電子計(jì)數(shù)的案例
電子計(jì)數(shù)跳繩PCB設(shè)計(jì)
電子計(jì)數(shù)跳繩的原理圖設(shè)計(jì)好后，怎么驗(yàn)證原理圖的正確性呢？答案是設(shè)計(jì)成PCB，做成PCB樣板，焊上元器件，進(jìn)行硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。如果有問題，就要進(jìn)行修改原理圖修改，再進(jìn)行PCB改板。下面講解一下電子計(jì)數(shù)跳繩PCB設(shè)計(jì)過程。
1，先導(dǎo)入電子計(jì)數(shù)跳繩PCB的板框，主要是由結(jié)構(gòu)工程師導(dǎo)出DXF格式文件，才能導(dǎo)入到PCB Layout軟件中。
2，板框中有一個(gè)T型槽，這個(gè)T型槽是放置光柵的地方，光柵上下兩處分別放置一組紅外對(duì)管，光柵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，紅外發(fā)射管的光經(jīng)過光柵再給紅外接收管接收，產(chǎn)生類似正弦波信號(hào)，然后經(jīng)過比較器對(duì)波形進(jìn)行整型，變成標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號(hào)，最后用單片機(jī)的IO口對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，換算成圈數(shù)，實(shí)現(xiàn)跳繩的計(jì)數(shù)。有人可能會(huì)問，為什么要用兩組紅外對(duì)管，一組不是可以了嗎？之所以要用到兩組紅外對(duì)管，是因?yàn)橐獙?shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，就是不管你是正面跳，還是反面跳，都可以計(jì)數(shù)。
3，跳繩柄的尾部放置充電口，可以用安卓線給跳繩充電。
4，走完線，鋪好銅，完成后的PCB整體如下圖所示。
展開 從零開始構(gòu)思設(shè)計(jì)電子計(jì)數(shù)跳繩原理圖
以前有用過一次電子計(jì)數(shù)的跳繩，按按鍵開機(jī)后，就開始工作，有個(gè)顯示屏可以顯示出跳繩的下數(shù)，只要開始跳繩，每跳一下，數(shù)字就逐一增加，還能區(qū)分正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)。現(xiàn)在我嘗試把這種電子計(jì)數(shù)的跳繩的原理圖設(shè)計(jì)出來(lái)。首先我們要把它的工作原理推測(cè)出來(lái)，或者自己創(chuàng)造性地想出一個(gè)工作原理。我們知道傳統(tǒng)的計(jì)數(shù)跳繩是通過機(jī)械碼盤來(lái)完成計(jì)數(shù)，如果要改用電子技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的話，就要考慮跳繩的下數(shù)要通過什么方式來(lái)采集，采集信號(hào)一般都要用到傳感器。跳繩有一個(gè)特點(diǎn)，每跳一下，跳繩的軸都會(huì)轉(zhuǎn)一周，根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)我們可以聯(lián)想到電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)試方式，如紅外對(duì)管加光柵方式，或者是霍爾傳感器加磁盤方式。這里我打算選用紅外對(duì)管加光柵方式。下面開始設(shè)計(jì)電子計(jì)數(shù)的跳繩的原理圖。
一，跳繩下數(shù)采集方式的實(shí)現(xiàn)，選用紅外對(duì)管加光柵的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)檎D(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)需要檢測(cè)出，所以需要用到A,B相的方式，即電路上需要用到兩組紅外對(duì)管，又由于光柵在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，接收電路上出來(lái)的信號(hào)是正弦波信號(hào)，而給到單片機(jī)做計(jì)數(shù)處理的信號(hào)必須是高低電平，所以還要加一個(gè)信號(hào)波形整形電路，把正弦波轉(zhuǎn)換成方波，這里選用門極和反相器IC設(shè)計(jì)信號(hào)波形整形電路。參考電路如下：
二， 顯示電路的設(shè)計(jì)，需要把跳繩的信息顯示出來(lái)，這里選用OLED屏，功耗低，不需要背光電路，電路設(shè)計(jì)起來(lái)簡(jiǎn)單。參考電路如下所示：
三，電池的選擇，如果這個(gè)電子計(jì)數(shù)的跳繩是可以充電的，那么就選一種帶電池保護(hù)電路的鋰電池，這樣就不需要再另外加電池的保護(hù)電路在原理圖上，電池容量可以根據(jù)結(jié)構(gòu)的空間大小選擇。電池參考圖如下所示：
