電子模塊化教學(xué)裝置及其拼接方法與流程

本發(fā)明涉及教學(xué)器件領(lǐng)域，尤其涉及一種電子模塊化教學(xué)裝置及其拼接方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的電子設(shè)備各式各樣，高度集成化的一體式結(jié)構(gòu)對電子設(shè)備穩(wěn)定及用戶體驗(yàn)有較大提高。但是，在教育教學(xué)領(lǐng)域，這種設(shè)計(jì)使得學(xué)生無法真正了解學(xué)習(xí)電子設(shè)備中各電子元器件的功能及其連接關(guān)系，同時(shí)，在初級電子教育教學(xué)中，完全以獨(dú)立地電子元器件入手學(xué)習(xí)則顯得枯燥、復(fù)雜。

現(xiàn)有技術(shù)中，市場上已有的諸如電子插件板這一類產(chǎn)品，功能單一，連接方式固定，只能作為器件認(rèn)知使用，難以滿足學(xué)生的拓展學(xué)習(xí)使用，限制了學(xué)生的創(chuàng)新思維。特別是在創(chuàng)客創(chuàng)意學(xué)習(xí)中，這一類產(chǎn)品更是難以滿足創(chuàng)客創(chuàng)意作品的搭建及拓展延伸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種電子模塊化教學(xué)裝置及其拼接方法，旨在滿足客戶對電子模塊化教學(xué)裝置的多樣性功能要求，方便學(xué)生的拓展學(xué)習(xí)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種電子模塊化教學(xué)裝置，所述電子模塊化教學(xué)裝置包括電源模塊和多個(gè)功能模塊，多個(gè)功能模塊之間可自由組裝，并按預(yù)設(shè)連接關(guān)系實(shí)現(xiàn)對應(yīng)的功能，其中，多個(gè)所述功能模塊至少包括輸入模塊、控制模塊和輸出模塊，所述控制模塊包括輸入接口和輸出接口，所述輸入模塊與所述輸入接口電連接，所述輸出模塊與所述輸出接口電連接。

優(yōu)選地，所述輸入模塊包括聲音傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、溫度傳感器、觸摸按鍵、撥動開關(guān)和電位器中的至少一種。

優(yōu)選地，所述控制模塊包括撥動開關(guān)和復(fù)位開關(guān)，所述撥動開關(guān)用于在所述控制模塊的程序執(zhí)行時(shí)停止程序執(zhí)行，所述復(fù)位開關(guān)用于重新上傳程序并在上傳完成后執(zhí)行所述程序。

優(yōu)選地，所述控制模塊包括可編程主控模塊、邏輯模塊和去編程功能模塊中的至少一種。

優(yōu)選地，所述控制模塊包括依次連接的電源接口、降壓單元和供電單元，所述電源模塊與所述電源接口連接，所述降壓單元連接所述供電單元，所述供電單元連接其他與所述控制模塊連接的功能模塊。

優(yōu)選地，所述電源模塊輸出9V直流電，所述供電單元輸出5V直流電。

優(yōu)選地，所述輸出模塊包括LED燈組、馬達(dá)、LED點(diǎn)陣模塊、音響和蜂鳴器中的至少一種。

優(yōu)選地，多個(gè)所述功能模塊之間通過pin接口或Micro-USB接口進(jìn)行連接。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種上述電子模塊化教學(xué)裝置的拼接方法，包括如下步驟：

從多個(gè)功能模塊中篩選出待拼接的功能模塊；

多個(gè)待拼接的所述功能模塊按預(yù)設(shè)規(guī)則進(jìn)行排列和連接。

優(yōu)選地，在所述多個(gè)待拼接的所述功能模塊按預(yù)設(shè)規(guī)則進(jìn)行排列和連接之前還包括：

測試待拼接的所述功能模塊是否正常。

本發(fā)明實(shí)施例中，電子模塊化教學(xué)裝置包括電源模塊和多個(gè)功能模塊，多個(gè)功能模塊之間可自由組裝，并按預(yù)設(shè)連接關(guān)系實(shí)現(xiàn)對應(yīng)的功能，其中，多個(gè)所述功能模塊至少包括輸入模塊、控制模塊和輸出模塊，所述控制模塊包括輸入接口和輸出接口，所述輸入模塊與所述輸入接口電連接，所述輸出模塊與所述輸出接口電連接。學(xué)生可以按照自己創(chuàng)意的方案自由組裝所需要的功能模塊最后拼接完成創(chuàng)意作品，滿足了客戶的多樣性功能要求，方便學(xué)生的拓展學(xué)習(xí)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明電子模塊化教學(xué)裝置一實(shí)施例的功能模塊示意圖；

