專利名稱：基于溫度控制的盲文顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種盲文 顯示裝置，尤其涉及一種基于溫度控制的盲文顯示裝置。
背景技術(shù)：
視力嚴(yán)重受損或者致盲的人群由于身體機能上的缺陷，在閱讀互聯(lián)網(wǎng)或者其他電子信息時顯得相當(dāng)?shù)牟环奖?，亟需社會為他們提供簡單實用的盲文電子閱讀器。現(xiàn)有常用的盲文閱讀器都是基于盲文觸點的平凸變化來設(shè)計的，這種設(shè)計往往機械裝置復(fù)雜且對材料形變強度要求較高，制造成本居高不下。傳統(tǒng)地，盲文顯示屏采用機械控制方式，如在專利號為CN200510105242. 8的專利中采用壓電片的方式控制顯示盲文，這種方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝繁瑣，制作困難。隨著材料科技的進(jìn)步，采用特殊材料可以在沒有復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)的條件下實現(xiàn)盲文觸點的平凸變化。諸如在專利號為CN03256935. I的專利中采用單程記憶合金絲來控制盲文觸點變化，專利號為CN200810047306的專利改進(jìn)了材料采用雙程記憶合金薄片控制盲文觸點變化。然而，合金材料存在形狀狀態(tài)變化慢且機械強度較弱的缺點，這嚴(yán)重影響了盲文顯示屏的變頻率和耐用性能。此外，由于合金材料價格較高，使得盲文顯示屏的制造成本較高且不便于推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，特別創(chuàng)新地提出了一種基于溫度控制的盲文顯示裝置，半導(dǎo)體制冷片和溫顯單元共同作用實現(xiàn)了基于溫度控制的盲文顯示，結(jié)構(gòu)簡單且制造成本低。為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種基于溫度控制的盲文顯示裝置，包括微處理器和盲文顯示屏，該微處理器用于接收文字信息，并將該文字信息轉(zhuǎn)換成盲文觸點，通過該盲文顯示屏顯示，其特征在于還包括PWM發(fā)生器且該盲文顯示屏包括溫顯陣列層(I)和半導(dǎo)體制冷片層(2)，該溫顯陣列層(I)由多個間隔設(shè)置的溫顯單元(5)組成且該半導(dǎo)體制冷片層(2)由多個間隔設(shè)置的半導(dǎo)體制冷片(8)組成，每一溫顯單元(5)的下表面均設(shè)置有一個半導(dǎo)體制冷片(8)且與對應(yīng)半導(dǎo)體制冷片(8)的冷端連接；
該微處理器用于根據(jù)該盲文觸點確定各半導(dǎo)體制冷片冷端的設(shè)定溫度，該PWM發(fā)生器根據(jù)該設(shè)定溫度生成多組PWM脈沖并分別加載在各半導(dǎo)體制冷片的冷端和熱端，通過控制加載在各半導(dǎo)體制冷片兩端的PWM脈沖的方向和占空比來改變對應(yīng)溫顯單元的冷熱顯示，其中溫顯單元為冷極時表示盲文觸點的平點，溫顯單元為熱極時表示盲文觸點的凸點。本發(fā)明通過控制加載在半導(dǎo)體制冷片層兩端的PWM脈沖方向及占空比來改變溫顯單元的冷熱顯示，并且在溫顯單元為冷極時表示盲文觸點的平點，溫顯單元為熱極時表示盲文觸點的凸點，實現(xiàn)了基于溫度控制的盲文顯示，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單且制造成本低。該基于溫度控制的盲文顯示裝置還包括溫度傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和PID調(diào)節(jié)器，其中該溫度傳感器用于采集半導(dǎo)體制冷片冷端的當(dāng)前溫度并發(fā)送給該模數(shù)轉(zhuǎn)換器；該模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將半導(dǎo)體制冷片冷端的當(dāng)前溫度轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號形式并發(fā)送給該微處理器；
