无线自供电鼠标设计与实现

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DIY无线鼠标为内置锂电

DIY无线鼠标为内置锂电

DIY无线鼠标为内置锂电!这是刚改装的无线鼠标具体可以使用多长时间还没有测试,内置容量为1320MAH的锂电,型号是诺基亚BL-5J拆开鼠标,将电池仓削去一半,这步很重要。

仔细削平让电池放的越低越好~可以将电池放上盖上盖子比划下子,各位大大们千万别把电路削着了。

削好后将自制电路板用双面胶粘在电池上面,开始接线,接好后注意检查线路是否接错电池下面的两个胶水固定点再固定电池时别忘了把USB充电接口装上这个我也不知道叫什么插座,反正可以接两根线就是由于长度有点长,电池仓盖不上还剪掉了一部分电路板特写~~~锂电池是用两个普通的二极管直接串接的两个二极管可以给鼠标分担1.4V左右的压降这样就不会造成电压过高导致鼠标跳标充电部分是用TP4056电源管理芯片请百度搜索相关资料升压部分有个好处就是可以用电池给鼠标边冲边用,如果嫌麻烦可以只用USB充电部分毕竟这可是1320MA的锂电,完全够用了!!!又一张!升压输出的电压为5.5V可以再它的输出串接一个普通二极管因为TP4056的工作电压为4V以上,电压高了会造成更多的损耗!!这是后来用烙铁烫的洞,由于电池体积太大把前面的鼠标滚轮顶着了建议先把洞烫好,然后用AB胶把电池固定住再上壳,防止再次卡滚轮开始不知道该烫哪里,多趟了下子不过不会影响外观开始测试~最后把壳装好~~大功告成!!最后锂电充满后会亮绿灯锂离子电池充电IC为TP4056大大们可以在百度上搜索!(非广告,以上图文献给喜欢DIY的朋友们)链接地址http://wenku.baidu.com/view/5b9838ccda38376baf1faefc.html。

可自充电式无线鼠标[实用新型专利]

可自充电式无线鼠标[实用新型专利]

专利名称:可自充电式无线鼠标
专利类型:实用新型专利
发明人:洪永强,陈荣祥,杜玉浩,蒋琼琼,牛嘉年,陈曦,王睿,李奇闻
申请号:CN201420096212.X
申请日:20140304
公开号:CN203706154U
公开日:
20140709
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型公开了一种可自充电式无线鼠标,包括:压电元件一和压电元件二分别设置在鼠标的左右按键下,压电元件一和压电元件二并联连接后与充电控制电路、锂离子供电电路依次串联连接;控制开关与无线鼠标供电电池串联连接,充电控制电路、锂离子供电电路组成的串联支路与所述控制开关和无线鼠标供电电池的串联支路并联连接。

本实用新型有益效果:通过将机械能转化为电能为锂离子电池充电,为无线鼠标提供电源,极大地提高了资源的利用率;结构简单,很大程度上减轻了无线鼠标的重量,增加了供电电池的使用寿命,减少了废旧电池的污染,保护了环境。

申请人:洪永强
地址:250002 山东省济南市历城区二环东路12550号山东大学兴隆山校区
国籍:CN
代理机构:济南圣达知识产权代理有限公司
代理人:张勇
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用于无线鼠标的无接触供电电

用于无线鼠标的无接触供电电

用于无线鼠标的无接触供电电
 目前广泛使用的无线鼠标采用电池供电。

更换电池给用户带来不便。

在此给出一种适用于无线鼠标的无接触供电(Contact-less Power Transfer,CPT)电路,它包括无接触供电初级电路和次级电路2部分。

供电装置采用USB供电,电压为5 V,通过自激振荡电路产生138 kHz左右的高频振荡电压,经鼠标垫内置的无接触耦合初级载流线圈L31输出。

无线鼠标内置次级载流线圈L32,它采用无接触感应耦合方式获取电能,再由MC34063集成稳压芯片构成BUCK稳压电路,负载电压为3.1V。

1 无接触供电电路原理
 图1为无接触供电电路原理图。

分裂电感L21,L22和功率开关管Q1,Q2构成自激推挽式变换器电路,每一个开关管的控制电压分别取自另外一个开关管的两端电压。

无线鼠标的设计与实现

无线鼠标的设计与实现

无线鼠标的设计与实现摘要:将机械鼠标的滚动动作和左右键的操作转换成开关信号,用方波电路产生的方波信号代替原鼠标内光敏传感器的脉冲信号,用相应的开关动作可以实现鼠标光标移动和鼠标的单双击操作!而用发射和接收电路代替原来的鼠标线,可以实现鼠标的遥控。