圖2為圖1中控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明電子模塊化教學(xué)裝置另一實(shí)施例的功能模塊示意圖；

圖4為圖3中控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明電子模塊化教學(xué)裝置的拼接方法第一實(shí)施例的流程示意圖；

圖6為本發(fā)明電子模塊化教學(xué)裝置的拼接方法第二實(shí)施例的流程示意圖。

本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說明，本發(fā)明實(shí)施例中所有方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……)僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關(guān)系、運(yùn)動情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時(shí)，則該方向性指示也相應(yīng)地隨之改變。

另外，在本發(fā)明中如涉及“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“連接”、“固定”等應(yīng)做廣義理解，例如，“固定”可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

另外，本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例之間的技術(shù)方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ)，當(dāng)技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無法實(shí)現(xiàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。

本發(fā)明提供一種電子模塊化教學(xué)裝置。

請參照圖1，在本發(fā)明一實(shí)施例中，該電子模塊化教學(xué)裝置100包括電源模塊10和多個(gè)功能模塊，多個(gè)功能模塊之間可自由組裝，并按預(yù)設(shè)連接關(guān)系實(shí)現(xiàn)對應(yīng)的功能，其中，多個(gè)所述功能模塊至少包括輸入模塊20、控制模塊30和輸出模塊40，所述控制模塊30包括輸入接口和輸出接口，所述輸入模塊20與所述輸入接口電連接，所述輸出模塊30與所述輸出接口電連接。

本發(fā)明實(shí)施例應(yīng)用于中小學(xué)創(chuàng)意教育中，通過學(xué)生在多種多樣的功能模塊群中選擇不同的功能模塊進(jìn)行排列和連接，最后實(shí)現(xiàn)出與設(shè)計(jì)者設(shè)想相一致的功能。

本實(shí)施例中，功能模塊可以是為實(shí)現(xiàn)指定功能而錄入程序模塊，也可以是某種特定功能的器件，各功能模塊之間兼容，直接連接后即可使用。各功能模塊根據(jù)自身的功能特點(diǎn)，接口數(shù)量各不相同，例如，輸入模塊為裝置提供某種信息，僅需單接口發(fā)送給控制模塊即可，而控制模塊30可以與多個(gè)輸入模塊20和輸出模塊40連接，從而具備多個(gè)接口。本實(shí)施例中的電源模塊10包括但不限于市電、發(fā)電機(jī)、電池、移動電源、電腦。

現(xiàn)以通過所述電子模塊化教學(xué)裝置100自制電子琴為例進(jìn)行說明，將多個(gè)按鍵模塊分別作為所述輸入模塊與所述控制模塊的輸入接口電連接，將多個(gè)發(fā)聲不同音調(diào)的揚(yáng)聲器分別作為所述輸出模塊與所述控制模塊的輸出接口電連接，并與所述按鍵模塊一一對應(yīng)，所述控制模塊在所述按鍵模塊按下時(shí)，控制與其對應(yīng)的所述揚(yáng)聲器發(fā)聲，從而實(shí)現(xiàn)電子琴的功能。

本發(fā)明實(shí)施例中，電子模塊化教學(xué)裝置包括電源模塊和多個(gè)功能模塊，多個(gè)功能模塊之間可自由組裝，并按預(yù)設(shè)連接關(guān)系實(shí)現(xiàn)對應(yīng)的功能，其中，多個(gè)所述功能模塊至少包括輸入模塊、控制模塊和輸出模塊，所述控制模塊包括輸入接口和輸出接口，所述輸入模塊與所述輸入接口電連接，所述輸出模塊與所述輸出接口電連接。學(xué)生可以按照自己創(chuàng)意的方案自由組裝所需要的功能模塊最后拼接完成創(chuàng)意作品，滿足了客戶的多樣性功能要求，方便學(xué)生的拓展學(xué)習(xí)。

優(yōu)選地，所述輸入模塊20包括聲音傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、溫度傳感器、觸摸按鍵、撥動開關(guān)和電位器中的至少一種。

所述輸入模塊20作為傳感器時(shí)，能夠探測和采集外界環(huán)境的模擬信號，為學(xué)生作出利用外界環(huán)境的作品提供了便利，具體包括聲音傳感器、火焰?zhèn)鞲衅骱蜏囟葌鞲衅?。所述輸入模塊20作為觸摸按鍵，能夠獲取到設(shè)計(jì)者對的控制命令。所述輸入模塊20作為撥動開關(guān)或電位器，用戶根據(jù)需求改變所述撥動開關(guān)或電位器的狀態(tài)。所述輸入模塊20將探測到的數(shù)字/模擬信號傳送至與之連接的下一功能模塊。