該微處理器用于計算半導(dǎo)體制冷片冷端的當(dāng)前溫度與其設(shè)定溫度之間的溫度偏差并發(fā)送給該PID調(diào)節(jié)器；
該PID調(diào)節(jié)器用于根據(jù)該溫度偏差獲得調(diào)節(jié)參數(shù)并發(fā)送給PWM發(fā)生器；
該PWM發(fā)生器用于根據(jù)該調(diào)節(jié)參數(shù)生成多組PWM脈沖并分別加載在各半導(dǎo)體制冷片的冷端和熱端。本發(fā)明在溫顯單元的冷熱顯示過程中考慮了半導(dǎo)體制冷片冷端的當(dāng)前溫度，使得溫顯單元的冷熱顯示更加精確、穩(wěn)定且轉(zhuǎn)換效率較高。 每一半導(dǎo)體制冷片(8)的熱端均設(shè)置有散熱翅(4)，提高了散熱效率。該溫顯陣列層(I)的溫顯單元(5)之間設(shè)置有隔熱柵(7)，可以防止溫顯單元之間熱量的轉(zhuǎn)移，使得溫顯單元的冷熱顯示更加明顯。該基于溫度控制的盲文顯示裝置還包括設(shè)置于半導(dǎo)體制冷片層下側(cè)的控制基板
(3)，該微處理器、溫度傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和PID調(diào)節(jié)器及其布線均集成在該控制基板(3)上，且各半導(dǎo)體制冷片(8)熱端的散熱翅(4)從該控制基板(3)穿出。控制基板起到了支撐的作用，并且各半導(dǎo)體制冷片熱端的散熱翅從該控制基板穿出進(jìn)一步提高了散熱效率。該溫顯陣列層(I)由18*3個溫顯單元(5)組成，且每2*3個溫顯單元(5)構(gòu)成一個方塊，滿足了目前廣大使用者的操作習(xí)慣，便于產(chǎn)品的推廣。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是
1、本發(fā)明通過控制加載在半導(dǎo)體制冷片層兩端的PWM脈沖電壓方向及占空比來改變溫顯單元的冷熱顯示，并且在溫顯單元為冷極時表示盲文觸點的平點，溫顯單元為熱極時表示盲文觸點的凸點，由此實現(xiàn)了基于溫度控制的盲文顯示，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單且制造成本低；此外，在溫顯單元的冷熱顯示過程中考慮了半導(dǎo)體制冷片冷端的當(dāng)前溫度，使得溫顯單元的冷熱顯示更加精確、穩(wěn)定且轉(zhuǎn)換效率較高；
2、每一半導(dǎo)體制冷片的熱端均設(shè)置有散熱翅，提高了散熱效率；
3、該溫顯陣列層的溫顯單元之間設(shè)置有隔熱柵，可以防止溫顯單元之間熱量的轉(zhuǎn)移，使得溫顯單元的冷熱顯示更加明顯；
4、采用控制基板起到了支撐的作用，并且各半導(dǎo)體制冷片熱端的散熱翅從該控制基板穿出進(jìn)一步提高了散熱效率；
5、該溫顯陣列層由18*3個溫顯單元組成，且每2*3個溫顯單元構(gòu)成一個方塊，滿足了目前廣大使用者的操作習(xí)慣，便于產(chǎn)品的推廣。


圖I是本發(fā)明盲文顯示屏的立體結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明中盲文顯示屏的側(cè)視 圖3是本發(fā)明中盲文顯示屏的俯視 圖4是本發(fā)明中控制基板的電路原理 圖5是本發(fā)明中盲文顯示屏的第一效果 圖6是本發(fā)明中盲文顯示屏的第二效果圖。圖中1.溫顯陣列層，2.半導(dǎo)體制冷片層，3.控制基板，4.散熱翅，5.溫顯單元，6.盲文顯示方塊，7.隔熱柵，8.半導(dǎo)體制冷片。
具體實施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術(shù)語“安裝”、 “相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。該基于溫度控制的盲文顯示裝置由盲文顯示屏和控制基板3組成，如圖I 2所示，該盲文顯示屏包括溫顯陣列層I、半導(dǎo)體制冷片層2和散熱翅4組成，該溫顯陣列層I由多個間隔設(shè)置的溫顯單元5組成且該半導(dǎo)體制冷片層2由多個間隔設(shè)置的半導(dǎo)體制冷片8組成，每一溫顯單元5的下表面均設(shè)置有一個半導(dǎo)體制冷片8且與對應(yīng)半導(dǎo)體制冷片8的冷端連接。