基于偽激光器的對射式多功能開關(guān)申報書

1、序號： 編碼： 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”山東理工大學課外學術(shù)科技作品競賽作品申報書 作品名稱： 基于偽激光的對射式多功能開關(guān) 學院全稱： 電氣與電子工程學院 申報者姓名 （集體名稱）： 開拓者 作品類別： 自然科學類學術(shù)論文 哲學社會科學類社會調(diào)查報告和學術(shù)論文 科技發(fā)明制作A類科技發(fā)明制作B類 A2申報者情況（集體項目）申報者代表情況姓 名張靜斌性別男出生年月87/11/25學院全稱電氣與電子工程學院專業(yè)、年級電信4班學 歷本科學制4入學時間2008/09/05作品名稱基于偽激光器的對射式多功能開關(guān)畢業(yè)論文題目宿 舍1#214宿舍宿舍電話移動電術(shù)科研情況及獎勵情況其他作者

2、情況姓 名性別年齡學歷所在單位武 龍 男22歲本科資源與環(huán)境工程學院朱由智男21歲 本科農(nóng)業(yè)工程與食品科學學院王鐵柱男22歲本科電氣與電子工程學院付時翔男18歲本科化工工程學院郭亞會男20歲本科建筑工程學院資格認定學院學籍管理部門意見以上作者是否為2011年7月1日前正式注冊在校的全日制非成人教育、非在職的高等學校?？粕?、本科生、碩士研究生或博士研究生。是 否 （學院簽章）2010年11月16日院（部）負責人或?qū)熞庖姳咀髌肥欠駷檎n外學術(shù)科技或社會實踐活動成果是 否負責人簽名：2010年11月16日A3指導教師情況指導教師情況姓 名楊自棟性別男年齡40歲學院（單位）全稱農(nóng)業(yè)工程與食品科學學院學

3、歷博士研究領(lǐng)域農(nóng)業(yè)機械化職 務(wù)職 稱副教授固定電話辦 宅：05332788982移動電導工作描 述指導研究報告的撰寫，以及對小車性能的測試。指導教師情況姓 名性別年齡學院（單位）全稱學歷研究領(lǐng)域職務(wù)職稱固定電話辦： 宅：移動電話指導工作描 述B3申報作品情況（科技發(fā)明制作）作品全稱基于偽為激光器的對射式多功能開關(guān)作品分類（ A ）A機械與控制（包括機械、儀器儀表、自動化控 制、工程、交通、建筑等） B信息技術(shù)（包括計算機、電信、通訊、電子等） C數(shù)理（包括數(shù)學、物理、地球與空間科學等） D生命科學（包括生物、農(nóng)學、生態(tài)、藥學、醫(yī)學、健康、衛(wèi)生、食品等） E能源化工（包

4、括能源、材料、石油、化學、化 工、環(huán)保等）作品設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路，創(chuàng)新點，技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標目的： 起初是想為一個自動圖像采集裝置設(shè)計一個非接觸型開關(guān)，當有人經(jīng)過時光通路斷開，設(shè)備自動采集并儲存現(xiàn)場靜態(tài)圖像，人經(jīng)過后，開關(guān)自動復位，而且要求這個開關(guān)盡量簡單、實用、低成本。這里的非接觸型開關(guān)就是偽激光對射式多功能開關(guān)（以后簡稱開關(guān)）的雛形，后來幾經(jīng)改進終于成型。這個開關(guān)適用于自動控制、防盜報警、監(jiān)測保護等多方面。尤其是多個開關(guān)聯(lián)合使用便可組成一張激光監(jiān)測網(wǎng)，可對局部區(qū)域進行警戒，具有很高的實用價值。基本思路：開關(guān)預(yù)先形成一條光通路，當光通路因被阻擋處于斷路狀態(tài)，開關(guān)自動閉合；當斷路狀

5、態(tài)結(jié)束，開關(guān)自動復位。整個開關(guān)分為兩個部分：光源附件開關(guān)電路附件。兩部分相互獨立，中間可以形成距離可調(diào)的光通路。光源附件的作用是發(fā)出足夠照度的光線?？蛇x用的光源附件有激光器、各種LED、小電珠、自然光等。但考慮到應(yīng)用對象和簡單、實用、低成本的原則，我們選用了兩種適合的光源充當光源附件。根據(jù)開關(guān)的用途不同，我們把發(fā)光附件分成兩個類型。A型：紅外光源附件，主要部件為紅外LED（形成的光通路距離較?。?。B型：偽激光光源附件，主要部件為打點激光頭（光束擴散率極小，亮度高，形成的光通路遠大于A型。）開關(guān)電路附件部分的作用是檢測光線的通斷，從而決定開關(guān)的狀態(tài)。（電路圖詳見附件）創(chuàng)新點： 這是一個多功能開關(guān)

