一种基于离子型电致动聚合物的LED灯控制电路制造技术

本发明专利技术涉及一种基于离子型电致动聚合物的LED灯控制电路，属于智能材料应用技术领域。该控制电路包括红外遥控器1、便携式离子型电致动聚合物驱动测试装置2、离子型电致动聚合物3、LED灯电路4、LED灯5、锂离子电池6。离子型电致动聚合物包括离子聚合物金属复合材料IPMC、巴基凝胶(Bucky gel)驱动器等电致动材料。通过红外遥控器1遥控便携式离子型电致动聚合物测试装置2发出驱动信号，驱动离子型电致动聚合物3变形，使得电路4闭合与断开，LED灯5发光和熄灭。所述的LED灯控制电路采用了离子型电致动聚合物3作为控制开关，该控制电路简易，减少了LED灯的功率损耗，节省了能源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能材料应用领域，具体涉及一种基于离子型电致动聚合物的LED灯控制电路。
技术介绍
离子型电致动聚合物通过聚合物中的离子移动来驱动执行器，往往需要相对较低的电压和较大的电流，需要持续供能来维持形状，具有质量轻、驱动电压低、位移大、无噪声、驱动能量密度高等优点，在微驱动、传感器和医用高分子材料等方面有广泛的应用前景。典型的例子有导电聚合物、离子聚合物-金属复合材料和响应性凝胶。(1ShahinpoorM,KimKJ.Ionicpolymer–metalcomposites:IV.Industrialandmedicalapplications.SmartMaterialsandStructures,2005,14(1):197-214.2LuL,ChenW.Biocompatiblecompositeactuator:asupramolecularstructureconsistingofthebiopolymerchitosan,carbonnanotube,andanionicliquid.AdvancedMaterials,2010,22:3745-3748.3BaughmanRH,CuiC,ZakhidovAA,LqbalZ,BarisciJN,SpinksGM,WallaceGG,MazzoldiA,RossiDD,RinzlerAG,JaschinskiO,RothS,KerteszM.Carbonnanotubeactuators.Science,1999,284:1340-1344.)。LED灯正逐步取代传统的白炽灯照明设备具有功耗小，寿命长的优点，但是LED灯在应用过程中消耗电池能量，对电池寿命产生一定影响，需要注意延长电池的使用寿命，对LED灯进行有效控制(徐明源.具节能功能的LED灯控制电路及其节能控制方法.200810301350.6)，目前LED灯的控制开关电路包括通过单片机控制继电器闭合电路(李建军,刘春庆,刘祖社,桑旭春,邱纯勇.一种LED驱动电源用单片机控制电路.201220233564.6)，使用恒流开关技术提供闭环控制的电路(阿兰·麦克尔·鲁克,伊布拉辛·S·坎达.闭环电流控制电路及方法.03819789.8)，通过控制电路输出低电平信号与PWM信号交替变换的控制信号(徐明源.具省电功能的LED灯控制电路.200810301327.7)，有复杂的变换电路，消耗大量的能源，有必要提供一种新的功率有效、节省能源的方案。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术的问题，本专利技术提供一种基于离子型电致动聚合物的LED灯控制电路，通过用离子型电致动聚合物作为控制开关，控制LED灯电路的闭合与断开，解决了现有技术的不足。技术方案：一种基于离子型电致动聚合物的LED灯控制电路，其特征在于，包括红外遥控器、电致动聚合物驱动测试装置、电致动聚合物、LED灯电路、LED灯、锂离子电池；红外遥控器控制测试装置发出驱动信号，驱动电致动聚合物弯曲变形；电致动聚合物的变形使得电路闭合或断开，控制LED灯的发光和熄灭；所述电致动聚合物为离子型电致动聚合物，包括离子聚合物金属复合材料IPMC、巴基凝胶驱动器。进一步的，所述电致动聚合物驱动测试装置包括夹持部件和控制系统；所述夹持部件包括：夹具体上部和夹具体下部，夹具体上部的中部和夹具体下部的中部通过轴连接；夹具体上部的尾部和夹具体下部的尾部通过用于产生预载力的压簧连接；夹具体上部的头部安装有用于装夹离子型电致动聚合物的电极，夹具体下部的头部安装有电极基座；所述控制系统包括：微控制单元、D/A转换芯片、差分放大单元、电源管理单元、控制开关和MicroUSB接口。控制系统包括红外遥控和非红外遥控两种，可以发出正弦波、方波、直流电压。进一步的，所述离子型电致动聚合物为氮掺碳纳米笼增强的离子聚合物金属复合材料。进一步的，所述离子型电致动聚合物为壳聚糖聚合物碳离子液体电极驱动器，所述碳包括碳纳米管(MWCNT)和石墨烯(GS)。进一步的，离子型电致动聚合物的制备方法包括以下步骤：1)氮掺碳纳米笼通过MgO模板方法，吡啶作为前驱体；2)将氮掺碳纳米笼均匀分散于Nafion溶液中，含量分别为0.1wt％和0.2wt％，磁力转子搅拌2h，超声分散1h以获得均匀溶液；3)将步骤2)获得的均匀溶液倾倒至硅橡胶模具，置于烤箱，在70℃下干燥16h，在150℃下退火8min；获得含量分别为0.1wt％和0.2wt％的氮掺碳纳米笼增强Nafion膜；4)通过化学镀的方法在氮掺碳纳米笼Nafion膜两侧沉积铂金属；5)将获得复合薄膜浸泡于1.5MLiCl溶液中，于烤箱中30℃下烘烤3d，进行Li离子交换，获得氮掺碳纳米笼增强的离子聚合物金属复合材料。有益效果：本专利技术采用离子型电致动聚合物作为控制开关，该控制电路可以通过红外遥控电致动聚合物测试装置中控制系统发出驱动信号，驱动电致动聚合物产生变形，从而控制LED灯电路的闭合和断开，该LED灯控制电路简单，无需增加额外调光元件，减少了LED灯的功率损耗，节省了能源，从而延长了LED灯的工作时间，增加了电池寿命。附图说明图1为氮掺碳纳米笼表面形貌.(a～d)SEM；(e)TEM；(f)高分辨率TEM图2为纯Nafion膜和氮掺碳纳米笼增强Nafion膜的断面SEM图片.图中(a,b)为纯Nafion膜；图中(c～f)为氮掺碳纳米笼含量为0.1wt％的Nafion膜；图中(g,h)氮掺碳纳米笼含量为0.2wt％的Nafion膜图3为纯Nafion和氮掺碳纳米笼增强的Nafion膜的力-位移曲线图4为氮掺碳纳米笼含量为0.1wt％的IPMC的SEM图片.图中(a)为断面；(b)为铂电极的断面；(c)为电极和Nafion膜的交界面；(d)为铂电极的表面图5为纯Nafion和氮掺碳纳米笼增强的Nafion膜驱动器的驱动性能图中(a)为最大位移和电压的关系；(b)为正弦电压(2.5V，0.1Hz)下的谐振位移响应；(c)为最大输出力和电压的关系；(d)为正弦电压(2.5V，0.1Hz)下5个周期的力输出图6为壳聚糖聚合物多壁碳纳米管-离子液凝胶电极Buckygel驱动器的断面SEM.图中(a)为驱动器整体断面SEM；(b)为多壁碳纳米管-离子液凝胶电极的断面SEM图7为壳聚糖聚合物多壁碳纳米管-离子液凝胶电极Buckygel驱动器的输出位移性能曲线.图中(a)为电压幅值4Vrms,频率0.1Hz；(b)为电压幅值5Vrms,频率0.1Hz；(c)为电压幅值6Vrms,频率0.1Hz；(d)为电压幅值7Vrms,频率0.1Hz图8为壳聚糖聚合物石墨烯-离子液凝胶电极Buckygel驱动器的断面SEM图中(a)为驱动器断面SEM；(b)为石墨烯-离子液凝胶电极的断面SEM图9为不同正弦电压(4，5，6，7V，0.1Hz)下石墨烯Buckygel电致动器的位移.图中(a)为应变与时间的曲线；(b)为十个周期内的最大应变图10为实施例1，回路由电致动聚合物上下表面连接图11为实施例2，回路由电致动聚合物上表面连接图12为实施例3，回路由电致动聚合物下表面连接具体实施方式下面结合附图对本专利技术做更进一步的解释。一种基于离子型电致动聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于离子型电致动聚合物的LED灯控制电路，其特征在于，包括红外遥控器(1)、电致动聚合物驱动测试装置(2)、电致动聚合物(3)、LED灯电路(4)、LED灯(5)、锂离子电池(6)；红外遥控器(1)控制测试装置(2)发出驱动信号，驱动电致动聚合物(3)弯曲变形；电致动聚合物(3)的变形使得电路(4)闭合或断开，控制LED灯(5)的发光和熄灭；所述电致动聚合物(3)包括离子型电致动聚合物，包括离子聚合物金属复合材料IPMC、巴基凝胶驱动器。

