阅读说明：本技术 一种六面显示屏骰子及其智能控制方法 (Dice with six display screens and intelligent control method thereof ) 是由 李德文 陈明杰 于 2019-11-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种六面显示屏骰子,包括骰体,骰体内设置有电路板,骰体六个面设置有液晶触摸屏,电路板上设置有电源模块、电容式点动型触摸开关模块、陀螺仪、蓝牙模块和光照传感器模块,本发明还公开了一种智能控制方法；1)首先利用人体触摸电路接收人体触摸信号,经过数据处理放大后发送至控制模块；2)控制模块从低功耗状态进入正常工作状态,通过光亮模块确定显示亮度；3)通过蓝牙模块接收6面显示配置内容；4)通过陀螺仪模块确定当前骰子正面,从而实现针对不同的环境亮度,不同的使用场景,骰子可以配置不同显示内容,并高亮或闪烁显示骰子正面的目标；本发明可以根据不同的使用场景,提高骰子的使用性乐趣。(The invention discloses a six-face display screen dice, which comprises a dice body, wherein a circuit board is arranged in the dice body, liquid crystal touch screens are arranged on six faces of the dice body, and a power supply module, a capacitive inching touch switch module, a gyroscope, a Bluetooth module and an illumination sensor module are arranged on the circuit board; 1) firstly, a human body touch circuit is used for receiving a human body touch signal, and the human body touch signal is sent to a control module after being processed and amplified by data; 2) the control module enters a normal working state from a low power consumption state, and the display brightness is determined through the brightness module; 3) receiving 6-side display configuration contents through a Bluetooth module; 4) the front of the current dice is determined through the gyroscope module, so that the dice can be configured with different display contents according to different ambient brightness and different use scenes, and the targets of the front of the dice are highlighted or twinkled; the invention can improve the usability pleasure of the dice according to different use scenes.)

一种六面显示屏骰子及其智能控制方法

技术领域

本发明属于骰子的技术领域，具体是涉及一种六面显示屏骰子和智能控制方法。

背景技术

骰子是家庭、酒吧、KTV、朋友聚会娱乐时常用的一种工具，是在大众娱乐场合随处可见的一项经久不衰的传统娱乐游戏用具。然而目前的骰子都是简单的正方体结构，其6个面分别刻有数量不同的色点，代表数字“1”到“6”，部分骰子六面刻有或印有固定文字，现有骰子的缺点是：

一、只能在有足够光线供游戏者看清色点或文字的环境下使用，使用场所受到限制，传统骰子显示的方法主要是外部光线照明法，通过外部光线如电灯、电筒、打火机、蜡烛等外部照明设备，提供适宜光照强度，以便使用者在黑暗条件下使用，但这种方法受限于外部照明条件，且使用烛火容易引发火灾；

二、骰子显示内容固定，不能随意更换骰子内容，使用场景受到限制。目前，传统骰子内容控制方法主要是固定内容控制法。这种方法的原理就是提前印制不同的文字图案，提供给客户选择。但这种方法无法克服骰子自身设计造成的文字图案内容固定的缺陷，并不能从根本上解决骰子内容可智能控制、灵活配置的问题。此外由于选定文字图案时盲目性较大，通常需要提前采购不同内容的骰子，这就导致了娱乐场所采购骰子的成本大幅上升，设备体验性变差，大大降低了利润；

三、骰子滚动后的选中面(正面朝上)不能智能高亮或闪动，与其他面不能形成有效光学显示反差；骰子内容较为单一，显示手段传统，因此骰子使用时的娱乐性较低，科技感缺乏。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种六面显示屏骰子和分类方法，该一种六面显示屏骰子可以根据不同的使用场景，通过手机蓝牙通信方式，在手机小程序或APP里灵活配置需要显示的6面文字图案；在设计时，利用人体数字触摸传感器感应到人体信号，自动根据环境光照强度，点亮六个液晶显示屏，利用陀螺仪自动检测到选中内容，经中央控制CPU处理后，高亮或闪动选中显示文字图案，大幅提高骰子的使用性乐趣。

为了达到上述目的，本发明一种六面显示屏骰子，包括骰体，所述骰体内设置有电路板，所述骰体六个面设置有与电路板连接的液晶触摸屏，所述电路板上设置有电源模块、电容式点动型触摸开关模块、陀螺仪、蓝牙模块和光照传感器模块。