四，充電電路的設(shè)計(jì)，這里選用TP4054設(shè)計(jì)的電路設(shè)置成100mA充電電對(duì)電池充電，充電口選用MICRO USB，用安卓線插電腦就可以實(shí)現(xiàn)充電，方便你我他，因?yàn)榘沧砍潆娋€現(xiàn)在每家每戶都會(huì)有，十分常見。
展開 南科大劉奇航＆科羅拉多大學(xué)PRL：Kagome量子自旋液體的電子摻雜在帶隙中產(chǎn)生局域態(tài)
已被理論化的量子自旋液體為復(fù)雜的高溫超導(dǎo)機(jī)理提供了一種見解，前提條件是如果通過摻雜來(lái)調(diào)整電子計(jì)數(shù)至1e/site并且由此產(chǎn)生的載流子可以自由移動(dòng)。具有kagome晶格的Heisenberg反鐵磁體，例如Zn-Cu羥基鹵化物Herbertsmisite被實(shí)驗(yàn)證實(shí)具有若干個(gè)QSL的物理特性（如分?jǐn)?shù)激發(fā)），因此這類材料的摻雜性質(zhì)十分引人關(guān)注。然而，真實(shí)固體中的費(fèi)米能級(jí)（EF）通常不能通過任意提高電子計(jì)數(shù)來(lái)隨意移動(dòng)，因?yàn)橐?em>電子或空穴后的EF處在一個(gè)不同電子態(tài)內(nèi)，進(jìn)而可以改變化學(xué)鍵并造成原子位移，繼而得到一個(gè)自洽的新EF。因此，需要理論工作來(lái)理解和預(yù)測(cè)kagome QSL中載流子嵌入的作用，特別是局部結(jié)構(gòu)無(wú)序和可能的電子局域傾向。
【成果簡(jiǎn)介】
近日，南方科技大學(xué)劉奇航副教授和科羅拉多大學(xué)博爾德分校Alex Zunger教授（共同通訊作者）等人通過第一性原理的密度泛函計(jì)算對(duì)自相互作用進(jìn)行修正，證明了電子在一系列Zn-Cu羥基鹵化物中保持局域化的機(jī)理，與其摻雜劑的化學(xué)特性無(wú)關(guān)——形成伴隨晶格位移的極化子以及在電子加入時(shí)帶寬的急劇窄化。同樣的理論方法也適用于銅酸鹽Nd2CuO4的電子摻雜，當(dāng)摻雜至一定濃度，最初形成的極化子溶解為一種廣延態(tài)時(shí)，該銅酸鹽會(huì)產(chǎn)生一種金屬態(tài)，很好解釋了前人的實(shí)驗(yàn)。該研究發(fā)現(xiàn)解釋了各種“摻雜”量子磁性材料中的絕緣行為，而且證明了需要新型量子自旋液體宿主材料來(lái)實(shí)現(xiàn)自旋液體的金屬性。該研究成果以題為“Electron Doping of Proposed Kagome Quantum Spin Liquid Produces Localized States in the Band Gap”發(fā)表于Phy. Rev. Lett.上。
展開 [計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)]
時(shí)間頻率計(jì)量常用的計(jì)量器具主要包括：頻率合成器、石英晶體振蕩器、頻率計(jì)、通用電子計(jì)數(shù)器、秒表、時(shí)間間隔發(fā)生器、電子計(jì)時(shí)器、電話計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)裝置等。
7、電離輻射計(jì)量
也稱放射性計(jì)量，是對(duì)那些能直接或間接引起電離的輻射(X射線、γ射線、倫琴射線、鐳、鈾釷元素的中子輻射)進(jìn)行測(cè)量稱之為電離輻射計(jì)量。電離輻射計(jì)量分為適度計(jì)量（或稱強(qiáng)度計(jì)量）和劑量計(jì)量?jī)蓚€(gè)方面。它廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生（如服用同位素、肝掃描都必須劑量診斷準(zhǔn)確）、環(huán)保監(jiān)測(cè)、原子能發(fā)電、探礦、探傷、石油管道去污定位以及應(yīng)用于農(nóng)業(yè)上的育種等。電離輻射計(jì)量常用的計(jì)量器具主要包括：工作用γ射線輻射源、醫(yī)用CT掃描儀、輻射加工工作劑量計(jì)、X射線探傷機(jī)、X輻射防護(hù)儀器、劑量筆、γ輻射防護(hù)儀表、醫(yī)用診斷X輻射源、固體工作劑量計(jì)、化學(xué)工作劑量計(jì)、倫琴計(jì)等。
8、光學(xué)計(jì)量