【技术特征摘要】
1.一种基于离子型电致动聚合物的LED灯控制电路，其特征在于，包括红外遥控器(1)、电致动聚合物驱动测试装置(2)、电致动聚合物(3)、LED灯电路(4)、LED灯(5)、锂离子电池(6)；红外遥控器(1)控制测试装置(2)发出驱动信号，驱动电致动聚合物(3)弯曲变形；电致动聚合物(3)的变形使得电路(4)闭合或断开，控制LED灯(5)的发光和熄灭；所述电致动聚合物(3)包括离子型电致动聚合物，包括离子聚合物金属复合材料IPMC、巴基凝胶驱动器。2.如权利要求1所述的一种基于离子型电致动聚合物的LED灯控制电路，其特征在于，所述电致动聚合物驱动测试装置(2)包括夹持部件和控制系统；所述夹持部件包括：夹具体上部(2-1)和夹具体下部(2-2)，夹具体上部的中部和夹具体下部的中部通过轴(2-3)连接；夹具体上部的尾部和夹具体下部的尾部通过用于产生预载力的压簧(2-4)连接；夹具体上部的头部安装有用于装夹离子型电致动聚合物的电极(2-5)，夹具体下部的头部安装有电极基座(2-6)；所述控制系统包括：微控制单元、D/A转换芯片、差分放大单元、电源管理单元、控制开关和Micro-USB接口。所述控制系统包括红外遥控和非红...

【专利技术属性】
技术研发人员：何青松，于敏，杨旭，张梦，戴振东，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32