一种激光射击的垃圾分类学习装置的制作方法

1.本实用新型涉及垃圾分类学习设备技术领域，具体涉及到一种激光射击的垃圾分类学习装置。


背景技术：

2.垃圾分类是生态文明建设的重要环节和关键领域。2017年，中国国家发展改革委、住房城乡建设部共同发布了《生活垃圾分类制度实施方案》,为中国的生活垃圾分类制度的实施制定了路线图。随着垃圾分类制度和方案的不断出台，需要提升民众垃圾分类知识的掌握水平，而垃圾分类普及推广要提高学习的互动性、趣味性，使民众能够在寓教于乐中完成垃圾分类学习，对于推动垃圾分类知识普及具有重要的意义。目前的垃圾分类学习装置，大多是通过将相关知识直接呈现给人们进行阅读学习，缺乏趣味性，用户在实际运用时，并不能很快的对各种垃圾进行正确分类，进而会影响最终垃圾分类的施行。
3.综上所述，如何克服上述缺陷，是本领域技术人员急需解决的问题。


技术实现要素：

4.本方案针对上文提到的问题和需求，提出一种激光射击的垃圾分类学习装置，其由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种激光射击的垃圾分类学习装置，包括：激光射击单元、微控制器、灯光指示单元、上位机和电源供电单元；
6.所述激光射击单元包括激光射击装置和信号接收装置，用户可通过所述激光射击装置向对应的垃圾分类靶点进行射击，所述信号接收装置设置在各垃圾分类靶点上，用于接收所述激光射击装置发射的激光信号；
7.所述微控制器与所述信号接收装置相连接，所述微控制器用于根据接收的检测信号控制所述灯光指示单元进行灯光指示；
8.所述上位机与所述微控制器通过通信接口模块连接，所述上位机用于显示各种垃圾图标和垃圾分类结果；
9.所述电源供电单元用于为所述微控制器、所述灯光指示单元和所述信号接收装置提供所需电压源。
10.进一步地，所述激光射击装置包括外壳和设置在外壳内的激光发射调制电路、激光发射管和触发电路，所述激光发射调制电路根据设定的频率信号控制所述激光发射管发射调制的激光信号，所述触发电路与所述激光发射调制电路电连接，所述触发电路用于控制激光调制信号的通断。
11.更进一步地，所述激光发射调制电路包括三极管q1、电阻 r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电容c3、电容c4和ne555芯片，所述三极管q1的集电极与所述激光发射管的一端连接，所述激光发射管的另一端接电源，所述三极管q1的发射极与所述电阻 r4的一端并接后接地，所述三极管q1的基极与所述电阻r4的另一端和所述电阻r3的一端并接，所述电阻r3的
另一端与所述 ne555芯片的引脚3连接，所述电阻r1并接在所述ne555芯片的引脚7与电源之间，所述电阻r2并接在所述ne555芯片的引脚7 与所述ne555芯片的引脚6之间，所述电容c3并接在所述ne555 芯片的引脚5与地之间，所述电容c4并接在所述ne555芯片的引脚6与地之间。
12.更进一步地，所述触发电路包括触发开关s1、电容c1和电容 c2，所述触发开关s1的一端与电池的正极连接，所述触发开关s1 的另一端、所述电容c1的一端和所述电容c2的一端并接形成电源输出端口，所述电容c1的另一端和所述电容c2的另一端均接地。
13.进一步地，所述信号接收装置包括四路激光检测电路，每路激光检测电路均通过所述微控制器的i/o端口连接，所述每路激光检测电路包括激光传感器和一上拉电阻以及一滤波电容，所述激光传感器的输出端通过所述上拉电阻与所述微控制器的i/o端口连接，所述滤波电容连接在电源与地之间。
14.进一步地，所述灯光指示单元包括四路灯带驱动电路，所述四路灯带驱动电路分别设置在对应的垃圾分类靶点周围；
15.第一路灯带驱动电路包括电阻r8、电阻r10、电阻r5、三极管q2、二极管d2、发光二极管d1、保险丝f1和第一led灯串，所述三极管q2的基极通过所述电阻r8与所述微控制器的第一控制端口连接，所述电阻r10并接在所述三极管q2的基极与所述三极管q2的发射极之间，所述三极管q2的发射极接地，所述三极管 q2的集电极与所述二极管d2的正极、所述发光二极管d1的负极和所述保险丝f1的一端并接，所述电阻r5并接在所述二极管d2 的负极与所述发光二极管d1的正极之间，所述第一led灯串并接在所述二极管d2的负极与所述保险丝f1的另一端之间；
