1作品介紹

目前市場(chǎng)上的室內(nèi)水景產(chǎn)品缺少互動(dòng)方式，大多數(shù)僅具有觀賞功能，其主要原因是針對(duì)水的檢測(cè)模塊無(wú)法同時(shí)滿足檢測(cè)精度高、防水性好、小型經(jīng)濟(jì)等要求，為此，本水音符項(xiàng)目特地應(yīng)用價(jià)格較低、市場(chǎng)較常見(jiàn)的微型聲音傳感器，利用其在靠近聲源處信號(hào)較強(qiáng)的特點(diǎn)，制作出了一種薄膜振動(dòng)式水柱檢測(cè)模塊，并將其應(yīng)用于實(shí)景之中，從而創(chuàng)造出了一種全新的互動(dòng)水景。

傳統(tǒng)噴泉僅適用于大型廣場(chǎng)，故室內(nèi)噴泉極少，本項(xiàng)目通過(guò)合理的布局設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)出了全新的互動(dòng)功能等方式，并很:好地整合了觀賞性及互動(dòng)性，可以滿足客戶對(duì)于室內(nèi)水景的要求。由于此作品外觀優(yōu)美、技術(shù)可靠、互動(dòng)性強(qiáng)，適用范圍廣,故可廣泛用于酒店、辦公室大廳或展覽館、博物館等場(chǎng)所。

本水音符整合了噴泉水景、電子琴、霧化器、燈光效果等元素于一體，主要在互動(dòng)性方面較傳統(tǒng)水景有了很大提升。最重要的特點(diǎn)是：它的8根水柱可以作為琴弦來(lái)彈奏，當(dāng)用手觸摸或者撥動(dòng)水柱時(shí)，整個(gè)水音符就成了一架樂(lè)器。在不進(jìn)行互動(dòng)時(shí)，它還可以自動(dòng)檢測(cè)人員靠近、時(shí)鐘整點(diǎn)等信息，進(jìn)而通過(guò)8根水柱不同造型及對(duì)應(yīng)燈光效果來(lái)表現(xiàn)。而在有人靠近時(shí)，噴泉就會(huì)開(kāi)啟呼吸燈效果，水柱也開(kāi)始間隔噴出，以吸引人員與其進(jìn)行互動(dòng)。

水音符外形美觀，可以作為室內(nèi)裝飾布景使用，同時(shí)又突破了傳統(tǒng)水景不能互動(dòng)的問(wèn)題，使人可以充分地享受到賞玩室內(nèi)噴泉的快樂(lè)。由于互動(dòng)性突出，它也可以放在室外或者公共場(chǎng)合，以起到吸引眼球、制造氣氛的作用。圖1所示是其水音符實(shí)物模型圖。

圖1實(shí)物模型圖

2技術(shù)原理說(shuō)明

2.1技術(shù)概述

由若干個(gè)傳統(tǒng)的噴泉水泵制造出若干穩(wěn)定的水柱，這些水柱以拋物線等形式分布在產(chǎn)品面積內(nèi)。在這些水柱的落點(diǎn)處，放置基于聲波振動(dòng)傳感器的檢測(cè)裝置，用以感知是否有水流落到該處，連續(xù)或者斷續(xù)的水流落到檢測(cè)裝置上，檢測(cè)裝置將產(chǎn)生不同波形的電信號(hào)。整個(gè)噴泉水琴以單片機(jī)為核心,結(jié)合一系列外圍驅(qū)動(dòng)電路組成控制系統(tǒng)。由電子琴IC組成的琴音發(fā)聲模塊也由單片機(jī)控制。

2.2科學(xué)，性論證

制作水音符的科學(xué)性考慮主要基于以下幾點(diǎn)：

（1）水作為生活中的基本元素十分常見(jiàn)，實(shí)驗(yàn)途徑多，可參考資料多；

（2）通過(guò)示波器觀察實(shí)驗(yàn)中使用的檢測(cè)模塊，可知該模塊信號(hào)良好，且不同電信號(hào)區(qū)別較大，便于檢測(cè)和控制；

