在笔者所在地区的学校中大量使用东方中原DB-85ENS-D02交互式电磁电子白板和配套的红蓝两支电磁笔。使用一年半载后,易出现电磁笔无法书写的问题,在排除白板本身和电脑软硬件故障后,一般都是电磁笔本身出了问题,经过一段时间摸索后,笔者修复了多只故障电磁笔,故撰文与大家分享,不妥之处还望各位斧正。

       首先简单介绍一下电磁式白板工作原理:电磁式白板一方面充当投影幕布,用以显示图像;另一方面还充当类似鼠标类的输入设备,其内部水平和垂直方向布满了线圈,当电磁笔在白板表面书写时,由电磁笔发射出来的电磁波穿过线圈时便使线圈感应出电流,该电流经相应电路处理后送到电脑,经软件运算识别后便得到电磁笔书写位置,最后再执行相应的操作。由此可见,电磁笔实质上就是一个电磁波发射装置,正常工作时可发射四种不同频率的电磁波,分别代表按下笔尖(相当于按下鼠标左键)、抬起笔尖(相当于移动鼠标)、按下笔杆上的下键(相当于按下鼠标右键)和按下笔杆上的上键(橡皮功能键)。所配的红蓝两只笔主要是工作频段不一-样,红色是低频笔,蓝色是高频笔,采用高低两个频段主要是防止在某些环境中存在的干扰问题,因为通常干扰只会影响到一种频段而不会全部干扰。

      图1是笔者根据实物绘制出的电磁笔原理图,主要由升压电路和LC振荡电路组成。升压电路由L1、U1(WC3R)、D1和C14等元件组成,将单节1.5V/3A电池升到5V。在正常情况下,U1不工作,C14两端电压略降低于电池(因串接有二极管D1)。当按下笔尖时,微动开关S2闭合,此时Q2基极电平下降,Q2导通将U1的①、②脚接通,U1的①脚呈高电平,开关电源芯片U1开始工作,将1.5V升至5V。同时,U1的②脚将C15充电,当抬起笔尖时,因C15通过R8放电较慢,所以还能够维持U1的①脚高电平几分钟,待C15放电完毕后U1的①脚又恢复呈低电平状态,升压芯片U1便停止工作,整个电磁笔呈待机状态以达到省电目的。
      Q1、L2及C6、C7等元件组成LC振荡电路。红笔上安装有C4、C7、C12和C14(蓝笔未安装)。S1为笔杆上的下键,S2是笔尖开关,S3是笔杆上的上键,通过S1~S3接入不同的电容,以改变振荡频率。对C3(C4)的接入控制不是直接通过S2开关来实现,而是通过场效应管Q3来间接实现,当S2断开时,Q3因栅极是高电位而导通,此时C3(C4)接入电路;按下S2后,Q3因栅极呈低电平而截止,此时C3(C4)脱离原电路。
      借助示波器在A点便可观察到正常工作时的波形和频率,图2是红笔笔尖抬起时的波形和频率,图3是蓝笔笔尖按下后的波形及频率笔者 通过测量部分电磁笔后发现,红笔抬起笔尖时频率在125kHz左右,按下笔尖时在135kHz左右,蓝笔抬起笔尖时频率在280kHz左右,按下笔尖时在290kHz左右,一般偏差两三千赫兹均能正常工作。


      从笔者维修过的电磁笔来看故障主要分为三类:第-类是笔因摔过导致线圈L2与PCB板间发生断裂现象,如图4所示,这类问题只要将其重新接上同时用热熔胶固定即可,若接头过短无法直接焊接,可用另外的导线补接,切勿为了省事从原线圈拆下几匝焊上,因为拆几匝后会导致L2电感量发生变化从而影响振荡频率。第二类是位于笔尖的S2开关因多次按压而损坏,S2是橡胶微动开关,可试用万能胶粘合。第三类是整个电磁笔工作正常,但发出的电磁波频率不正常,而无法使用,先清除线圈L2内部污物或清洗PCB板,若仍无效,则只有更换电路板。