设计任务和要求:实现鼠标的长距离(1—50米)遥控。

其中的电路设计包括发射模块(含编码电路)、接收模块(含解码电路)、方波发生电路和开关电路等等电路的设计及它们之间的连接、匹配。

一.无线鼠标电路的设计和实现1.总体方案论证:方案一:在鼠标与电脑接口间用发射和接收电路代替了鼠标线,本方案除了要考虑发射和接收模块外,还要考虑接口协议,如下图。

考虑到时间和难度的问题,没有选择此方案。

方案二:用遥控器控制鼠标,即用遥控器的按键信号控制鼠标的上下左右移动方向和左右键。

只需要考虑发射和接收电路,不需要考虑接口协议,如下图。

选择此方案。

2.发射模块和接收模块的电路的实现方案:方案一:发射模块F05和接受模块J05C的应用。

F05采用声表谐振器稳频,工作频率为315MHZ,以AM方式调制,采用PT2262编码器240mm小拉杆天线发射信号;J05C由超外差电路结构IC芯片和温度补偿电路构成,具有较高的接收灵敏度及稳定性。

芯片内含低噪声射频放大器、混频器、本地振荡器、中频放大器、滤波器及限幅比较器,输出为数据电平信号,直接接至PT2272解码器进行解码,接收天线约22cm。

方案二:利用红外线技术实现红外信号的发射和接收。

发射部分,利用单片机AT89C2051检测坐标位移和按键动作,经过处理按一定的编码输出到发射电路。

接收部分使用红外遥控用专用接收管,如IRM8608S,对红外信号接收和解调,并输出TTL电平;TTL电平的数据流送给单片机进行处理,单片机把该数据转化为符合PS/2鼠标规范的数据报告,发送给计算机。

如图:方案三:利用无线遥控方式实现鼠标的遥控。

原理与上述方案二的原理一样,只是具体的发射和接收电路有所不同。

《2024年五自由度三维鼠标的设计与实现》范文

《2024年五自由度三维鼠标的设计与实现》范文

《五自由度三维鼠标的设计与实现》篇一一、引言随着科技的飞速发展,计算机与人类交互的方式也在不断更新。

其中,三维鼠标作为现代人机交互的重要工具,其功能和应用范围越来越广泛。

本文将介绍一种新型的五自由度三维鼠标的设计与实现,从技术原理、硬件结构、软件算法、性能评估和实际应用等多个方面进行详细的阐述。

二、技术原理五自由度三维鼠标基于光学和惯性传感器技术,实现了空间中X、Y、Z轴的移动以及滚动和倾斜两个自由度。

其工作原理主要依赖于高精度的光学传感器和惯性测量单元(IMU)。

光学传感器通过捕捉图像的位移变化来计算鼠标的移动,而IMU则通过测量加速度和角速度信息,计算出鼠标的姿态变化。

通过这两个部分的数据融合,实现五自由度的控制。

三、硬件结构五自由度三维鼠标的硬件结构主要包括光学传感器、IMU模块、处理器和控制系统等部分。

光学传感器安装在鼠标的底部,负责捕捉图像的位移变化;IMU模块包括加速度计和陀螺仪,负责测量鼠标的姿态变化;处理器则负责处理这两个模块的数据,实现五自由度的控制;控制系统则包括电源管理、通信接口等部分,负责整个鼠标的协调工作。

四、软件算法五自由度三维鼠标的软件算法主要包括传感器数据采集、数据处理和用户界面设计等部分。

传感器数据采集部分负责从光学传感器和IMU模块中获取原始数据;数据处理部分则负责将这些原始数据进行处理,计算出鼠标的精确位置和姿态;用户界面设计部分则负责将计算出的数据转化为用户可以直观操作的界面。

