一种电子单摆演示装置的制作方法
专利名称：一种电子单摆演示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及教学用具技术领域，具体涉及一种电子单摆演示装置。
背景技术：
在中学物理教学以及大学物理教学过程中，单摆作为一项必不可少的教学内容，共分为知识介绍和实验验证两部分，而在目前的教学过程中，通过理论计算得出相关的结果，并使用的单摆装置作为演示，但在演示过程中采用传统的测量方式，使得教学过程不够形象和直观。而当前的对于教学的各种改革，形象直观能够吸引学生的兴趣成为了一种最有效的教学目标之一。电子技术飞速发展的今天，使得将电子技术应用于单摆的演示装置中变成可能， 这将更形象直观的展示单摆运动过程的细节，更有利于学生学习、理解和掌握单摆的运动过程及现象。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供低成本、操作简单、演示效果明显的一种电子单摆演示装置。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种电子单摆演示装置，包括显示模块、按键模块，其特征在于还包括摆架、传感器模块、存储器模块和微控制器；所述的显示模块、按键模块、传感器
模块、存储器模块均与微控制器连接，所述的传感器模块设于摆架上；所述的按键模块用于采集用户输入信号并传递给微控制器；所述的传感器模块采集摆动信号并传递给微控制器，所述的微控制器接收摆动信号并控制显示模块显示。本发明的第一优选方案为所述的摆架包括支座，摆杆和底座；底座、摆杆均与支座连接。本发明的第二优选方案为所述的传感器模块包括加速度传感器和角度传感器； 摆杆的转动支点由角度传感器绝对值编码器的转动轴构成，加速度传感器安装在摆杆的底部。本发明的第三优选方案为所述的存储器模块通过IIC总线与微控制器相连接。本发明的第四优选方案为所述的微控制器包括单片机Atmegal6L。本发明的技术构思是微控制器采集传感器模块输出的信号，计算得出单摆的当前角度和加速度，并控制显示模块进行实时显示，将实时角度数据和加速度数据存入存储器模块；用户通过按键模块输入相关需求，进行相关设置。本发明的技术优势采用先进的传感器及电子技术，实时的显示单摆的加速度及角度等信息，更加形象直观的展示单摆运动过程，有利于学生学习和理解单摆运动过程。下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步描述。
图1为本实施例整体框图。图2为本实施例传感器模块与微控制器连接示意图。图3为本实施例传感器模块与摆架安装示意图。图4为本实施例存储器模块与微控制器连接示意图。
具体实施例方式参照图1，本发明以微处理器为核心，微处理器采集传感器模块输出的信号，计算得出当前单摆的摆角及加速度，并送到显示模块进行显示和将数据送入存储器模块进行实时存储，以便后续分析单摆运动过程使用；用户通过按键进行显示的翻页及误差系数的微调；传感器模块检测摆架摆杆的角度及加速度。图2为本实施例传感器模块与微控制器连接示意图，传感器模块的角度传感器输出连接到微控制器带AD转换功能的引脚PA. 0上；加速度传感器的输出连接到微控制器带AD转换功能的引脚PA. 1上。图3为本实施例传感器模块与摆架安装示意图，支架2固定在底座1上，摆杆3 安装在支架2上，摆杆3的转动支点由角度传感器绝对值编码器4的转动轴构成，加速度传感器5安装在摆杆3的底部。图4为本实施例存储器模块与微控制器连接示意图，微处理器与存储器模块 CAT24WC01采用IIC总线进行通信。
权利要求
1.一种电子单摆演示装置，包括显示模块、按键模块，其特征在于还包括摆架、传感器模块、存储器模块和微控制器；所述的显示模块、按键模块、传感器模块、存储器模块均与微控制器连接，所述的传感器模块设于摆架上；所述的按键模块用于采集用户输入信号并传递给微控制器；所述的传感器模块采集摆动信号并传递给微控制器，所述的微控制器接收摆动信号并控制显示模块显示。
2.根据权利要求1所述的一种电子单摆演示装置，其特征在于所述的摆架包括支座， 摆杆和底座；底座、摆杆均与支座连接。
3.根据权利要求2所述的一种电子单摆演示装置，其特征在于所述的传感器模块包括加速度传感器和角度传感器；摆杆的转动支点由角度传感器绝对值编码器的转动轴构成，加速度传感器安装在摆杆的底部。
4.根据权利要求1所述的一种电子单摆演示装置，其特征在于所述的存储器模块通过IIC总线与微控制器相连接。
5.根据权利要求1所述的一种电子单摆演示装置，其特征在于所述的微控制器包括单片机 Atmegal6L。
全文摘要
本发明为实现单摆的演示而设计的一种装置。其中包括摆架、传感器模块、显示模块、按键模块、存储器模块及微控制器。所述摆架用于完成单板摆动；所述传感器模块用于检测角度、加速度；所述显示模块用于显示系统状态；所述按键模块用于用户手动输入；所述存储器模块用于记录单摆运动过程中的实验数据；所述微控制器用于控制整个系统各功能模块协同工作。本发明具有简单，效果明显，成本低等特点。
文档编号G09B23/10GK102339541SQ20111028595
公开日2012年2月1日 申请日期2011年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者马捷 申请人:无锡艾德里安科技有限公司
