基本信息
- 項目名稱：
- 基于等離子體輝光放電技術的電子黑板研究與實現
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 傳統黑板污染環(huán)境危害人體健康、書寫效果不佳，而現有電子黑板產品普遍存在成本高、使用不方便等問題而推廣受到限制。因此，需要開發(fā)出一種廉價、可靠、環(huán)保和實用的電子黑板。該電子黑板由輝光放電點陣屏、靜電書寫筆和靜電黑板刷組成。利用輝光放電管的電壓處于熄滅電壓和擊穿電壓之間時在同向和反向靜電場控制下具有自主發(fā)光和“亮-滅”雙穩(wěn)態(tài)的特性，從而實現顯示書寫和擦除。
- 詳細介紹：
- 傳統黑板污染環(huán)境危害人體健康、書寫效果不佳，而現有電子黑板產品普遍存在成本高、使用不方便等問題而推廣受到限制。因此，需要開發(fā)出一種廉價、可靠、環(huán)保和實用的電子黑板。該電子黑板由輝光放電點陣屏、靜電書寫筆和靜電黑板刷組成。利用輝光放電管的電壓處于熄滅電壓和擊穿電壓之間時在同向和反向靜電場控制下具有自主發(fā)光和“亮-滅”雙穩(wěn)態(tài)的特性，從而實現顯示書寫和擦除。 創(chuàng)新點： 1、通過實驗發(fā)現了等離子體輝光放電管具有可控雙穩(wěn)態(tài)，找到了可控制其在“亮-滅”雙穩(wěn)態(tài)之間轉變的方案。 2、設計了靜電書寫筆和靜電黑板刷，實現了電子黑板的書寫與擦除，由此提出了一種基于等離子氣體輝光放電技術的新型電子黑板顯示方案，系統結構簡單可靠。 技術關鍵：電子黑板的核心為由輝光放電管組成的點陣屏。充滿稀有氣體的輝光放電管內含有兩個電極，兩電極接上電源后，電極之間存在電場。當電源電壓高于點燃電壓即電極之間的電場大于電離電場時，稀有氣體原子被電離，空間中形成大量的電子和離子，大量的粒子被電場加速，碰撞激發(fā)中性氣體原子發(fā)出可見光或紫外光；氣體一旦被電離，隨著電壓下降，輝光放電逐漸減弱，但電場降到小于電離電場時，輝光放電仍然能維持；當電壓降到低于熄滅電壓即電場小于消電離電場時，輝光放電才終止，根據以上特點，可以對輝光放電管進行控制，使其在“亮-滅”雙穩(wěn)態(tài)之間轉變。 技術關鍵：電子黑板的核心為由輝光放電管組成的點陣屏。充滿稀有氣體的輝光放電管內含有兩個電極，兩電極接上電源后，電極之間存在電場。當電源電壓高于點燃電壓即電極之間的電場大于電離電場時，稀有氣體原子被電離，空間中形成大量的電子和離子，大量的粒子被電場加速，碰撞激發(fā)中性氣體原子發(fā)出可見光或紫外光；氣體一旦被電離，隨著電壓下降，輝光放電逐漸減弱，但電場降到小于電離電場時，輝光放電仍然能維持；當電壓降到低于熄滅電壓即電場小于消電離電場時，輝光放電才終止，根據以上特點，可以對輝光放電管進行控制，使其在“亮-滅”雙穩(wěn)態(tài)之間轉變。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 發(fā)明目的：傳統黑板污染環(huán)境危害人體健康、書寫效果不佳，而現有電子黑板產品普遍存在成本高、使用不方便等問題而推廣受到限制。因此，需要開發(fā)出一種廉價、可靠、環(huán)保和實用的電子黑板。 基本思路：該電子黑板由輝光放電點陣屏、靜電書寫筆和靜電黑板刷組成。