16.第二路灯带驱动电路包括电阻r17、电阻r19、电阻r12、三极管q3、二极管d5、发光二极管d4、保险丝f2和第二led灯串，所述三极管q3的基极通过所述电阻r17与所述微控制器的第二控制端口连接，所述电阻r19并接在所述三极管q3的基极与所述三极管q3的发射极之间，所述三极管q3的发射极接地，所述三极管q3的集电极与所述二极管d5的正极、所述发光二极管d4的负极和所述保险丝f2的一端并接，所述电阻r12并接在所述二极管d5的负极与所述发光二极管d4的正极之间，所述第二led灯串并接在所述二极管d5的负极与所述保险丝f2的另一端之间；
17.第三路灯带驱动电路包括电阻r22、电阻r24、电阻r20、三极管q4、二极管d7、发光二极管d6、保险丝f3和第三led灯串，所述三极管q4的基极通过所述电阻r22与所述微控制器的第三控制端口连接，所述电阻r24并接在所述三极管q4的基极与所述三极管q4的发射极之间，所述三极管q4的发射极接地，所述三极管q3的集电极与所述二极管d7的正极、所述发光二极管d6的负极和所述保险丝f3的一端并接，所述电阻r20并接在所述二极管d7的负极与所述发光二极管d6的正极之间，所述第三led灯串并接在所述二极管d7的负极与所述保险丝f3的另一端之间；
18.第四路灯带驱动电路包括电阻r28、电阻r29、电阻r26、三极管q5、二极管d10、发光二极管d9、保险丝f5和第四led灯串，所述三极管q5的基极通过所述电阻r28与所述微控制器的第四控制端口连接，所述电阻r29并接在所述三极管q5的基极与所述三极管q5的发射极之间，所述三极管q5的发射极接地，所述三极管q5的集电极与所述二极管d10的正极、所述发光二极管d9的负极和所述保险丝f5的一端并接，所述电阻r26并接在所述二极管d10的
负极与所述发光二极管d9的正极之间，所述第四led灯串并接在所述二极管d10的负极与所述保险丝f5的另一端之间。
19.进一步地，所述电源供电单元包括保险丝f4、微动开关s2、二极管d11、电容c13、电容c12、稳压芯片、电容c14、电容 c15、电阻r27和发光二极管d12，电压输入端通过所述保险丝f4 与所述微动开关s2的动触点端连接，所述微动开关s2的一静触点端与所述二极管d11的正极电连接，所述二极管d11的负极与所述稳压芯片的输入端并接，所述电容c13和所述电容c12均并接在所述稳压芯片的输入端与地之间，所述电容c14和所述电容c15均并接在所述稳压芯片的输出端与地之间，所述稳压芯片的输出端通过所述电阻r27与发光二极管d12的正极连接，所述发光二极管d12 的负极接地。
20.从上述的技术方案可以看出，本实用新型的有益效果是：
21.本实用新型通过游戏的形式引导用户进行垃圾分类学习，培养垃圾分类意识，极大地提高垃圾分类学习的趣味和兴趣，有利于垃圾分类知识的普及。
22.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，下文中将结合附图对实施本实用新型的最优实施例进行更详尽的描述，以便能容易地理解本实用新型的特征和优点。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下文将对本实用新型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，其中，附图仅仅用于展示本实用新型的一些实施例，而非将本实用新型的全部实施例限制于此。
24.图1为本实用新型一种激光射击的垃圾分类学习装置的组成结构示意图。
25.图2为本实用新型中激光发射调制电路和触发电路的电路结构示意图。
26.图3为本实用新型中四路激光检测电路的电路结构示意图。
27.图4为本实用新型中四路灯带驱动电路的电路结构示意图。
28.图5为本实用新型中电源供电单元的电路结构示意图。
29.附图标记：
30.激光发射调制电路1、触发电路2、四路激光检测电路3、四路灯带驱动电路4、通信接口模块5和电源供电单元6。
具体实施方式
31.为了使得本实用新型的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.本技术公开了一种可极大地提高垃圾分类学习的趣味和兴趣，有利于垃圾分类知识普及的激光射击的垃圾分类学习装置。