技术领域：
本发明涉及教学用具技术领域，具体涉及一种电子单摆演示装置。
背景技术：
在中学物理教学以及大学物理教学过程中，单摆作为一项必不可少的教学内容，共分为知识介绍和实验验证两部分，而在目前的教学过程中，通过理论计算得出相关的结果，并使用的单摆装置作为演示，但在演示过程中采用传统的测量方式，使得教学过程不够形象和直观。而当前的对于教学的各种改革，形象直观能够吸引学生的兴趣成为了一种最有效的教学目标之一。电子技术飞速发展的今天，使得将电子技术应用于单摆的演示装置中变成可能， 这将更形象直观的展示单摆运动过程的细节，更有利于学生学习、理解和掌握单摆的运动过程及现象。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供低成本、操作简单、演示效果明显的一种电子单摆演示装置。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种电子单摆演示装置，包括显示模块、按键模块，其特征在于还包括摆架、传感器模块、存储器模块和微控制器；所述的显示模块、按键模块、传感器
模块、存储器模块均与微控制器连接，所述的传感器模块设于摆架上；所述的按键模块用于采集用户输入信号并传递给微控制器；所述的传感器模块采集摆动信号并传递给微控制器，所述的微控制器接收摆动信号并控制显示模块显示。本发明的第一优选方案为所述的摆架包括支座，摆杆和底座；底座、摆杆均与支座连接。本发明的第二优选方案为所述的传感器模块包括加速度传感器和角度传感器； 摆杆的转动支点由角度传感器绝对值编码器的转动轴构成，加速度传感器安装在摆杆的底部。本发明的第三优选方案为所述的存储器模块通过IIC总线与微控制器相连接。本发明的第四优选方案为所述的微控制器包括单片机Atmegal6L。本发明的技术构思是微控制器采集传感器模块输出的信号，计算得出单摆的当前角度和加速度，并控制显示模块进行实时显示，将实时角度数据和加速度数据存入存储器模块；用户通过按键模块输入相关需求，进行相关设置。本发明的技术优势采用先进的传感器及电子技术，实时的显示单摆的加速度及角度等信息，更加形象直观的展示单摆运动过程，有利于学生学习和理解单摆运动过程。下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步描述。
图1为本实施例整体框图。图2为本实施例传感器模块与微控制器连接示意图。图3为本实施例传感器模块与摆架安装示意图。图4为本实施例存储器模块与微控制器连接示意图。
具体实施例方式参照图1，本发明以微处理器为核心，微处理器采集传感器模块输出的信号，计算得出当前单摆的摆角及加速度，并送到显示模块进行显示和将数据送入存储器模块进行实时存储，以便后续分析单摆运动过程使用；用户通过按键进行显示的翻页及误差系数的微调；传感器模块检测摆架摆杆的角度及加速度。图2为本实施例传感器模块与微控制器连接示意图，传感器模块的角度传感器输出连接到微控制器带AD转换功能的引脚PA. 0上；加速度传感器的输出连接到微控制器带AD转换功能的引脚PA. 1上。图3为本实施例传感器模块与摆架安装示意图，支架2固定在底座1上，摆杆3 安装在支架2上，摆杆3的转动支点由角度传感器绝对值编码器4的转动轴构成，加速度传感器5安装在摆杆3的底部。图4为本实施例存储器模块与微控制器连接示意图，微处理器与存储器模块 CAT24WC01采用IIC总线进行通信。
权利要求
1.一种电子单摆演示装置，包括显示模块、按键模块，其特征在于还包括摆架、传感器模块、存储器模块和微控制器；所述的显示模块、按键模块、传感器模块、存储器模块均与微控制器连接，所述的传感器模块设于摆架上；所述的按键模块用于采集用户输入信号并传递给微控制器；所述的传感器模块采集摆动信号并传递给微控制器，所述的微控制器接收摆动信号并控制显示模块显示。
2.根据权利要求1所述的一种电子单摆演示装置，其特征在于所述的摆架包括支座， 摆杆和底座；底座、摆杆均与支座连接。
3.根据权利要求2所述的一种电子单摆演示装置，其特征在于所述的传感器模块包括加速度传感器和角度传感器；摆杆的转动支点由角度传感器绝对值编码器的转动轴构成，加速度传感器安装在摆杆的底部。
4.根据权利要求1所述的一种电子单摆演示装置，其特征在于所述的存储器模块通过IIC总线与微控制器相连接。
5.根据权利要求1所述的一种电子单摆演示装置，其特征在于所述的微控制器包括单片机 Atmegal6L。
全文摘要
本发明为实现单摆的演示而设计的一种装置。其中包括摆架、传感器模块、显示模块、按键模块、存储器模块及微控制器。所述摆架用于完成单板摆动；所述传感器模块用于检测角度、加速度；所述显示模块用于显示系统状态；所述按键模块用于用户手动输入；所述存储器模块用于记录单摆运动过程中的实验数据；所述微控制器用于控制整个系统各功能模块协同工作。本发明具有简单，效果明显，成本低等特点。
文档编号G09B23/10GK102339541SQ20111028595
公开日2012年2月1日 申请日期2011年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者马捷 申请人:无锡艾德里安科技有限公司
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