每一半導(dǎo)體制冷片8的熱端均設(shè)置有散熱翅4，提高了散熱效率。此外，該控制基板3上集成有該微處理器、PWM發(fā)生器、溫度傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、PID調(diào)節(jié)器及其布線，且該控制基板3設(shè)置于半導(dǎo)體制冷片層2下側(cè)，各半導(dǎo)體制冷片8熱端的散熱翅4從該基板3內(nèi)穿出，進(jìn)一步提聞了散熱效率。如圖3所示，該溫顯陣列層I的溫顯單元5之間設(shè)置有隔熱柵7，防止溫顯單元之間熱量的轉(zhuǎn)移，使得溫顯單元的冷熱顯示更加明顯。如圖4所示，微處理器接收文字信息并將該文字信息轉(zhuǎn)換成盲文觸點，并且根據(jù)該盲文觸點確定各半導(dǎo)體制冷片冷端的設(shè)置溫度。溫度傳感器采集半導(dǎo)體制冷片冷端的當(dāng)前溫度并發(fā)送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器將半導(dǎo)體制冷片冷端的當(dāng)前溫度轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號形式并發(fā)送給微處理器，微處理器計算半導(dǎo)體制冷片冷端的當(dāng)前溫度與其設(shè)定溫度之間的溫度偏差并發(fā)送給PID調(diào)節(jié)器，PID調(diào)節(jié)器根據(jù)該溫度偏差獲得調(diào)節(jié)參數(shù)并發(fā)送給PWM發(fā)生器，該PWM發(fā)生器根據(jù)該調(diào)節(jié)參數(shù)生成多組PWM脈沖并分別加載在各半導(dǎo)體制冷片的冷端和熱端，通過控制加載在各半導(dǎo)體制冷片兩端的PWM脈沖的方向和占空比來改變對應(yīng)溫顯單元的冷熱顯示，其中溫顯單元為冷極時表示盲文觸點的平點，溫顯單元為熱極時表示盲文觸點的凸點。本發(fā)明在溫顯單元的冷熱顯示過程中考慮了半導(dǎo)體制冷片冷端的當(dāng)前溫度，使得溫顯單元的冷熱顯示更加精確、穩(wěn)定且轉(zhuǎn)換效率較高。為了滿足目前廣大使用者的操作習(xí)慣，便于產(chǎn)品的推廣，本發(fā)明中該溫顯陣列層I由18*3 (即18行*3列)個溫顯單元A組成，且每2*3 (即2行*3列)個溫顯單元構(gòu)成一個方塊6。此外，本發(fā)明中微處理器通過USB接口連接互聯(lián)網(wǎng)資源等外部信息，更加方便快捷。在本發(fā)明的第一實施例中，該溫顯單元選用鋁制導(dǎo)熱材料，該微處理器選用英特爾公司的MCS-51系列芯片，該溫度傳感器選用型號為PTlOOO的鉬電阻溫度傳感器，該隔熱柵采用超薄隔熱材料FiberGC-ΙΟ，半導(dǎo)體制冷片選用TEC1-00715T125型的半導(dǎo)體制冷片。如圖5 6所示，黑色小方框表示溫顯單元的熱極，即盲文觸點的凸點；無色小方框表示溫顯單元的冷極，即盲文觸點的平點，圖5中整個盲文顯示單元表示盲文中的“我”；圖6中整個盲文顯示單元表示盲文中的“亦我所欲也”。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“ 一個實施例”、“ 一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種基于溫度控制的盲文顯示裝置，包括微處理器和盲文顯示屏，該微處理器用于接收文字信息，并將該文字信息轉(zhuǎn)換成盲文觸點，通過該盲文顯示屏顯示，其特征在于還包括PWM (脈沖寬度調(diào)制)發(fā)生器且該盲文顯示屏包括溫顯陣列層(I)和半導(dǎo)體制冷片層(2)，該溫顯陣列層(I)由多個間隔設(shè)置的溫顯單元(5)組成且該半導(dǎo)體制冷片層(2)由多個間隔設(shè)置的半導(dǎo)體制冷片(8)組成，每一溫顯單元(5)的下表面均設(shè)置有一個半導(dǎo)體制冷片(8)且與對應(yīng)半導(dǎo)體制冷片(8)的冷端連接； 該微處理器用于根據(jù)該盲文觸點確定各半導(dǎo)體制冷片冷端的設(shè)定溫度，該PWM發(fā)生器根據(jù)該設(shè)定溫度生成多組PWM脈沖并分別加載在各半導(dǎo)體制冷片的冷端和熱端，通過控制加載在各半導(dǎo)體制冷片兩端的PWM脈沖的方向和占空比來改變對應(yīng)溫顯單元的冷熱顯示，其中溫顯單元為冷極時表示盲文觸點的平點，溫顯單元為熱極時表示盲文觸點的凸點。