此外,为了实现更好的用户体验,还需要进行算法优化和误差校正等工作。

五、性能评估五自由度三维鼠标的性能评估主要包括精度、响应速度、稳定性等方面。

在精度方面,该鼠标采用了高精度的光学传感器和IMU模块,实现了高精度的位置和姿态测量;在响应速度方面,处理器采用了高性能的芯片,实现了快速的数据处理和响应;在稳定性方面,通过优化算法和误差校正等手段,保证了鼠标在长时间使用过程中的稳定性和准确性。

自充电无线鼠标设计

自充电无线鼠标设计

自充电无线鼠标设计作者:余小清刘梦然张天亮来源:《科技视界》2017年第01期【摘要】自充电无线鼠标结构简单,可解决无线鼠标能量供给的问题。

针对无线鼠标能量消耗问题,设计了一种由机械能转换成电能的机构,根据鼠标的运动规律确定了自充电无线鼠标的基本模型。

【关键词】无线鼠标;能量转换;结构设计;三相交流发电机随着电子科技的发展,无线鼠标已经被普遍使用,但能量供给方式主要是干电池[1-2],存在频繁更换电池的不便,自充电无线鼠标可以解决这种问题。

本文设计了一种以三相交流永磁同步发电机为能量产生装置的自充电无线鼠标,解决了无线鼠标能量供给问题[3]。

1 鼠标整体结构设计1.1 鼠标传动机构设计使用鼠标时,滑动鼠标滚轮,滚轮通过传动装置[4-5]带动发电机工作产生电能。

发电机产生足够能量与电压的条件是转子达到一定的转动速度。

手指滚动滚轮的平均速度为30r/min,若直接带动发电机旋转,将不能产生足够的电能与电压。

通过设计32倍的齿轮增速装置,可使发电机瞬时转速达到960r/min的转速[6-7],产生瞬时功率为3W,相电压为6.25V。

表1为传动增速装置相关参数,下图1为滚轮与传动增速装置。

1.2 鼠标内部结构设计整个鼠标尺寸与普通无线鼠标相近。

下图2为鼠标内部结构,下图3为鼠标外形。

2 1.5V锂电池充电实验对1.5V锂电池进行多次充电实验。

用测量仪记录下显示的电压、电流、功率、电池容量与充电时间,得到1.5V锂电池充电试验曲线如下图4。

下图5为市面无线鼠标消耗功率[8]。

从1.5V锂电池充电实验知,锂电池的充电功率为2.5W,设计发电机额定发电功率为3W,鼠标移动时平均功率为28mW,产生的功率远大于消耗的功率。

3 结论本文设计了自充电无线鼠标的传动机构与内外部结构,经过实验计算分析,发电机产生的能量能够满足鼠标使用时消耗的能量。

通过能量转换,鼠标自充电功能可以实现,鼠标摆脱了对外部供电的依赖。

【参考文献】[1]周成虎,瓮嘉民,张昆.一种无接触供电的无线鼠标[J].电子技术应用,2011,37(9):142-144.[2]余子倩,李洋,王莹,等.自发电无线鼠标的设计方案及工作原理[J].森林工程,2014,30(4):122-124.[3]彭明虎,李美霞,黄胜敏,等.无线自充电鼠标设计与实现[J].科技视界,2013(31):38-39.[4]刘川川,乔行.新型自发电无线鼠标[J].消费子,2014(24):380.[5]苏绍禹,高红霞.永磁发电机机理、设计及应用[M].北京:机械工业出版社,2012:132-140.[6]朱公松,基于Ansoft/RMprt的大功率永磁同步风力发电机优化设计[J].上海大中型电机,2014(1):28-34.[7]刘慧娟,上官明珠,张颖超,等.Ansoft Maxwell 13电机电磁场实例分析[M].北京:国防工业出版社,2014:89-94.[8]赵博,张洪亮.Ansoft 12在工程电磁场中的应用[M].北京:中国水利水电出版社,2010:65-69.[责任编辑:田吉捷]。

