一种智能荧光附件控制电路

1.本实用新型涉及倒置荧光显微镜的荧光切换装置，具体的说是一种智能荧光附件控制电路。


背景技术：

2.特定波长的光线照射到某些物质时，这些物质会激发出比照射光线的波长更长波长的光的现象叫做荧光现象，其中照射的光线称为激发光，而被激发光称为荧光。荧光显微镜就是利用这样的原理，以某些波长的光作为光源对被观测物进行照射从而激发出荧光进行观测的显微镜。倒置荧光显微镜是近代发展起来的新式荧光显微镜，特点是激发光从物镜向下照射到标本表面，同一物镜既作为照明聚光器用于聚焦激发光源去激发样品产生荧光，由用于收集样本产生的荧光。倒置荧光显微镜是荧光照明系统和倒置显微镜的有机结合体，具有长工作距离的聚光镜能直接对培养皿中的被检物体进行显微观察和研究，具有明视场观察、相衬观察和荧光观察三种观察方式，主要用于细胞等活体组织的荧光、相差观察，广泛地应用于生物学、医学等领域中的组织培养、细胞离体培养、浮游生物、环境保护、食品检验、食品检测以及流质沉淀物等显微镜观察和研究。荧光显微镜的重要附件就是荧光模块，荧光模块是可以根据需要调节其所发出光的波段(蓝光波段、红光波段、绿光波段等)的。
3.但现有的普通荧光模块，主要以人工切换荧光通道为主，采用抽拉式、转盘式。包含led光源、聚光透镜组件、荧光滤光组件、荧光切换导轨等。每个led光源模块对应连接有聚光镜组及激发模块，且led光源模块、聚光镜组和激发模块与切换导轨连接，过机身连接切换导轨切换荧光通道。因此，现有的普通荧光模块，在使用过程中人员要改变观察用的荧光通道，只能通过人工方式来切换，而人工切换会出现切换不准确，及浪费大量的人力，造成工作的效率低，影响项目的进度。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种智能荧光附件控制电路，以解决倒置荧光显微镜的现有荧光模块切换荧光通道的方式存在准确性差、效率低的问题。
5.解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：
6.一种智能荧光附件控制电路，其特征在于，包括：uv通道按键模块、b通道按键模块、g通道按键模块、光强调节旋钮、主控模块、电机驱动模块、电动移动机构、led驱动模块、紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块、透镜组和用于为智能荧光附件控制电路供电的电源供给模块；
7.所述uv通道按键模块、b通道按键模块、g通道按键模块、光强调节旋钮在被按下时依次输出uv通道切换信号、b通道切换信号、g通道切换信号、led灯开关信号，所述光强调节旋钮在被旋转时输出光强调节信号；
8.所述紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块均安装在所述电动移动机构上，所述
主控模块起到信号传输通道的作用，使得：所述电机驱动模块在通过主控模块接收到uv通道切换信号、b通道切换信号、g通道切换信号时，驱动所述电动移动机构依次将紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块移动到荧光通道位置；并且，处于荧光通道位置的紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块能够通过所述透镜组对外发光；其中，所述电动移动机构可以设计成圆周移动方式，也可以设计成直线往复移动方式。
9.所述led驱动模块在通过主控模块接收到led灯开关信号时，驱动所述紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块开关灯；所述led驱动模块在通过主控模块接收到光强调节信号时，调节所述紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块的发光强度。
10.从而，使用者在智能荧光附件控制电路上电后：
11.在需要紫外光作为倒置荧光显微镜的激发光时，通过按下uv通道按键模块，使紫外光灯模块移动到荧光通道位置，再按下光强调节旋钮，使紫外光灯模块打开，以及通过旋转光强调节旋钮，将紫外光灯模块调节到合适的发光强度，即能够使智能荧光附件控制电路通过透镜组对外发出合适光强的紫外光；
12.在需要蓝光作为倒置荧光显微镜的激发光时，通过按下b通道按键模块，使蓝光灯模块移动到荧光通道位置，再按下光强调节旋钮，使蓝光灯模块打开，以及通过旋转光强调节旋钮，将蓝光灯模块调节到合适的发光强度，即能够使智能荧光附件控制电路通过透镜组对外发出合适光强的蓝光；
13.在需要绿光作为倒置荧光显微镜的激发光时，通过按下g通道按键模块，使绿光灯模块移动到荧光通道位置，再按下光强调节旋钮，使绿光灯模块打开，以及通过旋转光强调节旋钮，将绿光灯模块调节到合适的发光强度，即能够使智能荧光附件控制电路通过透镜组对外发出合适光强的绿光。
