一种光与热实验盒

专利摘要:
本实用新型公开了一种光与热实验盒，采用以下技术方案:包括箱体、盖体、管状物、灯源以及检测系统，所述箱体上设有灯源，以灯源为圆心的圆周上设有管状物，所述管状物数量至少为两个，所述管状物内填充有彩沙，每个管状物内的彩沙颜色不同，所述箱体与盖体铰接，所述检测系统包括电源管理模块、微控制器、通信模块、温度采集模块；其中，电源管理模块与各模块相连用于提供工作所需电压；所述通信模块与微控制器相连，用于通过网络上传数据及发送配置命令；所述温度采集模块位于管状物内，所述温度模块位于管状物内，并与微控制器相连，用于将数据发送给微控制进行数据处理；技术效果好，有效的激发学生的学习兴趣。
公开号:CN214336093U
申请号:CN202120368564.6U
申请日:2021-02-08
公开日:2021-10-01
发明作者:李婷
申请人:Suqian Suzhou Foreign Language School；
IPC主号:G09B23-22

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及科教领域，具体涉及一种光与热实验盒。
[n0002] 现有的光与热实验大多是利用不同颜色的纸袋包裹着温度计，并通过观测纸袋中的温度计在太阳光的照射下温度变化从而得出物体的颜色与吸热之间的关系，但存在几下缺点：一、干扰因素多：①教材中提供的光源来自于太阳，这就导致了实验受天气影响很大，阴雨天没法实验操作；②纸袋直接接触地面会发生热传递影响数据准确性；二、学生的兴趣不高：课本实验至少用时10分钟，长时间的操作和观察学生的注意力容易发生转移而且温度升温缓慢实验数据变化不明显又进一步的影响学生的兴趣；三、实验结果呈现不明显。
[n0003] 本实用新型目的是提供一种光与热实验盒，解决现有技术中干扰因素多、结果不明显、学生兴趣不高的问题，技术效果好，有效的激发学生的学习兴趣。
[n0004] 为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[n0005] 一种光与热实验盒，包括箱体、盖体、管状物、灯源以及检测系统，所述箱体上设有灯源，以灯源为圆心的圆周上设有管状物，所述管状物数量至少为两个，所述管状物内填充有彩沙，每个管状物内的彩沙颜色不同，所述箱体与盖体铰接，所述检测系统包括电源管理模块、微控制器、通信模块、温度采集模块；其中，电源管理模块与各模块相连用于提供工作所需电压；所述通信模块与微控制器相连，用于通过网络上传数据及发送配置命令；所述温度采集模块位于管状物内，所述温度模块位于管状物内，并与微控制器相连，用于将数据发送给微控制进行数据处理。
[n0006] 优选的，所述检测系统还包括电压模块、显示模块；所述电压模块与微控制器相连，用于检测供电的电压；所述显示模块与微控制器相连，用于显示本模块的工作状态。
[n0007] 优选的，所述微控制器为STM32系列单片机。
[n0008] 优选的，所述通信模块为蓝牙模块。
[n0009] 优选的，所述箱体上设有灯座，所述灯源固定在灯座上。
[n0010] 优选的，所述箱体上设有管座，所述管状物固定在管座上。
[n0011] 优选的，所述管状物为试管。
[n0012] 优选的，所述箱体上设有进线孔。
[n0013] 优选的，所述灯源为100W的灯泡。
[n0014] 优选的，所述盖体与箱体远离的两侧分别设有磁块，实现盖体与箱体之间的密封。
[n0015] 本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：
[n0016] 一、本实用新型通过选用100W的灯泡，代替原教材中的太阳作为光源，将实验从室外搬入室内。
[n0017] 二、本实用新型通过用装有彩沙的试管代替不同颜色的纸袋，避免了热传递对数据的准确性的干扰，同时提高了材料的利用率，降低实验的成本。
[n0018] 三、本实用新型通过利用检测系统，通过终端配对连接，实验数据以折线图的形式进行同步展示，操作更为简单。
[n0019] 四、本实用新型具有独特的科技感，可以有效的激发起学生的学习兴趣，同时将原来10分钟的室外实验缩短为5分钟的室内试验，可以提高课堂的效率。
[n0020] 图1为本实用新型结构示意图；
[n0021] 图2为本实用新型控制框图；
[n0022] 图中所示：1、箱体，2、灯座，3、管座，4、管状物，5、灯源，6、进线孔， 7、盖体，8、磁体。
[n0023] 下面结合附图1-2对本实用新型作进一步描述。
[n0024] 如图1-2所示的一种光与热实验盒，包括箱体1、灯座2、管座3、管状物4、灯源5、进线孔6、盖体7、磁体8以及检测系统，所述箱体1前端面底部右侧设有进线孔6，用于电源线进线，所述箱体1上端面中心处设有灯座2，所述灯源5固定在灯座2上，所述灯源5为100W的灯泡，代替原教材中的太阳作为光源，将实验从室外搬入室内，以灯源5为圆心的圆周上等距设有四个管座3，所述管状物4 固定在管座3上，所述管状物4数量至少为两个，所述管状物4为试管，采用学校现有的试管，降低实验的成本，所述管状物4内填充有彩沙后密封，每个管状物 4内的彩沙颜色不同，通过用装有彩沙的试管代替不同颜色的纸袋，沙子的比热容为0.92kJ/(kg·℃)，纸的比热容为1.7至2.1kJ/(kg·℃)，因此彩沙的效果更明显，避免了热传递对数据的准确性的干扰，同时提高了材料了利用率，降低实验的成本，所述盖体7左侧上端部中间处与箱体1右侧上端面中间处分别设有磁块，实现盖体7与箱体1之间的密封，防止因盖体7与箱体1闭合不严，导致数据出现偏差。
[n0025] 所述检测系统包括电源管理模块、微控制器、通信模块、温度采集模块、激活模块、电压模块、显示模块；其中，电源管理模块与各模块相连用于提供工作所需电压；所述微控制器主要负责控制各部件模块和接口协调工作，本实用新型采用的微控制器为STM32系列的高性能单片机，具体型号为STM32F103C8T6, 具有体积小、性能强、速度快、外围电路丰富等特点，是本实用新型的理想之选。所述通信模块与微控制器相连，用于通过网络上传数据及发送配置命令；本实施例中，所述通信模块为蓝牙模块。所述温度采集模块位于管状物4内，所述温度采集模块为温度传感器，与微控制器相连，用于将数据发送给微控制进行数据处理；所述电压模块与微控制器相连，用于检测供电的电压；所述电压测量模块采用分压检测原理，具体原理为现有技术，不再详细赘述。所述显示模块与微控制器相连，所述显示模块为LED显示屏，用于显示本模块的工作状态；通电的时候显示绿色，用于指示本实用新型工作正常，当出现异常状态时，显示为黄色，提示需要维修。
[n0026] 使用方法：
[n0027] 将试管装填好彩沙，并将温度采集模块置于其中，盖上盖子，给装置通电，打开终端蓝牙(移动端或PC端)，扫描新设备，与蓝牙模块进行配对后进行实验，微控制器通过温度传感器实时采集温度值，温度精度0.1位，将温度值通过蓝牙模块实时上传到终端APP，并在APP上实时温度变化曲线，学生们对STM32 单边机是陌生的，因此独特的科技感又深受学生的喜爱，可以有效的激发学生的学习兴趣，同步生成折线图更为准确而且可以让学生把更多的精力集中在实验的观察上。
[n0028] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,术语“设置”、“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