进一步，所述电源模块设置为无线电源，所述电容式点动型触摸开关模块包括TTP223B触摸芯片，所述陀螺仪设置为MPU-6050模块三轴陀螺仪，所述蓝牙模块包括NRF51822蓝牙芯片，所述光照传感器模块设置为BH1750FVI传感器。

进一步，所述骰体内设置有容纳电路板的空腔，所述空腔侧壁上设置有固定电路板的支架，所述骰体顶部可拆卸连接有与空腔连通的骰盖，所述空腔上部内壁上设置有固定骰盖的卡槽，所述骰体周围四面、底面以及骰盖上表面中部设置有开孔，所述开孔底部内壁上设置有安装槽，所述液晶触摸屏安装在安装槽内，所述液晶触摸屏和电路板之间设置有用于电连接的排线。

进一步，所述骰体周围四面安装槽上端与骰盖连通，所述骰体底面和骰盖上的安装槽I与空腔连通，所述骰体底面和骰盖上靠近安装槽I设置有安装槽II，所述安装槽II内设置有用于固定液晶触摸屏的压板，所述空腔四周以及上下压板上均设置有排线安装孔。

本发明还公布了一种六面显示屏骰子智能控制方法，其步骤如下：

1)首先利用人体触摸电路接收人体触摸信号，经过数据处理放大后发送至控制模块，

2)控制模块从低功耗状态进入正常工作状态，通过光亮模块确定显示亮度；

3)通过蓝牙模块接收6面显示配置内容，

4)通过陀螺仪模块确定当前骰子正面，从而实现针对不同的环境亮度，不同的使用场景，骰子可以配置不同显示内容，并高亮或闪烁显示骰子正面的目标。

进一步，在步骤1)中，控制模块接收人体触摸电路接收人体触摸信号，根据人体触摸检测电路计算的灵敏度，其产生的感应电容计算公式为：

其中，A表示“触摸按键”面积的大小，d为触摸按键与地平面的间距，是介电常数；

感应电容与电源电路中的电容Cs是并联的，手指接触或靠近按键后，总电容的变化率为

C％＝((Cs+Cf)-Cs)/Cs＝Cf/Cs 2)

比较器连接的电阻网络为比较器提供了参考电压，参考电压接收比较器输出反馈的激励，其值在1/3Vcc和2/3Vcc之间反复变化；造成张弛振荡器的持续震荡，其震荡频率可由以下公式算出：

在手指接触或靠近触摸按键后，Csensor的值将会改变，fosc也随之变化；频率的倒数就是周期，在一个固定的时间内去计算上升沿或下降沿的数值，在某一时刻该数目有较大的变化，确定按键被触摸，其中Cs值域为0-50pF。

进一步，通过触摸检测IC的电容式点动型触摸开关模块检测人体触摸信号；常态下，模块输出低电平，模式为低功耗模式；在手指触摸相应位置时，模块会输出高电平，模式切换为快速模式；在持续12秒没有触摸时，模式又切换为低功耗模式；主控芯片检测到高电平后，进入正常工作模式；没有检测到人体触摸信号前，整体控制电路处于低功耗状态。

进一步，通过蓝牙模块与手机建立蓝牙通讯，建立通讯后，手机APP可以设定6面分别显示的文字图案，通过蓝牙协议，将内容传送到骰子中，并在骰子的6个面分别显示。

进一步，通过陀螺仪模块自动检测加速度与陀螺仪角度，当加速度静止时，根据角度计算公式，可自动推算出朝上的那个面，并通过CPU调整该面液晶亮度，呈现出高亮或闪动状态。

进一步，通过光照传感器模块，在6面液晶触摸屏未点亮时，检测环境光照亮度，利用IIC通信协议将亮度信号传送至IO接口，由CPU计算后，控制6个面的液晶显示亮度。

本发明的有益效果在于：

1、本发明一种六面显示屏骰子可以根据不同的使用场景，通过手机蓝牙通信方式，在手机小程序或APP里灵活配置需要显示的6面文字图案；在设计时，利用人体数字触摸传感器感应到人体信号，自动根据环境光照强度，点亮六个液晶显示屏，利用陀螺仪自动检测到选中内容，经中央控制CPU处理后，高亮或闪动选中显示文字图案，大幅提高骰子的使用性乐趣；

