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

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)定及用戶體驗有較大提高。但是，在教育教學領(lǐng)域，這種設(shè)計使得學生無法真正了解學習電子設(shè)備中各電子元器件的功能及其連接關(guān)系，同時，在初級電子教育教學中，完全以獨立地電子元器件入手學習則顯得枯燥、復雜。

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，只能作為器件認知使用，難以滿足學生的拓展學習使用，限制了學生的創(chuàng)新思維。特別是在創(chuàng)客創(chuàng)意學習中，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裝置及其拼接方法，旨在滿足客戶對電子模塊化教學裝置的多樣性功能要求，方便學生的拓展學習。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種電子模塊化教學裝置，所述電子模塊化教學裝置包括電源模塊和多個功能模塊，多個功能模塊之間可自由組裝，并按預設(shè)連接關(guān)系實現(xiàn)對應(yīng)的功能，其中，多個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)行時停止程序執(zhí)行，所述復位開關(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、LED點陣模塊、音響和蜂鳴器中的至少一種。

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

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

從多個功能模塊中篩選出待拼接的功能模塊；

多個待拼接的所述功能模塊按預設(shè)規(guī)則進行排列和連接。

優(yōu)選地，在所述多個待拼接的所述功能模塊按預設(shè)規(guī)則進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)明實施例中，電子模塊化教學裝置包括電源模塊和多個功能模塊，多個功能模塊之間可自由組裝，并按預設(shè)連接關(guān)系實現(xiàn)對應(yīng)的功能，其中，多個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，方便學生的拓展學習。

附圖說明

圖1為本發(fā)明電子模塊化教學裝置一實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)明電子模塊化教學裝置另一實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)明電子模塊化教學裝置的拼接方法第一實施例的流程示意圖；

圖6為本發(fā)明電子模塊化教學裝置的拼接方法第二實施例的流程示意圖。

本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，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施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

需要說明，本發(fā)明實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、運動情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時，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該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，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，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(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)明各個實施例之間的技術(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)，當技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無法實現(xiàn)時應(yīng)當認為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護范圍之內(nèi)。

本發(fā)明提供一種電子模塊化教學裝置。

請參照圖1，在本發(fā)明一實施例中，該電子模塊化教學裝置100包括電源模塊10和多個功能模塊，多個功能模塊之間可自由組裝，并按預設(shè)連接關(guān)系實現(xiàn)對應(yīng)的功能，其中，多個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)明實施例應(yīng)用于中小學創(chuàng)意教育中，通過學生在多種多樣的功能模塊群中選擇不同的功能模塊進行排列和連接，最后實現(xiàn)出與設(shè)計者設(shè)想相一致的功能。

本實施例中，功能模塊可以是為實現(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，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可以與多個輸入模塊20和輸出模塊40連接，從而具備多個接口。本實施例中的電源模塊10包括但不限于市電、發(fā)電機、電池、移動電源、電腦。

現(xiàn)以通過所述電子模塊化教學裝置100自制電子琴為例進行說明，將多個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，將多個發(fā)聲不同音調(diào)的揚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，控制與其對應(yīng)的所述揚聲器發(fā)聲，從而實現(xiàn)電子琴的功能。

本發(fā)明實施例中，電子模塊化教學裝置包括電源模塊和多個功能模塊，多個功能模塊之間可自由組裝，并按預設(shè)連接關(guān)系實現(xiàn)對應(yīng)的功能，其中，多個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，方便學生的拓展學習。

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，能夠探測和采集外界環(huán)境的模擬信號，為學生作出利用外界環(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。

進一步地，所述輸出模塊40包括LED燈組、馬達、LED點陣模塊、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)行時停止程序執(zhí)行，所述復位開關(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程序運行故障時，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，從而實現(xiàn)關(guān)閉所述控制模塊30的程序執(zhí)行。

在程序運行故障時，或在完成一項工作后，需進行新的工作時，用戶按下所述復位開關(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和復位開關(guān)33，使得在所述控制模塊30異常時，無需在通過軟件方面進行操作，可以直接通過所述撥動開關(guān)31和所述復位開關(guān)33來進行操作。

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。

本實施例中，所述可編程主控模塊包括多個數(shù)字輸入/輸出接口，用于進行數(shù)字量的傳輸；多個模擬輸入/輸出接口，用于進行模擬量的傳輸；總線輸入/輸出接口，用于進行總線數(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進行編程和改進，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。多個連接端口只能進行簡單的輸入、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編程的需要。

本實施例中，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，為學員提供了學習編碼的途徑，拓寬了教學的方式，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進入所述降壓單元37中，所述降壓單元37對所述電能進行降壓后發(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，多個所述功能模塊之間通過pin接口或Micro-USB接口進行連接。

本實施例中，最優(yōu)方案為Micro-USB接口，Micro-USB連接器比標準USB和Mini-USB連接器更小，節(jié)省空間，具有高達10000次的插拔壽命和強度，盲插結(jié)構(gòu)設(shè)計。Micro-USB標準支持目前USB的OTG功能，即在沒有主機(例如個人電腦)的情況下，便攜設(shè)備之間可直接實現(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)線進行手機應(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裝置的拼接方法。

請參閱圖5，所述電子模塊化教學裝置的拼接方法的一實施例中，包括如下步驟：

步驟S10，從多個功能模塊中篩選出待拼接的功能模塊；

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

本實施例中，功能模塊可以是為實現(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100多種，每個模塊之間連接后產(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行編程，得到想要的功能模塊。

步驟S20，多個待拼接的所述功能模塊按預設(shè)規(guī)則進行排列和連接。

多個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連接器比標準USB和Mini-USB連接器更小，節(jié)省空間，具有高達10000次的插拔壽命和強度，盲插結(jié)構(gòu)設(shè)計。Micro-USB標準支持目前USB的OTG功能，即在沒有主機(例如個人電腦)的情況下，便攜設(shè)備之間可直接實現(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)線進行手機應(yīng)急充電。并且在高檔車上面直接有5V輸出接口接上Micro-USB線為手機充電。Micro-USB通用性廣，使用方便。

本實施例中，根據(jù)用戶的需要，一個功能模塊可連接多個功能模塊，便于用戶創(chuàng)新的擴展實現(xiàn)。

本發(fā)明實施例中，電子模塊化教學裝置包括種類繁多的功能模塊，多個功能模塊之間可自由組裝，并按預設(shè)連接關(guān)系實現(xiàn)對應(yīng)的功能。學生可以按照自己創(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，方便學生的拓展學習。

進一步地，請參閱圖6，基于本發(fā)明電子模塊化教學裝置的拼接方法的第一實施例，在本發(fā)明電子模塊化教學裝置的拼接方法第二實施例中，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測試，也可以是組合測試，例如，多個可串聯(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。

本實施例中，對篩選出的待拼接的所述功能模塊進行測試，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，因其中某個功能模塊異常而影響用戶所設(shè)計的功能無法實現(xiàn)，節(jié)約了之后排查故障原因的時間。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，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)明的專利保護范圍內(nèi)。