33.以下结合图1至图5示出的内容，对该装置进行说明，该装置包括：激光射击单元、微控制器、灯光指示单元、上位机和电源供电单元6；所述激光射击单元包括激光射击装置
和信号接收装置，用户可通过所述激光射击装置向对应的垃圾分类靶点进行射击，所述信号接收装置设置在各垃圾分类靶点上，用于接收所述激光射击装置发射的激光信号；所述微控制器与所述信号接收装置相连接，所述微控制器用于根据接收的检测信号控制所述灯光指示单元进行灯光指示；所述上位机与所述微控制器通过通信接口模块5连接，所述上位机用于显示各种垃圾图标和垃圾分类结果；所述电源供电单元6用于为所述微控制器、所述灯光指示单元和所述信号接收装置提供所需电压源。
34.在本实施例中，该垃圾分类学习装置采用四类垃圾分类靶点，靶点分别对应“可回收物”、“有害垃圾”、“易腐垃圾”、“其他垃圾”四个类别分类的，相应地，将四路激光接收传感器设置在对应的靶点上，当上位机屏幕出现垃圾图标，例如，“纸巾”、“果皮”和“衣物”等示意图标时，用户通过激光枪射出激光照射对应垃圾类别靶点，微控制器接收对应激光传感器的信号，并控制对应靶点的灯带动作，同时将接收到的信号通过485通信接口模块 5发送给上位机，上位机接收到信号后基于现有的垃圾分类识别系统进行自动识别判断，根据自动判断结果进行计分和分数显示。采用射击游戏的形式进行垃圾分类的学习，具有良好的互动性和趣味性，能够有效的推动垃圾分类知识的普及和推广。
35.具体地，所述激光射击装置包括外壳和设置在外壳内的激光发射调制电路1、激光发射管和触发电路2，所述激光发射调制电路1根据设定的频率信号控制所述激光发射管发射调制的激光信号，所述触发电路2与所述激光发射调制电路1电连接，所述触发电路 2用于控制激光调制信号的通断。
36.在本实施例中，选择玩具枪模型作为外壳，其外壳模型包括但不限于腕表、戒指等可手持的激光射击设备形状。
37.图2示出了一种激光发射调制电路1结构图和触发电路2结构图，根据图2示出的激光发射调制电路1结构图，所述激光发射调制电路1包括三极管q1、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电容c3、电容c4和ne555芯片，所述三极管q1的集电极与所述激光发射管的一端连接，所述激光发射管的另一端接电源，所述三极管q1的发射极与所述电阻r4的一端并接后接地，所述三极管 q1的基极与所述电阻r4的另一端和所述电阻r3的一端并接，所述电阻r3的另一端与所述ne555芯片的引脚3连接，所述电阻r1 并接在所述ne555芯片的引脚7与电源之间，所述电阻r2并接在所述ne555芯片的引脚7与所述ne555芯片的引脚6之间，所述电容c3并接在所述ne555芯片的引脚5与地之间，所述电容c4并接在所述ne555芯片的引脚6与地之间。
38.根据图2示出的触发电路2结构图，所述触发电路2包括触发开关s1、电容c1和电容c2，所述触发开关s1的一端与电池的正极连接，所述触发开关s1的另一端、所述电容c1的一端和所述电容c2的一端并接形成电源输出端口，所述电容c1的另一端和所述电容c2的另一端均接地。
39.在本实施例中，ne555芯片与电阻r1、r2和电容c4构成多谐振荡电路，输出信号的频率f＝1/(0.7*(r1+2*r2)*c4)，通过ne555 的3脚输出频率约为200khz的方波信号，然后通过三极管q1驱动激光发射管发射带调制的信号。触发开关s1为射击枪的触发开关，当s1按下，电池通过触发开关s1为电路供电，完成一次激光信号的发射。
40.如图3所示，所述信号接收装置包括四路激光检测电路3，每路激光检测电路均通过所述微控制器的i/o端口连接，所述每路激光检测电路包括激光传感器和一上拉电阻以
及一滤波电容，所述激光传感器的输出端通过所述上拉电阻与所述微控制器的i/o端口连接，所述滤波电容连接在电源与地之间。
41.在本实施例中，如图3所示，u3为微控制器，型号是 stc8g1k08s2，该微控制器有8k程序存储器，1k的数据存储器，2 个串口。接口p4、p6、p7、p9为四路激光传感器的接口，激光接收传感器采用is083，is083传感器只对调制频率是200khz左右的激光信号有动作，这样可以提高对其他光源的抗干扰能力。u2为 sp3485芯片，微控制器u3通过串口与u2通信，将信号转换为485 通信，通过接口j1与上位机进行通信。
