传输处理芯片12负责.hex文件从电脑上传输并烧录到AT89S52的可檫除EPROM中。[0018]二、将主程序和字模程序写入AT89S52主控芯片9内
字模软件:写进AT89S52主控芯片9内的主程序是不变的，智能发光棒通过主程序提取字模代码暂存芯片中的字模点阵代码，并在接受风向判断式方向感应器7信息的同时控制整个发光棒。主程序中通过选择调用函数调用ZIM O到ZIM 7的八组字模编码。这样的设计可以使发光棒无限制地更新挥动发光的文字图案。
[0019]三、风向判断式方向感应器7与字模数据的扫描
风向判断式方向感应器7的结构，就是在两个触点之间，夹放着一个薄铜片，由通风口吹进来的风可以推动薄铜片与其中一个触点接触，这样就可以判断出棒子的挥动方向。棒子挥动到最右端或者最左时，薄铜片会在两个触点之间发生抖动，这样就无法得到Ieft==I或者right==l的稳定信号。当薄铜片不再抖动时，棒子已经加速开始向一个方向挥动了。从这个时候开始，再加上一个很短的时间，就可以保证棒子是在匀速挥动。
[0020]四、LED灯的发光
AT89S52主控芯片9具有一定的内部时钟频率，装备有计时器以实现延时，能够自动或者手动复位。AT89S52主控芯片9内部集成了输入、输出接口，用来进行各路电信号的输、入输出，其中有两个引脚是用来接收风向判断式方向感应器7传来的方向信息的，其它脚则是送到与发光二级管I的LED灯相连的1413电流放大驱动器2内，负责对LED灯的亮、灭进行控制。AT89S52主控芯片9的内部还有可重复檫除的EPROM和整套的指令控制、调用、执行的片内微型控制器。每个电流放大驱动器2的内部分别都封装了八个电流驱动模块，本发明选择其中的27个作为驱动27盏LED白色灯管的驱动器，剩下的被空接。
[0021]五、夕卜壳
本发明的整个电路结构焊接在条形电路板上，以便于封装成型为棒形，便于挥动。28盏LED灯的位置位于整个棒子的上半部分，这样棒子挥动时显象区域的半径就会更大，字幕上大下小的情况就可以得到有效的改善。
[0022]从外壳上能看到28顆LED灯的点亮，可按动开关选择ZM O到ZM 7的任意一种字模，下载线10的一端与发光棒的下载线标准插座5连接，下载线10的的另一端插入电脑11打印机接口下载新的字模。
【权利要求】
1.一种智能发光棒，其特征在于:发光二极管(I)依次经电流放大驱动器(2)、镇流器(3)与主控芯片(9)连接，镇流器(3)将主控芯片(9)送来的电流信号延时后输送至电流放大驱动器(2)点亮发光二极管(I)的LED灯；方向传感器(7)的触点接入主控芯片(9);晶振(8)与两个电容并联联接后接入主控芯片(9);字模选择开关(4)分别与主控芯片(9)的字模代码暂存模块、下载线标准插座(5 )相通；电源模块(6 )分别与字模选择开关(4 )、方向传感器(7)、晶振(8)连接，电源模块(6)在印刷电路板上为所有元器件提供稳定的直流电；下载线标准插座(5 ) 分别接入主控芯片(9 )、下载线(10 );下载线(10 )接入电脑(11)。
【文档编号】H05B37/02GK103906291SQ201210578604
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2012年12月28日
【发明者】李劭毅 申请人:湖北省电力公司谷城县供电公司, 湖北省电力公司襄阳供电公司, 国家电网公司