мобильный репетитор

Формула изобретения

1. Мобильный репетитор в виде печатного издания со звуковым сопровождением, содержащий встроенную электронную схему, состоящую из страниц-шаблонов печатного издания, образующих клавиатуру выбора звукового фрагмента, причем каждый лист указанного печатного издания состоит из трех вместе склеенных листов, на верхний и нижний листы полиграфическим способом нанесен текст, верхний и нижний листы с текстом приклеены к подложке, на которую нанесены токопроводящие дорожки с точками активации, расположенными рядом с соответствующим словом, и сопротивления Rx, соответствующие каждому слову из указанного текста, а подготовленные таким образом листы соединены объединяющей прокладкой в виде гармошки, на которую нанесены токопроводящие полоски алюминиевой фольги, полоски фольги изолированы поперечными полосками диэлектрическим лаком таким образом, чтобы обеспечить последовательное соединение резисторов Rx, также указанное печатное издание включает измеритель сопротивления, блок формирования адреса звукового фрагмента, модуль выбора страниц и слов, накопитель памяти - банк записанных звуковых фрагментов, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), усилитель звуковой частоты, передатчик FM диапазона с антенной, управляющий электрод, выполненный в виде удлиненного стержня и блок питания, при этом один конец управляющего электрода связан проводником с отрицательным полюсом блока питания, который обеспечивает функционирование всех составных частей мобильного репетитора, а второй конец управляющего электрода пользователь использует для замыкания электрической цепи «отрицательный полюс блока питания - точка активации», точка активации соединена через сопротивление Rx с входом измерителя сопротивления, результатом измерения которого является цифровой код, передаваемый на вход блока формирования адреса звукового фрагмента, в котором формируется двоичный код, соответствующий указанному пользователем слову, причем каждой точке активации на одной странице соответствует свой, отличный от других, номинал сопротивления Rx, и передают в накопитель памяти банк записанных звуковых фрагментов для выбора звуковых фрагментов, выбранный звуковой фрагмент в цифровом виде передают на вход ЦАП, после преобразования звуковой фрагмент в аналоговом виде подают на вход усилителя звуковой частоты, где после соответствующего усиления и сглаживания звуковой фрагмент, соответствующий обозначенному управляющим электродом слову, подают на вход передатчика FM диапазона для передачи в эфир через антенну и на низкочастотный выход для использования кабельных наушников.

2. Мобильный репетитор по п.1, отличающийся тем, что токопроводящий слой нанесен любым из перечисленных способов: красной офсетной печатью, шелкографией, гальваникой, фольгированием, наклейкой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к печатной продукции, в частности к книгам (печатным изданиям) с функцией звукового сопровождения напечатанной информации и с возможностью делать выборку звукового сопровождения по блокам слов и по отдельным словам на каждой странице в процессе работы с печатным материалом.

Основное направление применения изобретения заключается в использовании звукового сопровождения в образовательно-методических целях, при изучении иностранных языков с помощью словарей, в детских изданиях - иностранный язык в картинках, в изданных книгах на иностранных языках со звуковым сопровождением диалогов и абзацев.

Из патентной литературы известно устройство с электропроводными структурами, издающими звуковой сигнал, которые прикреплены внутри предметов (одежды) для создания токоведущей дорожки, чтобы обеспечить путь прохождения электрического тока в предметах (одежде).

(Опубликованная заявка РФ №95122283, 1997).

Однако из уровня техники не следуют решения технической задачи, поставленной изобретателем в настоящем изобретении.

Постановка задачи:

- разработать устройство для изучения, например, иностранного языка, сочетающее в себе в качестве основы книгу (информация на бумажном носителе) и сопряженное с бумажным носителем электронное устройство, в памяти которого содержится аудиоинформация, изложенная в печатном издании.