14.由此，本实用新型能够通过按动uv通道按键模块、b通道按键模块、g通道按键模块，由电机驱动模块驱动电动移动机构移动紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块，以实现一键切换紫外光、蓝光、绿光三色的荧光通道，具有荧光通道切换快速、精确、便捷、效率高的优点，并能够通过按压和旋转光强调节旋钮，方便的实现紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块的开关和发光强度调节；因此，本实用新型适用于荧光显微镜，具有成本低、适配性强的优点。
15.优选的：所述智能荧光附件控制电路安装在外壳内，所述透镜组和荧光通道位置按以下方式一或方式二设置：
16.方式一、所述智能荧光附件控制电路设有一个所述透镜组，该透镜组固定在外壳上并对外露出，所述荧光通道位置处于所述透镜组的入射光路上；
17.方式二、所述智能荧光附件控制电路对应紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块均设有一个所述透镜组，所述紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块分别与其对应的透镜组固定；所述外壳设有出射光窗口，所述荧光通道位置位于所述出射光窗口处。
18.优选的：所述电动移动机构通过滑动机构安装在所述外壳内，且所述电动移动机构与位于外壳外的手动推拉杆相连，使得手动推拉杆能够带动所述电动移动机构沿滑动机构在明场位置与暗场位置之间移动；并且，位于所述暗场位置时，所述电动移动机构能够将紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块中的一者移动到荧光通道位置，位于所述明场位置时，所述紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块均离开所述透镜组的入射光路。从而，在荧
光显微镜的使用过程中，使用者可以通过手动推拉杆快速进行明暗场切换，避免通过智能荧光附件控制电路关机实现明场切换所存在的效率低、耗时长的问题。
19.其中，本实用新型实施例一中的uv通道按键模块、b通道按键模块、g通道按键模块、光强调节旋钮、主控模块、电机驱动模块、电动移动机构、led驱动模块、紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块和透镜组，均可以采用现有的电路模块实现，下述实施例二仅为本实用新型的其中一种优选电路结构。
20.作为本实用新型的优选实施方式：所述电源供给模块采用型号为lm2576s-5.0的降压稳压器u3及其外围电路实现，所述主控模块采用型号为atmega328pb的微控制器u2及其外围电路实现，所述led驱动模块采用型号为lm3409hvmyx的led照明驱动器u4及其外围电路实现，所述电机驱动模块采用型号为tmc2208的电机驱动芯片p3及其外围电路实现。从而，本实用新型具有稳定性高、寿命长、功耗低的优点。
21.优选的：所述智能荧光附件控制电路还包括与所述主控模块连接的显示模块，以能够利用显示模块显示智能荧光附件控制电路的工作状态，能够方便使用者进行荧光通道切换和发光强度调节。
22.优选的：所述智能荧光附件控制电路还包括散热风扇，所述散热风扇通过稳压降压模块与所述主控模块连接。
23.优选的：所述智能荧光附件控制电路还包括与所述主控模块连接的usb接口模块。
24.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
25.第一，本实用新型设有uv通道按键模块、b通道按键模块、g通道按键模块、光强调节旋钮、主控模块、电机驱动模块、电动移动机构、led驱动模块、紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块、透镜组和电源供给模块，能够通过按动uv通道按键模块、b通道按键模块、g通道按键模块，由电机驱动模块驱动电动移动机构移动紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块，以实现一键切换紫外光、蓝光、绿光三色的荧光通道，具有荧光通道切换快速、精确、便捷、效率高的优点，并能够通过按压和旋转光强调节旋钮，方便的实现紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块的开关和发光强度调节；因此，本实用新型适用于荧光显微镜，具有成本低、适配性强的优点。
26.第二，本实用新型通过设置滑动机构和手动推拉杆，在荧光显微镜的使用过程中，使用者可以通过手动推拉杆快速进行明暗场切换，避免通过智能荧光附件控制电路关机实现明场切换所存在的效率低、耗时长的问题。