DIY一个简单易制的无线鼠标

DIY一个简单易制的无线鼠标

DIY一个简单易制的无线鼠标
该装置利用编译码电路MC145026/MC145027和射频发射/接收模块TDA1808/TDA1809互相配合,可以在10~120m范围内灵活操纵鼠标,而且制作时无须对原有鼠标的外观及内部电路做任何改动,使用起来符合操作习惯,方便可靠,非常适合爱好者自制。

一般情况下,鼠标与电脑的连接线内部有4根电路连接线(该电路装置最多可以接受4条数据线输入,读者可根据自己鼠标的实际情况选择)分别是电源正极、电源地、数据线1、数据线2。

我们将鼠标连线割断,分别找出这4根线,利用MC145026编码电路的数据传送端D6和D7接受鼠标数据线1和数据线2传来的数据,并在芯片内部编码后经射频发射模块TDA1808发射出去。

射频发射模块TDA1809工作后,将接收到的编码信息输入MC145027译码电路,经其转换后在该芯片数据输出端D6和D7复原原鼠标数据线1和数据线2的信号,并通过原鼠标与电脑的连接线送入计算机。

可以看出,上述电路无须改动鼠标及计算机,无须安装额外的鼠标驱动软件,原有鼠标的所有功能亦能正常使用,该电路(见图1、图2)只要所选元件正常,无须调试即可工作。

基于MCS_51单片机无线鼠标的设计与实现

基于MCS_51单片机无线鼠标的设计与实现
bottons to computer. The design consists of hardware principle, circuit design, software design and debugging process modules. With the AT89C51 chip produced by Atmel as the main chip, RS-232 communication interface technology and MODEM signal conversion technology being used, and MC2833 and TDA7010 chip as the data sending and receiving device, the designed wireless mouse has a smaller circuit and lower power consumption, with the advantage of wide adaption and simple procedure. It solves the problem of comunication between mouse and computer, saves the hardware connection between them, brings convenience to the mass computer consumers. Especially, in the big multi-media classroom it has a special value in application.
换 技 术 ,运 用 MC2833 和 TDA7010 芯 片 作 信 号 射 频 的 发 送 和 接 收 ,设 计 出 的 无 线 鼠 标 具 有 电 路 体 积 小 ,功 耗

无线鼠标方案

无线鼠标方案
-节能模式:通过软件控制,实现鼠标在非工作状态下的自动休眠,延长电池寿命
3.合法合规:
-依据国家相关法规和行业标准,进行产品设计,确保合法合规性
-加强产品安全性能检测,保障用户使用安全
五、项目进度安排
1.研发阶段:3个月
2.设计阶段:2个月
3.试用阶段:1个月
4.量产阶段:1个月
5.市场推广阶段:3个月
第2篇
无线鼠标方案
一、前言
随着信息技术的发展,无线输入设备已经成为现代工作环境和生活空间的重要组成部分。本方案旨在制定一款功能齐全、性能卓越、符合人体工程学原理的无线鼠标,以满足用户在多场景下的使用需求。
二、目标设定
1.设计一款操作便捷、舒适握持的无线鼠标,提升用户体验。
2.确保产品符合国家相关法律法规及行业标准,保障合法合规性。
无线鼠标方案
第1篇
无线鼠标方案
一、项目背景
随着信息技术的发展,无线输入设备逐渐成为现代办公和日常生活的标配。为满足用户在移动性和便捷性方面的需求,特制定本无线鼠标方案,旨在提供一款性能稳定、操作便捷、符合人体工程学的无线鼠标产品。
二、目标定位
1.满足用户在多场景下的使用需求,提高用户的工作效率和生活品质。
2.符合国家相关法律法规和行业标准,确保产品合法合规。
3.提高产品市场竞争力,提升品牌形象。
三、产品要求
1.技术参数:
-无线传输距离:≥10米
-分辨率:≥1000 DPI
-电池寿命:≥12个月
-人体工程学设计:符合人体工程学原理,降低长时间使用导致的疲劳
2.功能要求:
-支持常规的左键、右键、滚轮操作
七、总结
本方案立足于用户需求,以提供一款功能齐全、性能卓越、合法合规的无线鼠标为目标。通过严谨的技术研发、人性化的功能设计以及全面的风险评估,为用户带来优质的使用体验。