- при эксплуатации книги обеспечить возможность выводить на наушники аудиосодержание книги путем прикосновения ручкой к слову или абзацу. Для этого необходимо:

1. Сделать лист (основа книги), который содержал бы в себе токопроводящие дорожки, подводимые к каждому слову. Исполнить лист бумаги с токопроводящими дорожками технологиями радиоэлектроники не сложно, но очень дорого, в то время как цена полиграфии применительно к книжным печатным изданиям не должна быть большой.

В ходе НИОКра была разработана технология создания листа, которая вписывается по цене и качеству и обеспечивает подводку управляющего сигнала к каждому слову. Снижение себестоимости производства страниц в сотни раз позволило использовать эту технологию для производства озвученных книжных изданий.

2. Организовать качественную стыковку бумажной основы книги с микрочипом, содержащим аудиосопровождение напечатанного материала. Удалось разработать технологию без спаечного соединения, при котором обеспечивается надежная работа устройства. Соединение обеспечивается путем наложения бумаги лист на лист, на листах нанесены дорожки методом вакуумного напыления алюминиевой фольги.

3. Следующая решенная сложность - исполнение устройства в виде носимого (мобильного) изделия удобного для использования дома, в офисе и в транспорте. Потребовало пересмотра номенклатуры используемых материалов с целью снижения энергопотребления.

Концепция озвучивания книжной продукции потребовала разработку новой (технологии) полиграфической составляющей, присоединения модулей памяти и цифрового проигрывателя в одном изделии. Успешное решение этой задачи в предлагаемом изделии в свою очередь позволит построить образовательный процесс на принципиально новом технологическом уровне.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где на:

фиг.1 представлена общая структурная схема устройства;

фиг.2 макет собранного устройства, вид сбоку;

фиг.3 книга в сборе, вид сбоку;

фиг.4 последовательность сбора страниц, вид сверху;

фиг 5 соединение элементов книги при использовании технологии фольгированной полосы;

фиг.6 шаблон дорожек, правая сторона с текстом;

фиг.7 шаблон дорожек, левая сторона с текстом;

фиг.8 шаблон дорожек, левая страница;

фиг.9 шаблон дорожек, правая страница;

фиг.10 шаблон дорожек под фольгу, левая страница;

фиг.11 шаблон дорожек под фольгу, правая страница;

фиг.12 шаблон дорожек гармошки под фольгу.

Сущность изобретения

Мобильный репетитор содержит печатное издание со встроенной единой электронной функциональной схемой в виде напечатанной и озвучиваемой информации, состоящей из страниц-шаблонов печатного издания, образующих клавиатуру выбора звукового фрагмента, блока формирования адреса звукового фрагмента, модулей выбора страниц и слов, накопителя памяти - банка записанных звуковых фрагментов, связанного с цифроаналоговым преобразователем, усилителем звуковой частоты и передатчиком FM-диапазона с антенной, образующих блок хранения звукового фрагмента, управляющую ручку, связанную с клавиатурой выбора звукового фрагмента, и блок питания.

В страницы печатного издания встроены токопроводящие слои, обеспечивающие соединение слова с банком записанных звуковых сигналов.

Токопроводящий слой нанесен красной офсетной печатью, шелкографией, гальваникой, фольгированием и наклейкой.

Устройство состоит из: клавиатуры выбора фрагмента (1), блока хранения звукового фрагмента (2), книги - полиграфическое изделие (3), передающих устройств FM-диапазона (4) и блока питания (5). В свою очередь клавиатура выбора фрагмента состоит из модуля выбора слов (6), модуля измерителя сопротивления (7) и блока формирования адреса звукового фрагмента (8). В блок хранения звукового фрагмента (2) входит накопитель памяти - бланк запасных звуковых фрагментов (9), цифроаналоговый преобразователь (10) - ЦАП, усилитель звуковой частоты (11) и передатчик FM-диапазона (4) с антенной (12). Макет собранного устройства книги (3) (см. фиг.2) содержит переплет (13), элементы питания (14), модули А и Б (15), фольгированную полосу соединительную (16), проложенную между листами, токосъемники (17), шлейф проводов (18) в модуль выбора страниц и болты крепления (19). Проводники вклеены в лист, подведены на каждую страницу к каждому слову. Клавиатура выбора фрагмента (1) снабжена управляющим электродом - «ручкой» (20).