2、本发明一种六面显示屏骰子能够提供一种在光线不足，甚至完全黑暗的环境下仍能使用的骰子；

3、本发明一种六面显示屏骰子不用时，骰子控制电路处于低功耗状态，检测到人体触摸信号后，进入正常工作状态；

4、本发明一种六面显示屏骰子骰子的显示内容能通过手机蓝牙配对通信方式，在手机小程序或APP里面进行更改；

5、本发明一种六面显示屏骰子骰子能智能判定骰子滚动后的选中面正面朝上，并控制选中面高亮或闪动，与其他面形成有效光学显示反差；

6、本发明一种六面显示屏骰子能检测环境光照亮度，自动控制6个面液晶显示的亮度。

附图说明

图1为六面显示屏骰子的结构示意图；

图2为六面显示屏骰子的原理框架图；

图3为六面显示屏骰子人体触摸检测电路设计图；

图4为六面显示屏骰子基于张弛震荡器电容触摸感应检测的电路原理图；

图5为本发明六面显示屏骰子的操作流程图。

附图说明：1-骰体；2-孔；3-液晶触摸屏；4-骰盖；5-卡槽；6-支架；7-电路板；8-压板；9-排线安装孔；10-排线。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

如图1-图5所示为本发明六面显示屏骰子的结构示意图，本发明一种六面显示屏骰子，包括骰体1，所述骰体1内设置有电路板7，所述骰体1六个面设置有与电路板7连接的液晶触摸屏3，所述电路板7上设置有电源模块、电容式点动型触摸开关模块、陀螺仪、蓝牙模块和光照传感器模块。

本实施例六面显示屏骰子可以根据不同的使用场景，通过手机蓝牙通信方式，在手机小程序或APP里灵活配置需要显示的6面文字图案；在设计时，利用人体数字触摸传感器感应到人体信号，自动根据环境光照强度，点亮六个液晶显示屏，利用陀螺仪自动检测到选中内容，经中央控制CPU处理后，高亮或闪动选中显示文字图案，大幅提高骰子的使用性乐趣。

优选的实施方式，所述电源模块设置为无线电源，所述电容式点动型触摸开关模块包括TTP223B触摸芯片，所述陀螺仪设置为MPU-6050模块三轴陀螺仪，所述蓝牙模块包括NRF51822蓝牙芯片，所述光照传感器模块设置为BH1750FVI传感器。

优选的实施方式，所述骰体1内设置有容纳电路板7的空腔，所述空腔侧壁上设置有固定电路板的支架6，所述骰体1顶部可拆卸连接有与空腔连通的骰盖4，所述空腔上部内壁上设置有固定骰盖的卡槽5，所述骰体1周围四面、底面以及骰盖上表面中部设置有开孔2，所述开孔2底部内壁上设置有安装槽，所述液晶触摸屏3安装在安装槽内，所述液晶触摸屏3和电路板7之间设置有用于电连接的排线10，本实施例为了在保证骰体1强度的情况下，通过在骰体1顶部卡接有骰盖4，在骰体1四周进行开槽和开孔，将液晶触摸屏3固定在安装槽内，通过开孔2方便手触显示屏，用于启动容式点动型触摸开关模块，骰体1在投掷过程中，液晶触摸屏3固定卡接在安装槽内，不与硬物触碰，避免液晶触摸屏3碰撞和破裂。

优选的实施方式，所述骰体1周围四面安装槽上端与骰盖4连通，所述骰体1底面和骰盖4上的安装槽I与空腔连通，所述骰体1底面和骰盖4上靠近安装槽I设置有安装槽II，所述安装槽II内设置有用于固定液晶触摸屏的压板8，所述空腔四周以及上下压板8上均设置有排线安装孔9，骰体1四周液晶触摸屏3在骰盖4卡接之前进行预先安装，通过骰体1上表面与安装槽连通的缺口将液晶触摸屏3安装在安装槽内，骰盖4卡接在骰体1上时，对骰体1四周液晶触摸屏3进行限位固定，骰体1底部液晶触摸屏3通过空腔进行安装后固定，骰体1顶部液晶触摸屏3预先安装在安装槽内，然后一起卡接在骰体1，为了提高骰体1顶部和底部的强度，采用压板8对液晶触摸屏3进行限位和固定。