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于溫度控制的盲文顯示裝置，其特征在于還包括溫度傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和PID調(diào)節(jié)器，其中該溫度傳感器用于采集半導(dǎo)體制冷片冷端的當(dāng)前溫度并發(fā)送給該模數(shù)轉(zhuǎn)換器； 該模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將半導(dǎo)體制冷片冷端的當(dāng)前溫度轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號形式并發(fā)送給該微處理器； 該微處理器用于計算半導(dǎo)體制冷片冷端的當(dāng)前溫度與其設(shè)定溫度之間的溫度偏差并發(fā)送給該PID調(diào)節(jié)器； 該PID調(diào)節(jié)器用于根據(jù)該溫度偏差獲得調(diào)節(jié)參數(shù)并發(fā)送給PWM發(fā)生器； 該PWM發(fā)生器用于根據(jù)該調(diào)節(jié)參數(shù)生成多組PWM脈沖并分別加載在各半導(dǎo)體制冷片(8)的冷端和熱端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于溫度控制的盲文顯示裝置，其特征在于每一半導(dǎo)體制冷片(8)的熱端均設(shè)置有散熱翅(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于溫度控制的盲文顯示裝置，其特征在于該溫顯陣列層(I)的溫顯單元(5 )之間設(shè)置有隔熱柵(7 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于溫度控制的盲文顯示裝置，其特征在于還包括設(shè)置于半導(dǎo)體制冷片層下側(cè)的控制基板(3)，該微處理器、溫度傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和PID調(diào)節(jié)器及其布線均集成在該控制基板(3 )上，且各半導(dǎo)體制冷片(8 )熱端的散熱翅(4 )從該控制基板(3 )穿出。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于溫度控制的盲文顯示裝置，其特征在于該溫顯陣列層(I)由18*3個溫顯單元(5)組成，且每2*3個溫顯單元(5)構(gòu)成一個方塊(6)。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種基于溫度控制的盲文顯示裝置，屬于盲文顯示領(lǐng)域。該裝置中盲文顯示屏包括由多個溫顯單元組成的溫顯陣列層以及由多個半導(dǎo)體制冷片組成的半導(dǎo)體制冷片層，每一溫顯單元的下表面均設(shè)置有一個半導(dǎo)體制冷片；此外，本發(fā)明將根據(jù)文字信息對應(yīng)的盲文觸點，確定各半導(dǎo)體制冷片冷端的設(shè)定溫度，并將半導(dǎo)體制冷片冷端的當(dāng)前溫度與其設(shè)定溫度之進(jìn)行比較，通過PID調(diào)節(jié)使得PWM發(fā)生器生成多組PWM脈沖并分別加載在各半導(dǎo)體制冷片的兩端，由此實現(xiàn)對應(yīng)溫顯單元的冷熱顯示，其中溫顯單元為冷極時表示盲文觸點的平點，溫顯單元為熱極時表示盲文觸點的凸點。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低且盲文顯示過程的穩(wěn)定性好，轉(zhuǎn)換效率高。
文檔編號H01L23/367GK102819975SQ20121033180
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者汪成亮, 張智海, 陳俊宏 申請人:重慶大學(xué)