Мобильный репетитор представляет собой устройство, состоящее из набора электронных и полиграфических (механических) материалов, которое, работая в собранном виде, обеспечивает звуковое сопровождение печатного издания (книги, журнала) и встроено в переплет печатной продукции.

Активация функций звукового сопровождения происходит путем прикосновения ручки (20) (управляющего электрода, исполненного в виде удлиненного стержня, напоминающего шариковую ручку) к точке, расположенной рядом со словом, напечатанным на нужной странице. При прикосновении программная часть вырабатывает код адреса, который, обращаясь в накопитель памяти, выбирает необходимый файл, содержащий звучание соответствующего слова, и выдает его на усилитель звуковой частоты.

Принятие сигнала пользователем возможно тремя способами:

1. На головные наушники по проводу, подключенному в специальное гнездо в корпусе переплета книги (не показано).

2. На FM-приемник в комплекте с наушниками.

3. На FM-приемник стационарной аудиосистемы (музыкального центра).

Осуществление изобретения.

В начале использования устройства пользователь открывает книгу на нужной странице. После открытия книги на нужной странице пользователь должен прикоснуться управляющей ручкой (20) (управляющий электрод, который подключен к отрицательному полюсу источника питания и исполнен в виде удлиненного стержня, напоминающего шариковую ручку) - далее «ручкой», к полю (21) активизации слова (круг - поле, расположенное рядом с напечатанным словом). При прикосновении управляющей ручкой к какому-нибудь из полей проводник, подведенный к слову, передает сигнал прикосновения на блок формирования адреса звукового фрагмента. Матрица выбора адреса состоит из резисторов, соединенных в последовательную электрическую цепь и разнесенных на 46 шлейфов по количеству контактных площадок на странице. Каждый резистор калиброванным сопротивлением отличается от последующего на фиксированную величину, таким образом, сопоставлен номер страницы величине сопротивления измеряемого шлейфа. После измерения сопротивления запитанного шлейфа цифровой код - результат измерения, передается на вход блока формирования адреса звукового фрагмента, в котором формируется двоичный код, соответствующий уникальному слову, расположенному на конкретной странице. Сформированный код передается в накопитель памяти - банк записанных звуковых фрагментов, для выбора звукового фрагмента. Выбранный фрагмент в цифровом виде передается на цифроаналоговый преобразователь, где происходит преобразование из двоичного кода в синусоиду, модулированную голосом. Звуковой фрагмент в аналоговом виде поступает на входной каскад усилителя звуковой частоты, усилитель сглаживает неровности (погрешности ЦАП) сигнала и выставляет требуемую амплитуду, которая подается на вход передатчика FM-диапазона для передачи на стационарный музыкальный центр со встроенным FM-приемником либо на переносной FM-приемник. Конструктивно учтен низкочастотный выход для использования кабельных наушников (22).

Программное обеспечение модуля выбора слов отвечает за коммутацию входов шлейфов (последовательной цепи резисторов). В режиме ожидания управляющего напряжения программное обеспечение опрашивает 521 раз каждый из 46 шлейфов. При обнаружении управляющего напряжения на каком-нибудь из шлейфов ПО коммутирует этот шлейф на вход измерительного устройства (омметра). Омметр, построенный на микрочипе, производит точное измерение сопротивления, результат произведенного измерения позволяет идентифицировать слово с вероятностью 1/600. После идентификации слова модуль выбора слов формирует двоичный код в формате файловой системы модуля накопителя памяти и передает код слова в банк памяти, где хранятся звуковые фрагменты, соответствующие напечатанному тексту книги. Программное обеспечение контролера модуля памяти принимает код «слова», содержащий адрес звукового фрагмента, производит сравнение по таблице соответствия кода фрагменту и после обнаружения необходимого фрагмента разрешает передачу потока данных на вход цифроаналогового преобразователя (ЦАП). ЦАП выполняет преобразование данных, представленных в цифровом виде, в аналоговый вид и передает последовательность на усилитель НЧ для последующего сглаживания и установки требуемой для последующих модулей амплитуды сигнала. ПО контролера модуля памяти также отвечает за логическое выравнивание длин фрагментов и сведение всех фрагментов к типовым контрольным суммам для быстроты выбора.

