不用电池的电子指示牌

山东省青岛古镇口海军中学 王功韩

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电子指示牌是一种可以代替传统价格牌、工牌等纸质指示牌的新型指示牌。随着社会的发展，在一些流动性较大以及需要工牌显示更多内容且显示内容需频繁更改的行业，电子指示牌已经初步替代了普通纸质指示牌。

例如，零售行业的商品种类和数量急剧增加，商品价签需要频繁更新。采用传统的纸质标签不仅会浪费大量的纸质资源，还会消耗大量的人力成本。因此，我研制了一种不用电池的电子指示牌，它能任意更改显示的内容，又无需使用电池，环保方便。

一、方案设计

本设计利用墨水屏无需电池即可显示的特点实现内容显示，采用无线供电的方式提供电能，采用无线通信的方式传输显示内容。其中，无线供电利用法拉第电磁感应原理，当发射端为线圈提供一个高频交流电压，在线圈周围会产生变化的磁场。此时如果接收端线圈处于发射端线圈附近，两个线圈之间就会发生电磁感应现象。这样就实现了从发射端到接收端的能量传输。

不用电池的电子指示牌由墨水屏、Arduino、无线供电接收模块、无线通信模块组成，配置终端由显示屏、无线供电发射模块、无线通信模块、锂电池等组成。硬件框图如图1、图2 所示。

图1 不用电池的电子指示牌硬件框图

图2 不用电池的电子指示牌配置终端硬件框图

二、使用流程

1.在电子指示牌的配置终端，利用触摸显示屏配置需要显示的文字、图片等。

2.将配置终端靠近电子指示牌，配置终端将利用无线供电模块向电子指示牌提供电能，同时将更改后的数据内容通过无线模块传递给电子指示牌。

3.接收数据后，电子指示牌的墨水屏在几秒内完成刷新。

4.移开电子指示牌配置终端，电子指示牌墨水屏的内容将持续显示半年以上。

三、总结与展望

在制作不用电池的电子指示牌的过程中，我学习了电路的搭建、烙铁焊接和程序编写，收获了知识，提高了动手能力。

下一步，我将利用3D 打印技术设计外壳，使作品更美观。

专家点评

通过“不用电池的电子指示牌”项目，我们认识了这位具有解决问题意识且综合实践能力突出的王功韩同学，该项目凸显了他在相关电子技术方面的知识、能力的专长，对他在科创方面的成长来说很有积极意义。正因为如此，提出几点建议与大家商榷。

其一，关于这个项目的名称，怎样设置才更科学、更准确呢？是否将“电子指示牌”换成“电子显示牌”？因为电子指示牌大都为提示方位或方向的，而显示牌可能与作者所指的商品价格的呈现功能更贴近一些。

其二，简单是发明的真谛。这个项目不用电池，按照王功韩同学的技术方案可以实现。但是用电池好还是不用电池好，从经济、实用的角度考虑，到底哪个优势会更明显？

其三，青少年的发明活动特别要求学生要自己选题、自己设计、自己制作。从王功韩同学这个项目的介绍来看，技术应用方面说得较清楚，但自己如何选取这项课题、又是怎样完成的体现得还不够。希望大家在这方面引起注意。