27.第三，本实用新型采用型号为lm2576s-5.0的降压稳压器u3组成电源供给模块，采用型号为atmega328pb的微控制器u2组成主控模块，采用型号为lm3409hvmyx的led照明驱动器u4组成led驱动模块，采用型号为tmc2208的电机驱动芯片p3组成电机驱动模块，具有稳定性高、寿命长、功耗低的优点。
附图说明
28.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：
29.图1为本实用新型的智能荧光附件控制电路的电路原理框图；
30.图2为采用本实用新型的产品的结构爆炸示意图；
31.图3为本实用新型中电源供给模块的电路原理图；
32.图4为本实用新型中主控模块和usb接口模块的电路原理图；
33.图5为本实用新型中led驱动模块的电路原理图；
34.图6为本实用新型中电机驱动模块的电路原理图；
35.图7为本实用新型中按键电路的电路原理图。
具体实施方式
36.下面结合实施例及其附图对本实用新型进行详细说明，以帮助本领域的技术人员更好的理解本实用新型的实用新型构思，但本实用新型权利要求的保护范围不限于下述实施例，对本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型之实用新型构思的前提下，没有做出创造性劳动所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
37.实施例一
38.如图1所示，本实用新型公开的是一种智能荧光附件控制电路，包括：uv通道按键模块、b通道按键模块、g通道按键模块、光强调节旋钮、主控模块、电机驱动模块、电动移动机构、led驱动模块、紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块、透镜组1和用于为智能荧光附件控制电路供电的电源供给模块；
39.所述uv通道按键模块、b通道按键模块、g通道按键模块、光强调节旋钮在被按下时依次输出uv通道切换信号、b通道切换信号、g通道切换信号、led灯开关信号，所述光强调节旋钮在被旋转时输出光强调节信号；
40.所述紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块均安装在所述电动移动机构上，所述主控模块起到信号传输通道的作用，使得：所述电机驱动模块在通过主控模块接收到uv通道切换信号、b通道切换信号、g通道切换信号时，驱动所述电动移动机构依次将紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块移动到荧光通道位置；并且，处于荧光通道位置的紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块能够通过所述透镜组1对外发光；其中，所述电动移动机构可以设计成圆周移动方式，也可以设计成直线往复移动方式。
41.所述led驱动模块在通过主控模块接收到led灯开关信号时，驱动所述紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块开关灯；所述led驱动模块在通过主控模块接收到光强调节信号时，调节所述紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块的发光强度。
42.从而，使用者在智能荧光附件控制电路上电后：
43.在需要紫外光作为倒置荧光显微镜的激发光时，通过按下uv通道按键模块，使紫外光灯模块移动到荧光通道位置，再按下光强调节旋钮，使紫外光灯模块打开，以及通过旋转光强调节旋钮，将紫外光灯模块调节到合适的发光强度，即能够使智能荧光附件控制电路通过透镜组1对外发出合适光强的紫外光；
44.在需要蓝光作为倒置荧光显微镜的激发光时，通过按下b通道按键模块，使蓝光灯模块移动到荧光通道位置，再按下光强调节旋钮，使蓝光灯模块打开，以及通过旋转光强调节旋钮，将蓝光灯模块调节到合适的发光强度，即能够使智能荧光附件控制电路通过透镜组1对外发出合适光强的蓝光；
45.在需要绿光作为倒置荧光显微镜的激发光时，通过按下g通道按键模块，使绿光灯模块移动到荧光通道位置，再按下光强调节旋钮，使绿光灯模块打开，以及通过旋转光强调节旋钮，将绿光灯模块调节到合适的发光强度，即能够使智能荧光附件控制电路通过透镜
组1对外发出合适光强的绿光。
46.由此，本实用新型能够通过按动uv通道按键模块、b通道按键模块、g通道按键模块，由电机驱动模块驱动电动移动机构移动紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块，以实现一键切换紫外光、蓝光、绿光三色的荧光通道，具有荧光通道切换快速、精确、便捷、效率高的优点，并能够通过按压和旋转光强调节旋钮，方便的实现紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块的开关和发光强度调节；因此，本实用新型适用于荧光显微镜，具有成本低、适配性强的优点。
47.以上为本实施例一的基本实施方式，可以在该基本实施方式的基础上做进一步的优化、改进和限定：