无线鼠标原理图

无线鼠标原理图

几种鼠标电路图1、USB接口鼠标电路图2、电脑无线鼠标电路图3、光电鼠标电路图4、鼠标电路图5、有线USB 光学游戏鼠标电路图A5020方案6、有线USB激光鼠标电路图7、3键USB 有线激光游戏鼠标电路图A7550+CY63743方案8、自制无线鼠标电路图光电鼠标电路图1、两款光电鼠标电路光电鼠标电路一般由两片集成电路与外围元件组成。

一片稍大的是COMS 感光集成电路,另一片一般为鼠标专用集成电路。

CMOS 感光芯片通过检测光电部件因鼠标移动产生的光线变化而得到位置信号,送到鼠标专用集成电路的X、Y 输入端。

而鼠标专用集成电路再检测左、右按键,滚轮键及滚轮前后转到等信息随着CLK时钟信号一起传输给计算机的PS2 或USB 端口。

USB 光电鼠标电路图①为使用GL603 - USB 鼠标集成电路芯片和H2000(400CPI、每秒1500 次扫描) 光电感应芯片的USB 光电鼠标电路图。

PS2 接口鼠标电路图②为使用PAN101 - 208 (800CPI 光学分辨率,2000 次扫描/ 秒) 光电感应芯片和84510 系列鼠标集成电路芯片的PS2 接口光电鼠标电路。

2、光电鼠标原理与电路图传统光学鼠标的工作原理传统光学鼠标工作原理示意图光学跟踪引擎局部横界面示意图光学鼠标主要由四局部的核心组件构成,分别是发光二极管、透镜组件、光学引擎〔Optical Engine〕以及控制芯片组成。

光学鼠标通过底部的LED灯,灯光以30度角射向桌面,照射出粗糙的外表所产生的阴影,然后再通过平面的折射透过另外一块透镜反应到传感器上。

当鼠标移动的时候,成像传感器录得连续的图案,然后通过“数字信号处理器〞(DSP)对每张图片的前后比照分析处理,以判断鼠标移动的方向以及位移,从而得出鼠标x, y方向的移动数值。

再通过SPI传给鼠标的微型控制单元〔Micro Controller Unit〕。

鼠标的处理器对这些数值处理之后,传给电脑主机。

自制51单片机无线鼠标

自制51单片机无线鼠标

无线鼠标的设计与实现引言无线鼠标器是为了适应大屏幕显示器而生产的。

所谓“无线”,即没有电线连接,而是采用二节七号电池无线摇控,鼠标器有自动休眠功能,电池可用上一年,接收范围在1.8米以内。

此外还有蓝牙连接的鼠标,微软终极键鼠套装的蓝牙连接速度可达2G鼠标自1968年诞生以来,已经经历过近40年的演变和发展。

近10年来,随着消费型电电脑的普及,鼠标的工作方式也有了翻天覆地的进步:从早期的机械滚轮鼠标到目前主流的光电鼠标再到中高端的激光鼠标……鼠标的每一次变革无不给用户带来使用上的快感。

此外,随着人们对办公环境和操作便捷性要求日益增高,无线鼠标普及也被提到日程上来。

无线技术根据不同的用途和频段被分为不同的类别,其中包括蓝牙、Wi-Fi (IEEE 802.11)、Infrared (IrDA)、ZigBee (IEEE 802.15.4)等等多个无线技术标准,但对于当前主流无线鼠标而言,仅有27Mhz、2.4G和蓝牙无线鼠标共三类。

无线电式鼠标的学名叫DRF(Digitalradiofrequency,数字无线电频率),这项技术能够对短距离通讯提供充足的带宽,非常适合鼠标和键盘这样的外围设备使用。

它的原理也非常简单,鼠标部分工作与传统鼠标相同,再用无线发射器把鼠标在X或Y轴上的移动,按键按下或抬起的信息转换成无线信号并发送出去,无线接收器收到信号后经过解码传递给主机,驱动程序告诉操作系统鼠标的动作,该把鼠标指针移向哪个方向或是执行何种指令。

从原理上看,无线鼠标主要分为红外线式和无线电式。

两种鼠标都需要使用干电池供电,对于红外线型的无线鼠标键盘具有较严格的方向性,尤其是水平位置的关系更为敏感,因此目前采用这种方式的产品已经不多,大多数都是采用了更为先进的无线电发射方式。