光學(xué)計(jì)量主要包括光強(qiáng)、光通量、亮度、照度、色度、輻射度、感光度、激光等。光學(xué)計(jì)量應(yīng)用很廣泛，現(xiàn)代建筑物的建造要進(jìn)行光強(qiáng)度的計(jì)量，以達(dá)到規(guī)定的照度標(biāo)準(zhǔn)。在光譜學(xué)方面，需要測(cè)量光譜的光度。此外，軟片、膠卷的感光度、光學(xué)玻璃的折射率、染印、顏料、電影、電視都需要準(zhǔn)確的光度、色度、和色溫計(jì)量。在國(guó)防上，如導(dǎo)彈的導(dǎo)向、特種攝影等更需要對(duì)激光、紫外線、紅外線進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量。光學(xué)計(jì)量的基本單位是發(fā)光強(qiáng)度坎〔德拉〕,符號(hào)：cd。光學(xué)計(jì)量常用的計(jì)量器具主要包括：照度計(jì)、亮度計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)色板、色差計(jì)、測(cè)色光譜光度計(jì)、醫(yī)用激光源、焦度計(jì)、阿貝折射儀、角膜接觸鏡、瞳距測(cè)量?jī)x、驗(yàn)光機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)鏡片、光譜分析儀、光澤度計(jì)、汽車前照燈檢測(cè)儀等。
9、聲學(xué)計(jì)量
聲學(xué)計(jì)量是專門研究測(cè)量物質(zhì)中聲波的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)播、接收和影響特性。聲強(qiáng)、聲壓、聲功率是聲學(xué)計(jì)量中三個(gè)重要的基本參量，其中聲壓應(yīng)用最廣泛。
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【計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)】
時(shí)間頻率計(jì)量常用的計(jì)量器具主要包括：頻率合成器、石英晶體振蕩器、頻率計(jì)、通用電子計(jì)數(shù)器、秒表、時(shí)間間隔發(fā)生器、電子計(jì)時(shí)器、電話計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)裝置等。
7、電離輻射計(jì)量
也稱放射性計(jì)量，是對(duì)那些能直接或間接引起電離的輻射(X射線、γ射線、倫琴射線、鐳、鈾釷元素的中子輻射)進(jìn)行測(cè)量稱之為電離輻射計(jì)量。電離輻射計(jì)量分為適度計(jì)量（或稱強(qiáng)度計(jì)量）和劑量計(jì)量?jī)蓚€(gè)方面。它廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生（如服用同位素、肝掃描都必須劑量診斷準(zhǔn)確）、環(huán)保監(jiān)測(cè)、原子能發(fā)電、探礦、探傷、石油管道去污定位以及應(yīng)用于農(nóng)業(yè)上的育種等。電離輻射計(jì)量常用的計(jì)量器具主要包括：工作用γ射線輻射源、醫(yī)用CT掃描儀、輻射加工工作劑量計(jì)、X射線探傷機(jī)、X輻射防護(hù)儀器、劑量筆、γ輻射防護(hù)儀表、醫(yī)用診斷X輻射源、固體工作劑量計(jì)、化學(xué)工作劑量計(jì)、倫琴計(jì)等。
8、光學(xué)計(jì)量
光學(xué)計(jì)量主要包括光強(qiáng)、光通量、亮度、照度、色度、輻射度、感光度、激光等。光學(xué)計(jì)量應(yīng)用很廣泛，現(xiàn)代建筑物的建造要進(jìn)行光強(qiáng)度的計(jì)量，以達(dá)到規(guī)定的照度標(biāo)準(zhǔn)。在光譜學(xué)方面，需要測(cè)量光譜的光度。此外，軟片、膠卷的感光度、光學(xué)玻璃的折射率、染印、顏料、電影、電視都需要準(zhǔn)確的光度、色度、和色溫計(jì)量。在國(guó)防上，如導(dǎo)彈的導(dǎo)向、特種攝影等更需要對(duì)激光、紫外線、紅外線進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量。光學(xué)計(jì)量的基本單位是發(fā)光強(qiáng)度坎〔德拉〕,符號(hào)：cd。光學(xué)計(jì)量常用的計(jì)量器具主要包括：照度計(jì)、亮度計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)色板、色差計(jì)、測(cè)色光譜光度計(jì)、醫(yī)用激光源、焦度計(jì)、阿貝折射儀、角膜接觸鏡、瞳距測(cè)量?jī)x、驗(yàn)光機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)鏡片、光譜分析儀、光澤度計(jì)、汽車前照燈檢測(cè)儀等。
9、聲學(xué)計(jì)量
聲學(xué)計(jì)量是專門研究測(cè)量物質(zhì)中聲波的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)播、接收和影響特性。聲強(qiáng)、聲壓、聲功率是聲學(xué)計(jì)量中三個(gè)重要的基本參量，其中聲壓應(yīng)用最廣泛。
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