本发明还公布了一种六面显示屏骰子智能控制方法，其步骤如下：

1)首先利用人体触摸电路接收人体触摸信号，经过数据处理放大后发送至控制模块；

2)控制模块从低功耗状态进入正常工作状态，通过光亮模块确定显示亮度；

3)通过蓝牙模块接收6面显示配置内容；

4)通过陀螺仪模块确定当前骰子正面，从而实现针对不同的环境亮度，不同的使用场景，骰子可以配置不同显示内容，并高亮或闪烁显示骰子正面的目标。

本实施例在人体触摸骰子后，人体触摸检测电路输出高电平，CPU检测到该信号后，从低功耗状态进入正常工作状态；提取光亮检测电路传送来的亮度信号，根据预存的光亮度配置表格，设定液晶显示亮度值。

控制模块接收人体触摸电路接收人体触摸信号，根据人体触摸检测电路计算的灵敏度，其产生的感应电容计算公式为：

其中，A表示“触摸按键”面积的大小，d为触摸按键与地平面的间距，是介电常数；

感应电容与电源电路中的电容Cs是并联的，手指接触或靠近按键后，总电容的变化率为C％＝((Cs+Cf)-Cs)/Cs＝Cf/Cs (2)

比较器连接的电阻网络为比较器提供了参考电压，参考电压接收比较器输出反馈的激励，其值在1/3Vcc和2/3Vcc之间反复变化；造成张弛振荡器的持续震荡，其震荡频率可由以下公式算出：

在手指接触或靠近触摸按键后，Csensor的值将会改变，fosc也随之变化；频率的倒数就是周期，在一个固定的时间内去计算上升沿或下降沿的数值，在某一时刻该数目有较大的变化，确定按键被触摸，其中Cs值域为0-50pF；电容Cs可以用来调节灵敏度；Cs值越小,灵敏度越好。灵敏度调节必须依据PCB上的实际应用情况；Cs值域为0-50pF；

人体触摸灵敏度受到电容Cs、触摸区外介质材料、触摸区面积的影响，需要根据实验数据拟合灵敏度曲线，在确定触摸区面积、触摸区外介质材料后，综合确定Cs电容的取值。

人体触摸骰子后，人体触摸检测电路输出高电平，CPU检测到该信号后，从低功耗状态进入正常工作状态。提取光亮检测电路传送来的亮度信号，根据预存的光亮度配置表格，设定液晶显示亮度值。

蓝牙模块开始检测是否有手机APP传送过来的配置指令，如果有，则进行显示内容的配置；如果没有，则显示上次配置的内容。

CPU接收陀螺仪传来的参数，根据公式计算出陀螺仪指向角度，当指向角度为水平或垂直时，根据陀螺仪指向角度感知到当前向上的正面液晶，并控制其高亮或闪烁。

优选的实施方式，通过触摸检测IC的电容式点动型触摸开关模块检测人体触摸信号；常态下，模块输出低电平，模式为低功耗模式；在手指触摸相应位置时，模块会输出高电平，模式切换为快速模式；在持续12秒没有触摸时，模式又切换为低功耗模式；主控芯片检测到高电平后，进入正常工作模式；没有检测到人体触摸信号前，整体控制电路处于低功耗状态。

优选的实施方式，通过蓝牙模块与手机建立蓝牙通讯，建立通讯后，手机APP可以设定6面分别显示的文字图案，通过蓝牙协议，将内容传送到骰子中，并在骰子的6个面分别显示。

优选的实施方式，通过陀螺仪模块自动检测加速度与陀螺仪角度，当加速度静止时，根据角度计算公式，可自动推算出朝上的那个面，并通过CPU调整该面液晶亮度，呈现出高亮或闪动状态。

优选的实施方式，通过光照传感器模块，在6面液晶触摸屏未点亮时，检测环境光照亮度，利用IIC通信协议将亮度信号传送至IO接口，由CPU计算后，控制6个面的液晶显示亮度。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。