42.如图4所示，所述灯光指示单元包括四路灯带驱动电路4，所述四路灯带驱动电路4分别设置在对应的垃圾分类靶点周围；
43.第一路灯带驱动电路包括电阻r8、电阻r10、电阻r5、三极管q2、二极管d2、发光二极管d1、保险丝f1和第一led灯串，所述三极管q2的基极通过所述电阻r8与所述微控制器的第一控制端口连接，所述电阻r10并接在所述三极管q2的基极与所述三极管q2的发射极之间，所述三极管q2的发射极接地，所述三极管 q2的集电极与所述二极管d2的正极、所述发光二极管d1的负极和所述保险丝f1的一端并接，所述电阻r5并接在所述二极管d2 的负极与所述发光二极管d1的正极之间，所述第一led灯串并接在所述二极管d2的负极与所述保险丝f1的另一端之间；
44.第二路灯带驱动电路包括电阻r17、电阻r19、电阻r12、三极管q3、二极管d5、发光二极管d4、保险丝f2和第二led灯串，所述三极管q3的基极通过所述电阻r17与所述微控制器的第二控制端口连接，所述电阻r19并接在所述三极管q3的基极与所述三极管q3的发射极之间，所述三极管q3的发射极接地，所述三极管q3的集电极与所述二极管d5的正极、所述发光二极管d4的负极和所述保险丝f2的一端并接，所述电阻r12并接在所述二极管d5的负极与所述发光二极管d4的正极之间，所述第二led灯串并接在所述二极管d5的负极与所述保险丝f2的另一端之间；
45.第三路灯带驱动电路包括电阻r22、电阻r24、电阻r20、三极管q4、二极管d7、发光二极管d6、保险丝f3和第三led灯串，所述三极管q4的基极通过所述电阻r22与所述微控制器的第三控制端口连接，所述电阻r24并接在所述三极管q4的基极与所述三极管q4的发射极之间，所述三极管q4的发射极接地，所述三极管q3的集电极与所述二极管d7的正极、所述发光二极管d6的负极和所述保险丝f3的一端并接，所述电阻r20并接在所述二极管d7的负极与所述发光二极管d6的正极之间，所述第三led灯串并接在所述二极管d7的负极与所述保险丝f3的另一端之间；
46.第四路灯带驱动电路包括电阻r28、电阻r29、电阻r26、三极管q5、二极管d10、发光二极管d9、保险丝f5和第四led灯串，所述三极管q5的基极通过所述电阻r28与所述微控制器的第四控制端口连接，所述电阻r29并接在所述三极管q5的基极与所述三极管q5的发射极之间，所述三极管q5的发射极接地，所述三极管q5的集电极与所述二极管d10的正极、所述发光二极管d9的负极和所述保险丝f5的一端并接，所述电阻r26并接在所述二极管d10的负极与所述发光二极管d9的正极之间，所述第四led灯串并接在所述二极管d10的负极与所述保险丝f5的另一端之间。
47.四路激光传感器对应四种垃圾分类类别的靶点，每个靶点上配置了不同颜色的灯带，通过灯带驱动电路控制灯带的亮灭。以图4 中灯带驱动电路为例，当微控制器u3的控制
端口输出高电平，三极管导通，接在px(x＝3,5,8,11)接口上的灯带得电亮起，反之，若微控制器端口输出低电平，三极管截止，接在px接口上的灯带熄灭。在本实施例中，包括与四个靶点分别对应的四路灯带驱动电路。
48.如图5所示，所述电源供电单元6包括保险丝f4、微动开关 s2、二极管d11、电容c13、电容c12、稳压芯片、电容c14、电容 c15、电阻r27和发光二极管d12，电压输入端通过所述保险丝f4 与所述微动开关s2的动触点端连接，所述微动开关s2的一静触点端与所述二极管d11的正极电连接，所述二极管d11的负极与所述稳压芯片的输入端并接，所述电容c13和所述电容c12均并接在所述稳压芯片的输入端与地之间，所述电容c14和所述电容c15均并接在所述稳压芯片的输出端与地之间，所述稳压芯片的输出端通过所述电阻r27与发光二极管d12的正极连接，所述发光二极管d12 的负极接地。电容c13、电容c12、电容c14、电容c15用于滤波，发光二极管d12用于电源通断指示。
49.在本实施例中，u4为7805稳压芯片，插座j2输入的12v电压，经u4转换为5v电压后为微控制器、各激光传感器和485通信接口模块5等供电。
50.应当说明的是，本实用新型所述的实施方式仅仅是实现本实用新型的优选方式，对属于本实用新型整体构思，而仅仅是显而易见的改动，均应属于本实用新型的保护范围之内。