48.优选的：参见图2，所述智能荧光附件控制电路安装在外壳2内，所述透镜组1和荧光通道位置按以下方式一或方式二设置：
49.方式一、所述智能荧光附件控制电路设有一个所述透镜组1，该透镜组1固定在外壳2上并对外露出，所述荧光通道位置处于所述透镜组1的入射光路上；
50.方式二、所述智能荧光附件控制电路对应紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块均设有一个所述透镜组1，所述紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块分别与其对应的透镜组1固定；所述外壳2设有出射光窗口，所述荧光通道位置位于所述出射光窗口处。
51.优选的：参见图2，所述电动移动机构通过滑动机构安装在所述外壳2内，且所述电动移动机构与位于外壳2外的手动推拉杆3相连，使得手动推拉杆3能够带动所述电动移动机构沿滑动机构在明场位置与暗场位置之间移动；并且，位于所述暗场位置时，所述电动移动机构能够将紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块中的一者移动到荧光通道位置，位于所述明场位置时，所述紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块均离开所述透镜组1的入射光路。从而，在荧光显微镜的使用过程中，使用者可以通过手动推拉杆3快速进行明暗场切换，避免通过智能荧光附件控制电路关机实现明场切换所存在的效率低、耗时长的问题。
52.其中，本实用新型实施例一中的uv通道按键模块、b通道按键模块、g通道按键模块、光强调节旋钮、主控模块、电机驱动模块、电动移动机构、led驱动模块、紫外光灯模块、蓝光灯模块、绿光灯模块和透镜组1，均可以采用现有的电路模块实现，下述实施例二仅为本实用新型的其中一种优选电路结构。
53.实施例二
54.在上述实施例一的基础上，本实施例二还采用了以下优选的结构：
55.如图3至图7所示，所述电源供给模块采用型号为lm2576s-5.0的降压稳压器u3及其外围电路实现，所述主控模块采用型号为atmega328pb的微控制器u2及其外围电路实现，所述led驱动模块采用型号为lm3409hvmyx的led照明驱动器u4及其外围电路实现，所述电机驱动模块采用型号为tmc2208的电机驱动芯片p3及其外围电路实现。从而，本实用新型具有稳定性高、寿命长、功耗低的优点。
56.以上为本实施例二的基本实施方式，可以在该基本实施方式的基础上做进一步的优化、改进和限定：
57.优选的：所述智能荧光附件控制电路还包括与所述主控模块连接的显示模块，以能够利用显示模块显示智能荧光附件控制电路的工作状态，能够方便使用者进行荧光通道切换和发光强度调节。
58.优选的：所述智能荧光附件控制电路还包括散热风扇，所述散热风扇通过稳压降压模块与所述主控模块连接。
59.优选的：所述智能荧光附件控制电路还包括与所述主控模块连接的usb接口模块。
60.具体的：
61.参见图3，所述电源供给模块的接口j7用于连接电池，极性电容c23、极性电容c22并联后正极连接12v的电源端vcc和降压稳压器u3的vin端，负极接接地端gnd。降压稳压器u3的接地端gnd和on/off端与电路接地端gnd相连接。极性电容c26和电容c27并联后与电感l2串联后再与型号为ss34的肖特基二极管d8并联后连接降压稳压器u3的out端口和on端口。降压稳压器u3的vfb端口与极性电容c26、电容c27正极端，电感l2负端相连并与+5v输出端口连接。降压稳压器u3内含固定频率振荡器和基准稳压器，并具有完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等。开通时电感储能，关闭时电感放电、二极管续流，同时，电感另一端连到反馈脚vfb端口，降压稳压器u3会根据反馈电压调整输出，最后输出的就是直流电压，12v直流电压输入后，到直流+5v电压输出给微控制器u2和usb接口芯片u1的电源端vcc供电以及给其他部件供电。选择极性电容c23、极性电容c22作为旁路电容，防止在输入端出现大的瞬间电压，然后通过二极管d8的续流作用和lc的滤波作用，使得输出电压比较平稳。从而达到降压稳压效果。给电路提供稳定持续的电源电压。