進(jìn)一步地，所述輸出模塊40包括LED燈組、馬達(dá)、LED點(diǎn)陣模塊、音響和蜂鳴器中的至少一種。

優(yōu)選地，請參閱圖2，所述控制模塊30包括撥動開關(guān)31和復(fù)位開關(guān)33，所述撥動開關(guān)31用于在所述控制模塊30的程序執(zhí)行時(shí)停止程序執(zhí)行，所述復(fù)位開關(guān)33用于重新上傳程序并在上傳完成后執(zhí)行所述程序。

在所述控制模塊30程序運(yùn)行故障時(shí)，撥動所述撥動開關(guān)31，切斷所述控制模塊30與所述電源模塊10的電路連接，從而實(shí)現(xiàn)關(guān)閉所述控制模塊30的程序執(zhí)行。

在程序運(yùn)行故障時(shí)，或在完成一項(xiàng)工作后，需進(jìn)行新的工作時(shí)，用戶按下所述復(fù)位開關(guān)33，所述控制模塊30重新上傳程序，并在上傳完成后重新執(zhí)行所述程序。

本實(shí)施例中，通過在所述控制模塊30上設(shè)置撥動開關(guān)31和復(fù)位開關(guān)33，使得在所述控制模塊30異常時(shí)，無需在通過軟件方面進(jìn)行操作，可以直接通過所述撥動開關(guān)31和所述復(fù)位開關(guān)33來進(jìn)行操作。

優(yōu)選地，所述控制模塊30包括可編程主控模塊、邏輯模塊和去編程功能模塊中的至少一種。

本實(shí)施例中，所述可編程主控模塊包括多個(gè)數(shù)字輸入/輸出接口，用于進(jìn)行數(shù)字量的傳輸；多個(gè)模擬輸入/輸出接口，用于進(jìn)行模擬量的傳輸；總線輸入/輸出接口，用于進(jìn)行總線數(shù)據(jù)的傳輸；9V的直流供電接口。用戶能夠?qū)λ隹删幊讨骺啬K進(jìn)行編程和改進(jìn)，得到用戶自定義的功能模塊。

所述邏輯模塊包括與、或和非等模塊，包括多個(gè)連接端口，其中至少包括輸入、輸出和供電接口。

所述去編程功能模塊包括多個(gè)連接端口、數(shù)字輸入/輸出端口、模擬輸入/輸出端口和供電端口。多個(gè)連接端口只能進(jìn)行簡單的輸入、輸出控制，但是可以通過連接分支模塊來無限地拓展端口滿足教學(xué)編程的需要。

本實(shí)施例中，用戶可以通過所述可編程主控模塊編碼自己想要的程序功能，為學(xué)員提供了學(xué)習(xí)編碼的途徑，拓寬了教學(xué)的方式，通過邏輯模塊與所述去編程功能模塊的無限搭配組合，使學(xué)員通過自己的創(chuàng)意在已有的模塊搭建出自己想要的功能，方便了學(xué)員鍛煉自身的邏輯推理能力。

優(yōu)選地，請參閱圖3和圖4，所述控制模塊30包括依次連接的電源接口35、降壓單元37和供電單元39，所述電源模塊10與所述電源接口35連接，所述降壓單元37將所述電源模塊10的電壓降低后供所述供電單元39為與所述控制模塊30連接的功能模塊供電。

本實(shí)施例中，所述電源模塊10僅與所述控制模塊30連接，所述控制模塊30在接收到電能后進(jìn)行處理后，再將處理后的所述電能供給與之連接的其他功能模塊。具體的，所述控制模塊30包括依次連接的電源接口35、降壓單元37和供電單元39，所述電源模塊10發(fā)出的電能通過所述電源接口35進(jìn)入所述降壓單元37中，所述降壓單元37對所述電能進(jìn)行降壓后發(fā)給所述供電單元39，所述供電單元39與其他功能模塊的供電接口相連接，并將降壓后的所述電能供給其他的所述功能模塊。

進(jìn)一步地，所述電源模塊10輸出9V直流電，所述供電單元39輸出5V直流電。

優(yōu)選地，多個(gè)所述功能模塊之間通過pin接口或Micro-USB接口進(jìn)行連接。

本實(shí)施例中，最優(yōu)方案為Micro-USB接口，Micro-USB連接器比標(biāo)準(zhǔn)USB和Mini-USB連接器更小，節(jié)省空間，具有高達(dá)10000次的插拔壽命和強(qiáng)度，盲插結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。Micro-USB標(biāo)準(zhǔn)支持目前USB的OTG功能，即在沒有主機(jī)(例如個(gè)人電腦)的情況下，便攜設(shè)備之間可直接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，兼容USB1.1(低速:1.5Mb/s,全速:12Mb/s)和USB 2.0(高速:480Mb/s)，同時(shí)提供數(shù)據(jù)傳輸和充電，特別適用于高速(HS)或更高速率的數(shù)據(jù)傳輸，是連接小型設(shè)備的最佳選擇。同時(shí)也能為車載提供方便，只需要USB車載充電器，再加Micro-USB數(shù)據(jù)線進(jìn)行手機(jī)應(yīng)急充電。并且在高檔車上面直接有5V輸出接口接上Micro-USB線為手機(jī)充電。Micro-USB通用性廣，使用方便。