（3）微型泵水柱較穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)測(cè)試確定，可無(wú)需加裝閥門控制，簡(jiǎn)單易行。

本發(fā)明的目的是做出一種可以感知人是否干涉噴泉水柱,從而控制揚(yáng)聲器是否發(fā)出琴聲的噴泉水琴。

3具體實(shí)施

3.1整體控制特征

本水音符由單片機(jī)控制系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、水泵、傳感器檢測(cè)模塊、電子琴發(fā)聲模塊構(gòu)成。其控制框圖如圖2所示。由單片機(jī)控制系統(tǒng)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)若干個(gè)傳統(tǒng)的噴泉水泵制造出若干穩(wěn)定的水柱，這些水柱以拋物線等形式分布在產(chǎn)品面積內(nèi)，在這些水柱的落點(diǎn)處，放置基于聲波振動(dòng)傳感器的檢測(cè)裝置，檢測(cè)裝置與單片機(jī)連接，用以感知是否有水流落到該處(連續(xù)或者斷續(xù)的水流落到檢測(cè)裝置上，檢測(cè)裝置將產(chǎn)生不同波形的電信號(hào))。這些信號(hào)輸入單片機(jī)后，單片機(jī)系統(tǒng)將對(duì)信號(hào)波形特征進(jìn)行分析，最終判斷出水柱是否被人干涉，從而作出是否控制揚(yáng)聲器發(fā)聲的決定。

3.2傳感器檢測(cè)模塊

本水音符系統(tǒng)中的傳感器檢測(cè)模塊的基本結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

其功能是把噴泉水柱下落時(shí)的沖擊力轉(zhuǎn)換成單片機(jī)系統(tǒng)能夠讀取的數(shù)字信號(hào)，以供單片機(jī)程序進(jìn)行分析處理。整個(gè)傳感器檢測(cè)模塊由震動(dòng)膜、聲音傳感器、防水共振腔體組成。其工作原理是：噴泉水柱下落時(shí)擊打震動(dòng)膜，震動(dòng)膜將震動(dòng)擴(kuò)大并傳至聲音傳感器，聲音傳感器檢測(cè)到震動(dòng)時(shí)將輸出TTL低電平信號(hào)，若未檢測(cè)到震動(dòng)，則輸出高電平信號(hào)。

圖4和圖5分別是水柱未受干涉和水柱受到人的干涉兩種情況下檢測(cè)模塊所產(chǎn)生的兩種不同信號(hào)波形。

圖4未受干涉的連續(xù)水柱沖擊產(chǎn)生的信號(hào)波形

圖5水柱受到干涉產(chǎn)生的持續(xù)高電平波形

4創(chuàng)新點(diǎn)和應(yīng)用前景

4.1主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

目前市場(chǎng)上室內(nèi)水景中互動(dòng)方式有限，主要原因是應(yīng)用于水的檢測(cè)模塊無(wú)法同時(shí)滿足檢測(cè)精度高、防水性好、小型經(jīng)濟(jì)等要求。本項(xiàng)目成本較低，應(yīng)用市場(chǎng)較常見(jiàn)的微型聲音傳感器，利用其在靠近聲源處信號(hào)較強(qiáng)的特點(diǎn)，制作出了一種薄膜振動(dòng)式水柱檢測(cè)模塊，并將其應(yīng)用于實(shí)景之中，從而創(chuàng)造出了一種全新的互動(dòng)水景。

4.2應(yīng)用前景

本作品通過(guò)合理的布局設(shè)計(jì)和全新的互動(dòng)功能等方式很

好地整合了觀賞性及互動(dòng)性，很好地滿足了客戶對(duì)于室內(nèi)水景的要求。由于本作品外觀優(yōu)美、技術(shù)可靠、互動(dòng)性強(qiáng)，因而可以廣泛適用酒店、辦公室大廳或展覽館、博物館等場(chǎng)所。

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