62.参见图4，所述主控模块采用型号为atmega328pb的微控制器u2及其外围电路实现；所述usb接口模块擦用型号为atmega16u2的usb接口芯片u1及其外围电路实现，微控制器u2的pd1引脚和pd0引脚分别通过电阻r26和电阻r27连接至usb接口芯片u1的pd2引脚和pd3引脚，微控制器u2的pc6引脚接一个开关二极管1n4148与电容电阻组成的复位电路并连接usb接口芯片u1的pd7引脚。当产生复位信号时usb接口芯片u1也进入复位状态。微控制器u2的内部晶振只有8mhz，如果想要变的更快的话可以用一个晶振两个电容组成一个外部振荡电路变成16mhz的频率，因此微控制器u2的pb7引脚串联一个并联的晶振y2和电阻器r7连接至pb6引脚，该两个引脚再分别连接一个电容c2和电容c4外接至接地端gnd，从而形成振荡电路，同理usb接口芯片u1的pc0引脚和xtal1引脚也为相同振荡电路。微控制器u2的avcc是模拟电压输入引脚，因此通过lc低通滤波器连接到+5v。agnd端与接地端gnd与外部接地端相连，电源端vcc接+5v在电源与地之间接旁路电容起到滤波作用。采用2*3p排针来连接外部设备与微控制器u2，包括复位、限位、屏幕信号发送、按钮。pd5引脚、pd6引脚输出两路pwm信号，并接电阻接地保护。微控制器u2的pc0引脚接ad_in电路接电阻分压器与rc滤波电路和在和两个反向二极管d3和d4连接输入ad信号。usb接口芯片u1的uvcc端口接5v电源后，连接贴片保险丝f1与usb-b接口j6的1号引脚连接，并通过一个电阻串联led串联电阻后并联上两个并联的电容后连接pad端口，d-与d+分别串联一个电阻后连接到usb-b接口j6的2、3号引脚上，ugnd端口连接pad端口并接接地端gnd构成，pd5端口和pd4端口分别连接led灯后串联一个电阻连接到5v电源，usb-b接口j6的4号引脚接地。
63.参见图5，所述led驱动模块中，led照明驱动器u4的uvlo引脚为输入欠压锁定，从vin引脚和接地端gnd连接到电阻r37、电阻r34组成的电阻分压器，开启阈值为1.24v，关闭滞后由22μa电流源提供。vin引脚连接到电源端vcc。led照明驱动器u4的电源端vcc通过陶瓷电容器c20连接到vin引脚并与电源端vcc连接，为led照明驱动器u4提供电源。led照明驱动器u4的电源端vcc旁接极性电容c18和电容c21起到滤波作用。led照明驱动器u4的csn引
脚为负电流感测，连接到感测电阻器r40的负极侧并与p沟道mosfet控制器q9的源极相连。led照明驱动器u4的csp引脚为正电流感，连接到感测电阻器r40的正极侧以及连接到vin引脚。led照明驱动器u4的pgate引脚连接到p沟道mosfet控制器q9的栅极。p沟道mosfet控制器q9的漏极连接二极管d10与电感l4利用二极管与电感的续流滤波作用通过端口led_out1输出稳定的电流。led照明驱动器u4的coff引脚作为休息时间编程引脚，将电阻器r53从led输出电压vo、电容器c37连接到接地端gnd，以设置截止时间。led照明驱动器u4的en引脚通过pwm1_out连接到微控制器u2上的pd6引脚，用来pwm调光。将分压电阻器r38的负极与led照明驱动器u4的idaj引脚连接，加入电容c24、电容c25震荡滤波，来模拟led电流调节。接地端gnd系统接地。从热焊盘到接地端gnd平面放置4到6个通孔。端口led_out1连接到四个分支电路，每一个分支电路均包含：p沟道mosfet管q1、电阻器r8、电阻器r10和三极管q3，p沟道mosfet管q1的源极，p沟道mosfet管q1的栅极连接电阻器r8和电阻器r10，电阻器r10与三极管q3的集电极相连接，四个分支电路的三极管q3的基极分别通过端口pwm1-c、端口pwm2-c、端口pwm3-c、端口pwm4-c与微控制器u2的pb1引脚、pb0引脚、pe0引脚、pe1引脚相连接，四个分支电路的p沟道mosfet管q1的漏极分别作为端口led_out1-1、端口led_out1-2、端口led_out1-3、端口led_out1-4与螺钉式pcb接线端子直脚连接从而连接外部led灯控制荧光通道灯。
64.参见图6，所述电机驱动模块中，电机驱动芯片p3的en端由微控制器u2的pb5端口通过端口button_shut传输使能信号，微控制器u2的pd3端口连接电机驱动芯片p3的step端口进行脉冲信号传递，pd4端连接电机驱动芯片p3的dir端口进行方向信号传递。电机驱动芯片p3的1a、1b、2a、2b端口分别通过接口j16连接步进电机，对步进电机进行相性控制。电机驱动芯片p3的ms1引脚、ms2引脚、ms3引脚接+5v电压输入，reset引脚和sleep引脚接电阻r56再与+5v电压相连，vmot引脚与接地端gnd之间连接极性电容。
65.所述光强调节旋钮通过端口x_a和端口x_b连接微控制器u2的pd2引脚和pd7引脚，所述uv通道按键模块、b通道按键模块、g通道按键模块通过图7所示的按键电路连接微控制器u2，按键p1的第2引脚至第7引脚均可以连接一个按键，按键电路的a2端口、a3端口、a4端口、a5端口、a6端口、a7端口分别连接微控制器u2的pc2引脚、pc3引脚、pc4引脚、pc5引脚、pe2引脚、pe3引脚。
66.所述显示模块采用tjc1612 lcd显示屏，这种显示屏结构简单、价格低廉、稳定性高、使用方便的。
67.本实用新型不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之中。