一种电子教具的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种电子教具，包括：模型，设置在所述模型内部的图像采集装置、LED灯和调节所述LED灯亮度的调节器，与所述图像采集装置和所述调节器连接的控制器，所述图像采集装置用于采集所述模型内部的图像，所述控制器用于根据所述图像采集装置采集的图像计算所述模型内部的亮度，并且当所述模型内部的亮度低于预设的阈值时，控制所述调节器调节所述模型内部的LED灯的亮度。本发明的电子教具，通过制作模型并进行现场演示实现对闭环控制过程中各种量的变化过程的加深理解。
【专利说明】
一种电子教具
技术领域
[0001]本发明涉及图像处理和控制技术领域，尤其涉及一种电子教具。【背景技术】
[0002]在高中教学中的控制与设计中，闭环控制系统以及控制系统的干扰是一个难点。 现有的教学中，课本上采用一些案例进行描述，基本是定性的。这种描述对于高中学生的理性认识是不够的，应当用更加直观、量化的方式展现闭环控制、反馈的过程。
【发明内容】
[0003]基于上述问题，本发明提供一种电子教具，通过制作模型并进行现场演示，来实现对闭环控制过程中各种量的变化过程的加深理解。
[0004]为解决上述问题，本发明提供一种电子教具，其特征在于，包括:
[0005]模型，设置在所述模型内部的图像采集装置、LED灯和调节所述LED灯亮度的调节器，与所述图像采集装置和所述调节器连接的控制器，其中，
[0006]所述图像采集装置用于采集所述模型内部的图像，所述控制器用于根据所述图像采集装置采集的图像计算所述模型内部的亮度，并且当所述模型内部的亮度低于预设的阈值时，控制所述调节器调节所述模型内部的LED灯的亮度。
[0007]其中，所述图像采集装置为摄像机。
[0008]其中，所述控制器包括显示单元，用于显示所述图像采集装置采集的图像。
[0009]其中，所述控制器包括图像处理单元，用于获取所述图像采集装置的图像并对所述图像进行计算和分析。
[0010]其中，所述控制器为电子计算机。
[0011]其中，所述模型为房屋模型。
[0012]本发明的电子教具，利用摄像机采集房屋模型内的图像并展现在显示屏上，让学生有一种真实的感受。同时摄像机还可当作光线传感器作为反馈环节，通过图像计算获得粗略的亮度数据。计算机作为交互设备，可以输入想要的亮度，并且计算出偏差量后，通过调节器改变LED灯的亮度。这个调节过程通过数据和图像以及实物展示给学生，使学生更清晰的感受闭环控制过程中各种量的变化过程，加深理解。【附图说明】
[0013]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1示出了本发明的电子教具的结构框图。【具体实施方式】
[0015]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0016]图1示出了本发明的电子教具的结构框图。
[0017]本发明的一个实施例中，提供一种电子教具，如图1所不，该电子教具包括:
[0018]模型10,设置在模型10内部的图像采集装置20、LED灯30和调节LED灯30亮度的调节器40,与图像采集装置20和调节器40连接的控制器50.
[0019]在本实施例中，图像采集装置20用于采集模型10内部的图像，控制器50用于根据图像采集装置20采集的图像计算该模型10内部的亮度，并且当模型10内部的亮度低于预设的阈值时，控制调节器40调节模型10内部的LED灯30的亮度。
[0020]本实施例中，模型可以是房屋模型，或是其他便于观察的模型，在模型的内部设置图像采集装置，如摄像机或者照相机，来拍摄模型内部场景，然后用控制器来分析图像的亮度，从而当模型内部的亮度变化时，可以控制调节器来调节模型内部LED灯的亮度。
[0021]进一步地，控制器50包括显示单元，用于显示图像采集装置20采集的图像。[〇〇22]此外，控制器50还包括图像处理单元，用于获取图像采集装置20的图像并对该图像进行计算和分析，得到图像的亮度。
[0023]另外，本实施例的控制器可以使用电子计算机，个人PC机或是平板电脑，在此不做具体限制。
[0024]以下通过具体实施例详细描述本发明的结构。
[0025]本实施例中，模型使用房屋模型，然后在房屋模型的内部设置LED灯和摄像头，并且调节器使用微型Arduino Beetle控制器，并通过设置DC-DC转换模块和IRF540N M0S管来控制和调节LED灯，本实施例的LED等可以使用3W的LED灯珠，并且为了防止LED灯的高温对模型的影响，在LD等上设置散热片。
[0026]然后将LED灯、摄像头和调节器连接到控制器，S卩PC机上，用于进行控制和演示。
[0027]在一个实施例中，当用于演示开环控制时，在PC机上输入固定的LED灯的亮度，通过调节器调节LED灯的亮度，并且通过摄像头拍摄的图像显示在PC机的显示屏上，以直观的观察房屋模型内部的亮度。
[0028]另外，在演示过程中，可以通过输入不同的亮度值，来变换房屋内部的亮度。
[0029]在又一个实施例中，当演示闭环控制时，在上述实施例的基础上，当改变房屋模型所在环境的亮度时，房屋内部的亮度也随之改变，控制器通过接收到的改变亮度后的图像， 通过调节器调节LED灯的亮度，从而可以保证房屋模型内部的亮度值。
[0030]本发明的电子教具，利用摄像机采集房屋模型内的图像并展现在显示屏上，让学生有一种真实的感受。同时摄像机还可当作光线传感器作为反馈环节，通过图像计算获得粗略的亮度数据。计算机作为交互设备，可以输入想要的亮度，并且计算出偏差量后，通过调节器改变LED灯的亮度。这个调节过程通过数据和图像以及实物展示给学生，使学生更清晰的感受闭环控制过程中各种量的变化过程，加深理解。
[0031]以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种电子教具，其特征在于，包括:模型，设置在所述模型内部的图像采集装置、LED灯和调节所述LED灯亮度的调节器，与 所述图像采集装置和所述调节器连接的控制器，其中，所述图像采集装置用于采集所述模型内部的图像，所述控制器用于根据所述图像采集 装置采集的图像计算所述模型内部的亮度，并且当所述模型内部的亮度低于预设的阈值 时，控制所述调节器调节所述模型内部的LED灯的亮度。2.根据权利要求1所述的电子教具，其特征在于，所述图像采集装置为摄像机。3.根据权利要求1所述的电子教具，其特征在于，所述控制器包括显示单元，用于显示 所述图像采集装置采集的图像。4.根据权利要求1所述的电子教具，其特征在于，所述控制器包括图像处理单元，用于 获取所述图像采集装置的图像并对所述图像进行计算和分析。5.根据权利要求1所述的电子教具，其特征在于，所述控制器为电子计算机。6.根据权利要求1所述的电子教具，其特征在于，所述模型为房屋模型。
【文档编号】G09B25/04GK106023662SQ201610511200
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月4日
【发明人】宋美苏, 曹皓舒, 苏婉童
【申请人】宋美苏, 曹皓舒