6、，可用于自動控制、防盜報警、監(jiān)測保護等多方面。開關(guān)采用555時基芯片處理檢測信號，同時輸出動作信號到微型電磁繼電器，從而決定開關(guān)的狀態(tài)，整個電路穩(wěn)定可靠。由于用打點激光器大大延伸了開關(guān)的監(jiān)測距離，使開關(guān)應(yīng)用范圍擴大。采用了簡單實用的光敏電阻作為光路通斷檢測傳感器。監(jiān)測保護等多方面。開關(guān)采用555時基芯片處理檢測信號，同時輸出動作信號到微型電磁繼電器，從而決定開關(guān)的狀態(tài)，整個電路穩(wěn)定可靠。由于用打點激光器大大延伸了開關(guān)的監(jiān)測距離，使開關(guān)應(yīng)用范圍擴大。采用了簡單實用的光敏電阻作為光路通斷檢測傳感器。技術(shù)關(guān)鍵： 555時基芯片外圍電路的選型、設(shè)計和布置，以及用555時基芯片驅(qū)動繼電器。光源附件的功率

7、和光通路的形成。主要技術(shù)指標：開關(guān)附件尺寸：10.3cm2.6cm1.7cm開關(guān)附件電壓：512V（DC）開關(guān)附件電流：I=9.97mA偽激光器尺寸：1cm0.5cm0.5cm（圓柱體）偽激光器電壓：3V偽激光器電流：I=14.67mA作品的科學性先進性（必須說明與現(xiàn)有技術(shù)相比、該作品是否具有突出的實質(zhì)性技術(shù)特點和顯著進步。請?zhí)峁┘夹g(shù)性分析說明和參考文獻資料）與現(xiàn)有的非接觸類開關(guān)相比，我們設(shè)計的這種開關(guān)的電路很簡單由555時基芯片、微型電磁繼電器、光敏電阻等8個基本電子元件組成。以555時基芯片為電路核心，微型電磁繼電器為開關(guān)載體，555時基芯片處理光敏電阻發(fā)出的檢測信號，驅(qū)動電磁繼電器的開啟

8、或者閉合。尤其是采用偽激光光源附件，大大擴展了開關(guān)的監(jiān)測范圍。本產(chǎn)品的多用途也是其他非接觸類開關(guān)無法比擬的。參考文獻： 陳有卿 555時基電路原理、設(shè)計與應(yīng)用 趙健 實用聲光及無線電遙控電路300例 無線電作品在何時、何地、何種機構(gòu)舉行的評審、鑒定、評比、展示等活動中獲獎及鑒定結(jié)果無作品所處階 段（A ）A實驗室階段 B中試階段 C生產(chǎn)階段D （自填）技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式無作品可展示的形 式實物、產(chǎn)品 模型 圖紙 磁盤 現(xiàn)場演示 圖片 錄像 樣品使用說明及該作品的技術(shù)特點和優(yōu)勢，提供該作品的適應(yīng)范圍及推廣前景的技術(shù)性說明及市場分析和經(jīng)濟效益預(yù)測本產(chǎn)品采用了簡單實用的電路設(shè)計，整體性能穩(wěn)定可靠而且成本低

9、廉，使用方法簡單，適用于自動控制、安全防御、防盜報警等。如圖像自動采集系統(tǒng)，當有物體經(jīng)過光通路時，光通路斷開，開關(guān)狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，與之相連的圖像采集器啟動采集并儲存圖像數(shù)據(jù)，當光通路閉合時，開關(guān)狀態(tài)再次翻轉(zhuǎn)圖像采集器關(guān)閉。也可用于電子門或者電子門迎裝置，當有人經(jīng)過時開關(guān)狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，驅(qū)動與開關(guān)相連的的裝置啟動，電子門會自動開啟，電子門迎會說“歡迎光臨”等之類的話。本品在防盜報警和自動語音提示等多方面也有不小用處，這里就不一一舉例了?？傊井a(chǎn)品應(yīng)用范圍很廣，由于采用了簡單實用的電路設(shè)計，安全可靠程度高，開關(guān)簡單易用，成本在兩元左右，完全可以取代同類產(chǎn)品。由于非接觸類開關(guān)適用范圍廣，所以我們的產(chǎn)品市場潛力極大。專利申報情況提出專利申報 申報號 申報日期 年 月 日已獲專利權(quán)批準 批準號 批準日期 年 月 日 未提出專利申請學院學術(shù)委員會意見C.當前國內(nèi)外同類課題研究水平概述 現(xiàn)行的同類別產(chǎn)品主要存在以下不足：監(jiān)控距離近價格偏高；例如某種紅外線對射感應(yīng)開，監(jiān)測最大距離只有5米，價格為五元。如果要提高監(jiān)測距離，陳本會大幅度增加。其電路組成如下：發(fā)射電路：用555電路做一個35KHZ脈沖電路（調(diào)制后發(fā)射距離較遠，不用555調(diào)制的話也可以，但是距離較近幾十厘米），負載為紅外LED（可以多并聯(lián)幾個以增加效果），總價格不超過5元錢。接收電路：一個紅外一體接收頭，由于只是做開關(guān)電路，中心頻率為