权利要求:
Claims (10)
[0001] 1.一种光与热实验盒，其特征在于，包括箱体、盖体、管状物、灯源以及检测系统，所述箱体上设有灯源，以灯源为圆心的圆周上设有管状物，所述管状物数量至少为两个，所述管状物内填充有彩沙，每个管状物内的彩沙颜色不同，所述箱体与盖体铰接，所述检测系统包括电源管理模块、微控制器、通信模块、温度采集模块；其中，电源管理模块与各模块相连用于提供工作所需电压；所述通信模块与微控制器相连，用于通过网络上传数据及发送配置命令；所述温度采集模块位于管状物内，并与微控制器相连，用于将数据发送给微控制进行数据处理。
[0002] 2.根据权利要求1所述的光与热实验盒，其特征在于，所述检测系统还包括电压模块、显示模块；所述电压模块与微控制器相连，用于检测供电的电压；所述显示模块与微控制器相连，用于显示本模块的工作状态。
[0003] 3.根据权利要求1所述的光与热实验盒，其特征在于，所述微控制器为STM32系列单片机。
[0004] 4.根据权利要求1所述的光与热实验盒，其特征在于，所述通信模块为蓝牙模块。
[0005] 5.根据权利要求1所述的光与热实验盒，其特征在于，所述箱体上设有灯座，所述灯源固定在灯座上。
[0006] 6.根据权利要求1所述的光与热实验盒，其特征在于，所述箱体上设有管座，所述管状物固定在管座上。
[0007] 7.根据权利要求1所述的光与热实验盒，其特征在于，所述管状物为试管。
[0008] 8.根据权利要求1所述的光与热实验盒，其特征在于，所述箱体上设有进线孔。
[0009] 9.根据权利要求1所述的光与热实验盒，其特征在于，所述灯源为100W的灯泡。
[0010] 10.根据权利要求1所述的光与热实验盒，其特征在于，所述盖体与箱体远离的两侧分别设有磁块，实现盖体与箱体之间的密封。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202120368564.6U|CN214336093U|2021-02-08|2021-02-08|一种光与热实验盒|CN202120368564.6U| CN214336093U|2021-02-08|2021-02-08|一种光与热实验盒|