利用輝光放電管的電壓處于熄滅電壓和擊穿電壓之間時在同向和反向靜電場控制下具有自主發(fā)光和“亮-滅”雙穩(wěn)態(tài)的特性，從而實現顯示書寫和擦除。 創(chuàng)新點： 1、通過實驗發(fā)現了等離子體輝光放電管具有可控雙穩(wěn)態(tài)，找到了可控制其在“亮-滅”雙穩(wěn)態(tài)之間轉變的方案。 2、設計了靜電書寫筆和靜電黑板刷，實現了電子黑板的書寫與擦除，由此提出了一種基于等離子氣體輝光放電技術的新型電子黑板顯示方案，系統結構簡單可靠。 技術關鍵：電子黑板的核心為由輝光放電管組成的點陣屏。充滿稀有氣體的輝光放電管內含有兩個電極，兩電極接上電源后，電極之間存在電場。當電源電壓高于點燃電壓即電極之間的電場大于電離電場時，稀有氣體原子被電離，空間中形成大量的電子和離子，大量的粒子被電場加速，碰撞激發(fā)中性氣體原子發(fā)出可見光或紫外光；氣體一旦被電離，隨著電壓下降，輝光放電逐漸減弱，但電場降到小于電離電場時，輝光放電仍然能維持；當電壓降到低于熄滅電壓即電場小于消電離電場時，輝光放電才終止，根據以上特點，可以對輝光放電管進行控制，使其在“亮-滅”雙穩(wěn)態(tài)之間轉變。
科學性、先進性
- 該電子黑板利用輝光放電管的電壓處于熄滅電壓和擊穿電壓之間時在同向和反向靜電場控制下具有自主發(fā)光和“亮-滅”雙穩(wěn)態(tài)的特性，從而實現顯示書寫和擦除。該電子黑板顯示效果好，性能可靠易操作，結構簡單成本低。
獲獎情況及鑒定結果
- 第四屆“挑戰(zhàn)杯”湖南科技大學大學生課外學術科技作品競賽一等獎
作品所處階段
- 中試階段
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 模型、圖紙、圖片
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 技術特點：輝光放電電子黑板利用輝光放電管在點燃電壓和熄滅電壓之間同時具有能發(fā)光和能存儲“亮-滅”雙穩(wěn)態(tài)這兩個特性，用外部靜電場和磁場控制，使電子黑板的發(fā)光部件和控制部件集于輝光放電管一體，使單個像素既能自主發(fā)光又能存儲“亮-滅”雙穩(wěn)態(tài)，從而大大簡化了電子黑板的結構。 適用范圍：該電子黑板結構簡單，是適合要求手寫的大面積電子屏，特別是像素能發(fā)光無需背光和照明，在有些場所有較大優(yōu)勢。該裝置除可用作教學會議用電子黑板外，還可以作為公共場所的手寫信息公示牌，需及時更新信息的廣告牌等。 市場分析：目前，電子黑板主要有三種：一是LED點陣型，二是液晶型，三是電子白板型，但此三種存在顯示效果不清晰細膩或成本高等問題，不能在市場上特別是中小學校中普及。輝光放電電子黑板顯示效果好，性能可靠易操作，結構簡單成本低，環(huán)保節(jié)能，具有廣泛的市場，經濟效益可觀。
同類課題研究水平概述
- 目前，電子黑板主要的產品技術模式有三種： ①LED+開關原件： LED串聯感應開關原件，形成像素點，多個像素點組成整個黑板。該產品結構較簡單，LED顏色鮮艷，但像素點體積大，顯示精度不高。特別是采用機械或可控硅的開關原件控制效果不佳。 ②液晶手寫觸屏： 大液晶屏表面附上相同尺寸的電阻膜感應屏，和手機觸屏原理相同。顯示效果好，但價格非常高。 ③電子白板: 手寫輸入板連接電腦，通過軟件控制，筆跡和文檔一起通過投影儀投影。實質上非黑板，只是手寫輸入板。