Каждый лист книги состоит из 3 вместе склеенных листов. На верхний и нижний листы наносится текст. Верхний и нижний листы с текстом наклеиваются (кэшируются) на подложку, на которую нанесены токопроводящие дорожки и сопротивление Rx, соответствующие каждому слову. После кэширования листы обрабатываются и складываются один на другой в единую книгу.

На подложке в перелете на каждую токопроводящую полоску наносится сопротивление Rx, которое представляет собой полоску специальной токопроводящей массы толщиной в 22 микрона (фиг.8 и 9).

Соединение листов выполнено объединяющей прокладкой в виде гармошки (см. фиг.12), на которую нанесены токопроводящие полоски алюминиевой фольги. Полоски фольги изолированы поперечными полосками диэлектрическим лаком таким образом, чтобы обеспечить последовательное соединение резисторов Rx.

Конструктивно устройство смонтировано на двух платах размером 26×200 мм и помещено в контейнер 30×205×35 мм. Параллельно с платами расположены элементы питания 3×1,5 В.

Устройство размещается в переплете книги. Общий размер книги 180×210 мм.

Исполнение технологии соединения страниц, как и исполнение самих страниц, возможно различное.

Отработаны разные технологии исполнения страниц и нанесения на них токопроводящего слоя:

1. Нанесение токопроводящего слоя токопроводящей краской офсетным и шелкографическим (трафаретным) способом.

2. Нанесение токопроводящего слоя гальваническим способом на синтетической бумаге.

3. Нанесение токопроводящего слоя фольгированием дорожек алюминиевой фольгой наклейкой.

Мобильный репетитор работает в двух основных режимах:

1) Режим обычной книги подразумевает использование мобильного репетитора как обычное печатное издание.

2) Режим говорящего репетитора подразумевает использование печатного издания, задействуя встроенные возможности прослушивать звуковое сопровождение напечатанного материала через наушники или стационарную радио систему.

Режим говорящего репетитора

В момент открывания книги устройство, встроенное в переплет и предназначенное для воспроизведения звуковых фрагментов, находится в слип-режиме. В слип-режиме никакие звуковые фрагменты не передаются на наушники или радиосистему, для предохранения от случайного срабатывания страницы деактивированы и не отвечают на воздействие, если прикасаться управляющей ручкой к точкам активации слов.

Для использования книги необходимо открыть изделие на нужной странице и прикоснуться управляющей ручкой к точке активации слова. Точка активации слова расположена напротив слов. При прикосновении к точке соответствующего слова устройство выбирает звуковой фрагмент из памяти и передает его на передатчик. Для прослушивания звуковых фрагментов используются стандартные FM-приемники, которые имеются в любой стереосистеме. Настроив приемник на частоту, например 78 Мгц±1, пользователь услышит озвученное голосом диктора звуковое соответствие изложенного в книге материала.

В издания «Мобильный репетитор» различных модификаций внесены изменения, отвечающие требованиям материала книги.

Таким образом, в художественной книге серии «Мобильный репетитор», написанной на английском (или ином) языке, озвучены не слова, а абзацы. Таким образом, можно прослушивать целый абзац, озвученный диктором - носителем языка. В книге «Язык в картинках», (относится к детской литературе) точки активации слова, соответствующего рисунку, расположены в пределах рисунка.

В книге «Разговорник» - точки активации расположены в начале столбца диалога или в начале фразы (выражения).

Во всех модификациях «Мобильного репетитора» для вывода звукового фрагмента используется FM-радиоканал. «Мобильный репетитор» не оснащается встроенным динамиком.