一种基于碳系水性导电油墨的电路及交互方法

文档序号:21479 发布日期:2021-09-21 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 一种基于碳系水性导电油墨的电路及交互方法 (Circuit based on carbon-based water-based conductive ink and interaction method ) 是由 钟瑶 钱俊 杨星凤 谷思怡 沈涂月 冯苗苗 韩雨龙 吴雅璇 胡然 袁长玲 卜耘秋 于 2021-06-25 设计创作,主要内容包括:本发明属于儿童教具技术领域,特别涉及一种基于碳系水性导电油墨的电路及交互方法,步骤为:在载体上预设涂写碳系水性导电油墨的引导线及电路板模块放置区;将电路板模块放在电路板模块放置区;用碳系水性导电油墨涂写引导线,使碳系水性导电油墨与电路板模块连成回路。本技术方案解决了碳系导电笔导电性弱无法作为导线应用于电路的问题,同时增加了使用者和产品制造商的容错率,利于推广使用。(The invention belongs to the technical field of teaching aids for children, and particularly relates to a circuit based on carbon-based water-based conductive ink and an interaction method, which comprises the following steps: presetting a guide line for painting carbon water-based conductive ink and a circuit board module placing area on a carrier; placing the circuit board module in the circuit board module placing area; the guide line is painted with the carbon-based water-based conductive ink, so that the carbon-based water-based conductive ink and the circuit board module are connected into a loop. The technical scheme solves the problem that the carbon conductive pen has weak conductivity and cannot be applied to a circuit as a lead, increases the fault tolerance of users and product manufacturers, and is favorable for popularization and use.)

一种基于碳系水性导电油墨的电路及交互方法

技术领域

本发明属于儿童教具

技术领域

,特别涉及一种基于碳系水性导电油墨的电路及交互方法。

背景技术

目前利用导电笔连接电路的方案中均采用银浆导电笔,银浆导电笔具有较好的导电性,可以用来直接连接电路,但是成本较高,进行交互电路应用的价格普通民众难以承受。

相比之下碳系水性导电笔价格低廉,普通民众都能承受。但是碳系水性导电笔为了满足书写粘度1100mPa·s左右的要求,采用的碳系水性导电油墨电阻值比银浆电阻值大的多,所以导电性比银浆导电笔低,采用碳系水性导电笔书写出来的线路无法直接按常规方案用来作为导线应用于电路,为了解决这个问题,需要设计一种基于碳系水性导电油墨的交互电路。

发明内容

为了解决上述问题,本发明提供了一种基于碳系水性导电油墨的电路及交互方法,解决了碳系导电笔导电性弱无法作为导线应用于电路的问题,同时增加了使用者和产品制造商的容错率,利于推广使用。

一种基于碳系水性导电油墨的电路交互方法,步骤为:

S1.在载体上预设涂写碳系水性导电油墨的引导线及电路板模块放置区;

S2.将电路板模块放在电路板模块放置区;

S3.用碳系水性导电油墨涂写引导线,使碳系水性导电油墨与电路板模块连成回路。

而且,引导线为非闭合线,碳系水性导电油墨涂写引导线形成由碳系水性导电油墨构成的断路电路;电路板模块至少有两个电极,两个电极分别接于断路电路的两端将断路电路连成回路。

一种基于碳系水性导电油墨的电路,包括由碳系水性导电油墨构成的断路电路,以及与断路电路连接的电路板模块,电路板模块至少包括电连接的电阻检测电路和反应电路,所述电阻检测电路仅由电连接的电源和MOS管组成,电源和MOS管分别连有一个电极,电路板模块通过两个电极分别接于断路电路的两端并将断路电路连成回路;电阻检测电路设定有阈值,反应电路的工作方式为电阻监测触发模式,当两个电极之间的电阻值低于电阻检测电路设定的阈值时反应电路被触发。

而且,所述MOS管为P型MOS管。

而且,所述反应电路至少设有发光单元和/或发声单元和/或电机。

而且,电路板模块呈盒状,两个电极位于盒状电路板模块外部,电源和反应电路位于盒状电路板模块内部。

而且,碳系水性导电油墨由碳系水性导电笔涂写而成。

而且,两个电极分别连接MOS管的栅极和电源的负极。

与现有技术相比,本技术方案的有益效果在于:1、电路板模块为独立部件,可移动可批量生产,降低生产成本,故障后容易替换;2、碳系水性导电油墨由碳系水性导电笔书写而成,最终电路能根据使用者不同写法形成多种形状的电路,具有良好的交互性;3、能在普通纸质书或卡片上预设虚线,引导使用者按照虚线采用碳系水性导电笔书写,形成电路;4、电路板模块的工作方式为电阻监测触发模式,使得无论书写的电路成什么形式、无论书写的电路电阻值多大,只要在设定的阈值内,电路板模块发出的指令都完全相同,显著降低了对使用者和产品制造商的要求、极大的增加了使用者和产品制造商的容错率;5、碳系水性导电油墨相比于现有的导电笔采用银浆材料的成本低得多,更利于推广使用;6、电阻检测电路仅由电连接的电源和MOS管组成,制作简单且成本显著降低。