另外，本發(fā)明還提供一種電子模塊化教學(xué)裝置的拼接方法。

請參閱圖5，所述電子模塊化教學(xué)裝置的拼接方法的一實(shí)施例中，包括如下步驟：

步驟S10，從多個(gè)功能模塊中篩選出待拼接的功能模塊；

本發(fā)明實(shí)施例應(yīng)用于中小學(xué)創(chuàng)意教育中，通過學(xué)生在多種多樣的功能模塊群中選擇不同的功能模塊進(jìn)行排列和連接，最后實(shí)現(xiàn)出指定的功能。

本實(shí)施例中，功能模塊可以是為實(shí)現(xiàn)指定功能而錄入程序模塊，也可以是某種特定功能的器件，各功能模塊之間兼容，直接連接后即可使用。各功能模塊根據(jù)自身的功能特定，接口數(shù)量各不相同。目前，配套的功能模塊多達(dá)100多種，每個(gè)模塊之間連接后產(chǎn)生不同的功能。用戶還能夠通過功能模塊中的可編程主控模塊按照自己的想法進(jìn)行編程，得到想要的功能模塊。

步驟S20，多個(gè)待拼接的所述功能模塊按預(yù)設(shè)規(guī)則進(jìn)行排列和連接。

多個(gè)待拼接的所述功能模塊根據(jù)用戶的推理關(guān)系排列和連接，其中連接的方式可以是pin接口或Micro-USB接口。優(yōu)選為Micro-USB接口，Micro-USB連接器比標(biāo)準(zhǔn)USB和Mini-USB連接器更小，節(jié)省空間，具有高達(dá)10000次的插拔壽命和強(qiáng)度，盲插結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。Micro-USB標(biāo)準(zhǔn)支持目前USB的OTG功能，即在沒有主機(jī)(例如個(gè)人電腦)的情況下，便攜設(shè)備之間可直接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，兼容USB1.1(低速:1.5Mb/s,全速:12Mb/s)和USB 2.0(高速:480Mb/s)，同時(shí)提供數(shù)據(jù)傳輸和充電，特別適用于高速(HS)或更高速率的數(shù)據(jù)傳輸，是連接小型設(shè)備的最佳選擇。同時(shí)也能為車載提供方便，只需要USB車載充電器，再加Micro-USB數(shù)據(jù)線進(jìn)行手機(jī)應(yīng)急充電。并且在高檔車上面直接有5V輸出接口接上Micro-USB線為手機(jī)充電。Micro-USB通用性廣，使用方便。

本實(shí)施例中，根據(jù)用戶的需要，一個(gè)功能模塊可連接多個(gè)功能模塊，便于用戶創(chuàng)新的擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明實(shí)施例中，電子模塊化教學(xué)裝置包括種類繁多的功能模塊，多個(gè)功能模塊之間可自由組裝，并按預(yù)設(shè)連接關(guān)系實(shí)現(xiàn)對應(yīng)的功能。學(xué)生可以按照自己創(chuàng)意的方案選擇對應(yīng)的功能模塊，并自由組裝所需要的功能模塊最后拼接完成創(chuàng)意作品，滿足了客戶的多樣性功能要求，方便學(xué)生的拓展學(xué)習(xí)。

進(jìn)一步地，請參閱圖6，基于本發(fā)明電子模塊化教學(xué)裝置的拼接方法的第一實(shí)施例，在本發(fā)明電子模塊化教學(xué)裝置的拼接方法第二實(shí)施例中，所述S20之前還包括：

步驟S30，測試待拼接的所述功能模塊是否正常。

測試方法可以是逐個(gè)測試，也可以是組合測試，例如，多個(gè)可串聯(lián)的所述功能模塊串聯(lián)后檢測兩端的電壓/電流，若正常，則串聯(lián)其中的全部所述功能模塊均正常。

本實(shí)施例中，對篩選出的待拼接的所述功能模塊進(jìn)行測試，以防止在器件長期的使用過程中出現(xiàn)了模塊的損壞，但是在之前并沒有區(qū)分出來，避免最后排列連接后，因其中某個(gè)功能模塊異常而影響用戶所設(shè)計(jì)的功能無法實(shí)現(xiàn)，節(jié)約了之后排查故障原因的時(shí)間。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。