采用无线电技术的好处是,只要在限定距离以内,就可以在任何位置使用,几乎不受障碍物的影响。

一般传输的距离达10~20米,已经足够用户使用。

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无线自供电鼠标设计与实现
【摘要】本文主要利用电磁感应原理,研发了一种自充电无线鼠标产品。

其包括鼠标垫一个和无线鼠标一个,鼠标垫内部由磁性相反的磁铁交替组成网格状分布;鼠标内部组装有带铁芯的电磁感应线圈、整流电路、可充电电池、以及鼠标的工作电路板。

通过鼠标在鼠标垫上移动,感应线圈内部的磁通量会发生变化,从而产生感应电流,通过整流电路将交变电流转换为直流电输出,为鼠标提供电能,同时为可充电电池充电,无需外接电源供电,更加节能环保。

【关键词】电磁感应;鼠标;自充电
目前,广泛应用的无线鼠标多是以干电池提供能量,因鼠标功耗较大,需频繁更换电池,不仅给消费者带来不便,增加了使用成本,更造成严重的资源浪费,并且废弃电池中含有大量的铅、汞等重金属有害物质,如果回收处理不妥当的话,会加重环境污染。

而选用锂电池或镍氢可充电电池的无线鼠标往往需要频繁充电,如长时间不用或忘记充电,将给使用带来不便。

本文目的旨在开发研制一种可自充电的无线电磁感应鼠标,积极响应节能减排的可持续发展的主题,利用电磁感应原理生成电能,储存在可充电电池中,同时可为鼠标正常工作提供持续能量。

1 电磁感应技术
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中就会产生电流,这种现象叫做电磁感应现象。

因此产生的电流称为感应电流。

将这种电磁感应技术应用于无线鼠标,可实现为鼠标工作提供能量,摆脱更换电池或频繁充电的烦恼。

2 设计与实施
区别于普通干电池供电的无线鼠标,我们研发的可自充电的无线电磁感应鼠标主要由以下几个部分构成:网格状磁场分布的鼠标垫、电磁感应线圈、整流电路、可充电电池以及鼠标的工作电路板。

2.1 网格状磁场分布鼠标垫
实施方案:将具有强磁场的正方形磁铁按图1左图中所示的排布方式粘结在硬质薄板上,使最近邻区域内磁场磁性相反。

然后粘合鼠标垫表层,压紧保证工作面平整。

工作原理:相邻的小区域内有相反磁性的磁场分布,是为了保证鼠标沿各个方向移动时,磁场的变化能达到最大,线圈内通过的磁通量变化,从而在相同移动距离下可最大程度产生感应电流,感应电流进一步由整流电路整合后输出,为鼠标工作供能。

创新设计:已有的鼠标垫设计,多使用单片或整块的磁铁,移动鼠标时磁场改变较小,无法满足产生较大的感应电流为鼠标供电的需要,此外还会增加自身重量,造成携带不便。

我们设计的网格状磁场分布鼠标垫,通过最近邻区域内磁场磁性相反排布,增强了磁场的变化,增加了输出电流,并且通过网格状分布,仅需在鼠标垫表面50%的面积上排布磁铁,减轻了50%的重量,克服了已有设计的不足,而且降低了成本,符合资源节约,环境友好的设计理念。

图1 网格状磁场分布鼠标垫(左图),电磁感应线圈(右图)
2.2 电磁感应线圈
实施方案:选用横截面直径Φ=0.15mm的漆包铜线,绕成平均直径35mm,高15mm,匝数6000匝的感应线圈。

如图1右图所示。

试验测试:研发过程中,我们在相同线圈体积下,分别选用横截面直径为Φ=0.25mm、Φ=0.35mm、Φ=0.15mm的漆包铜线绕成感应线圈进行实验,比较了输出电压的瞬时值。

考虑到鼠标内部空间的限制,以及鼠标重量控制的因素,所缠绕的感应线圈要保证在一定体积内(直径,高度)能输出最大的瞬时电压。

漆包铜线横截面直径较大,在相同体积下缠绕匝数就会较少,而漆包铜线横截面直径较小,在相同体积下缠绕匝数就会较多。

通过实验对比,我们发现,漆包铜线横截面直径较小,缠绕匝数较多的情况下,输出电压较大,因此横截面直径Φ=0.15mm的漆包铜线,缠绕匝数为6000匝被选为我们的实施方案。