附图说明

图1为电路板模块示意图;

图2为电路板模块的电路原理图;

图3为基于碳系水性导电油墨的交互电路的教学应用举例;

附图标记说明:1、电路板模块;2、电极;3、电阻检测电路;4、反应电路;5、发光单元;6、发声单元;7、电路板模块放置区;8、电机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细具体说明,本发明的内容不局限于以下实施例。

一种基于碳系水性导电油墨的电路,至少包括由碳系水性导电油墨构成的断路电路,还包括与断路电路连接的电路板模块1,电路板模块仅由电阻检测电路3和反应电路4组成,所述电阻检测电路仅由电连接的电源和MOS管组成,MOS管为P型MOS管,电源和MOS管分别连有一个电极,电路板模块通过两个电极分别接于断路电路的两端将断路电路连成回路。MOS管设定有阈值,电路板的工作方式为电阻监测触发模式,当两个电极之间的电阻值低于电阻检测电路设定的阈值时反应电路被触发。

电路板模块如图1所示呈盒状,两个电极位于盒状电路板模块外部,MOS管其他部位、电源和反应电路位于盒状电路板模块内部。

电路板模块的电路原理图如图2所示,电阻检测电路采用MOS管,虚线围成的区域为反应电路,反应电路还设有发光单元5和/或发声单元6和/或电机等具有交互功能的元件。根据不同型号MOS管的参数,当源栅电压Vsg大于一定的值,P型MOS管的沟道就会打开,MOS管将进入导通状态,开启后续电路工作状态。因此可以通过调节偏置电阻R0的阻值,设置两个电极之间的触发电阻值即阈值,当两个电极之间的电阻值低于电阻检测电路设定的阈值时即可触发反应电路发出指令。从图2中还可以看出两个电极分别连接MOS管的栅极(图中靠上的电极)与电源的负极(图中靠上的电极)。

碳系水性导电油墨由碳系水性导电笔书写而成,碳系水性导电笔为了满足书写粘度1100mPa·s左右的要求,采用的碳系水性导电油墨电阻值较大,但每厘米阻值不会大于5KΩ,以此作为设定阈值的参考,例如碳系水性导电油墨构成的断路电路长度小于20cm,电阻监测触发模块设定的阈值为100KΩ;再例如由碳系水性导电油墨构成的断路电路长度小于100cm,电阻监测触发模块设定的阈值为500KΩ。

图3为基于碳系水性导电油墨的交互电路的教学应用举例,先将电路板模块放置于电路板模块放置区7,引导使用者用碳系水性导电笔将图中虚线部分涂实,即完成由碳系水性导电油墨构成的断路电路的过程,此时两个电极分别接于断路电路的两端形成电路回路,两电极间电阻只要小于阈值就会触发反应电路的红灯闪烁,同时发出火警警报声音,实现儿童对于火警消防知识的学习。再例如应用于风车教学,电阻检测电路与前面举例完全相同,反应电路设有电机,当两个电极之间的电阻值低于电阻检测电路设定的阈值时即可触发反应电路发出指令使电机转动,电机外部可连接小纸片模拟风车转动的效果。

一种基于碳系水性导电油墨的电路交互方法,步骤为:

S1.在载体上预设涂写碳系水性导电油墨的引导线及电路板模块放置区;

S2.将电路板模块放在电路板模块放置区;

S3.用碳系水性导电油墨涂写引导线,使碳系水性导电油墨与电路板模块连成回路。

其中引导线为非闭合线,碳系水性导电油墨涂写引导线形成由碳系水性导电油墨构成的断路电路;电路板模块至少有两个电极,两个电极分别接于断路电路的两端从而将断路电路连成回路,电路板模块放置区与电路板模块两个电极接触的部位为预设的导电材料(如碳系水性导电油墨或导线)。

电路形成回路后,当两个电极之间的电阻值低于电阻检测电路设定的阈值时反应电路被触发。

与现有技术相比,本技术方案的有益效果在于:1、电路板模块为独立部件,可移动可批量生产,降低生产成本,故障后容易替换;2、碳系水性导电油墨由碳系水性导电笔书写而成,最终电路能根据使用者不同写法形成多种形状的电路,具有良好的交互性;3、能在普通纸质书或卡片上预设虚线,引导使用者按照虚线采用碳系水性导电笔书写,形成电路;4、电路板模块的工作方式为电阻监测触发模式,使得无论书写的电路成什么形式、无论书写的电路电阻值多大,只要在设定的阈值内,电路板模块发出的指令都完全相同,显著降低了对使用者和产品制造商的要求、极大的增加了使用者和产品制造商的容错率;5、碳系水性导电油墨相比于现有的导电笔采用银浆材料的成本低得多,更利于推广使用;6、电阻检测电路仅由电连接的电源和MOS管组成,制作简单且成本显著降低。

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