2.3 整流电路
工作原理:电磁感应产生的电动势,经整流器整合后储存到可充电电池中。

整流器是一个整流装置,简单的说就是将交流电(AC)转化为直流电(DC)的装置。

本设计的整流器有两个主要功能:第一,将交流电(AC)变成直流电(DC),经滤波后供给负载,或者供给逆变器;第二,给可充电电池提供充电电压。

因此,它同时既起到一个充电器的作用,也起到一个电池的作用。

经典的桥式整流器设计利用二极管的单向导通作用,允许电流单方向输入,实现整流。

实施方案:我们选用了集成桥式整流模块,用来实现整流输出。

2.4 铁芯设计
工作原理:经典电磁学研究表明,在电磁线圈内部增加铁磁材料,可有效增强输出磁场。

故我们在电磁感应线圈内部增加铁芯,以进一步增强磁场变化,增加输出电流。

实施方案:在图1右图中的电磁感应线圈中心插入铁磁性柱体。

试验测试:我们比较了不同移动速率下电磁感应线圈输出的瞬时电压值,如表2所示。

实验数据表明,在增加铁芯后,感应线圈输出的电动势完全可以满足鼠标的工作需要与充电电池的充电需求。

对于鼠标的不同运动方式下电磁感应现象我们对比分析发现:近距离快速移动产生的电势优于远距离慢速移动感应得到的电动势。

创新设计:铁芯往往被用于电磁线圈中以增强磁场输出,我们的设计将铁芯集成到感应线圈内,达到了增强接收变化磁场的目的。

2.5 可充电电池
实施方案:选用充电限制电压4.2V,容量3000mAh的工业锂电池为可充电电池。

工作原理:锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成,负极则是特殊分子结构的碳,常见的正极材料主要成分为LiCoO2,充电时,加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子,嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。

放电时,锂离子则从片层结构的碳中析出,重新和正极的化合物结合,即通过锂离子的移动产生了电流。

锂离子电池具有更高的重量能量比,自放电小,无记忆效应,寿命长,可以快速充电的优点,被广泛应用于电子设备中。

2.6 组装与测试
实施方案:电磁感应线圈、整流电路、可充电电池以及鼠标的工作电路板组装示意图与成品如图2所示。

3 本设计的特色与优势
第一,我们设计的网格状磁场分布鼠标垫,通过最近邻区域内磁场磁性相反排布,增强了磁场的变化,增加了输出电流,并且通过网格状分布,仅需在鼠标垫表面50%的面积上排布磁铁,减轻了50%的重量。

第二,铁芯往往被用于电磁线圈中以增强磁场输出,而我们的设计将铁芯集成到感应线圈内,达到了增强磁场变化的目的。

4 结语
随着人们对生活舒适度的要求不断提高,方便快捷成为社会的主题。

便携式的无线鼠标必然是消费者的优先选择。

传统的干电池供电会给用户带来诸多不便,办公时忘记带电池就会影响工作进度,其次,一次性电池一般只能使用两三个月,不仅会提高消费成本,还造成了大量的能源浪费,产生不可回收利用的垃圾,污染环境。

本项目设计了无线电磁感应鼠标,可自身提供能源,不仅克服了
传统鼠标的诸多不便,也降低了使用成本。

【参考文献】
[1]郭巍.电磁感应定律试验新探[J].物理实验,2008,7:23-24.
[2]陈晓春.基于电磁共振耦合无线供电的无线鼠标研究[J].宁波职业技术学院学报,2012,16(2):1-3.
[3]徐曼珍,编.新型蓄电池原理与应用[M].北京:人民邮电出版社,2005.
※基金项目:唐山市科技发展计划项目(13130206z)、河北联合大学教育教学改革项目(Y1145-29)、河北联合大学创新性实验计划项目(X2012039)。

通讯作者:薄惠丰(1983—),男,汉族,河北唐山人,博士,讲师,主要从事凝聚态物理学与大学物理实验教学研究。

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