一種電子競賽實訓箱的制作方法
【專利摘要】一種電子競賽實訓箱，包括上蓋和盒體，上蓋內(nèi)裝有示波器、可調(diào)直流電源、數(shù)字信號發(fā)生器、萬用表；小型化儀器可以用于實訓時的測試設備也可以用作比賽現(xiàn)場供調(diào)試使用。盒體內(nèi)包括微控制器模塊區(qū)，微控制器外圍電路模塊區(qū)，放大器電路模塊區(qū)，傳感器模塊區(qū)，電機控制模塊區(qū)，面包板自定義電路區(qū)，基本元器件選用區(qū)，上述區(qū)域選取了可以組合使用，配合用于面包板自定義電路區(qū)，可以搭建復雜功能系統(tǒng)的模塊，滿足現(xiàn)有電子競賽題目設計的基本要求。
【專利說明】
_種電子完賽實訓箱
技術領域
[0001]本實用新型涉及電學教學用具領域，尤其涉及一種電子競賽實訓箱。
【背景技術】
[0002]隨著國家對于創(chuàng)新型應用人才培養(yǎng)的重視程度不斷提高，學科競賽的種類和數(shù)量從國家層面到校級層面不斷增加，使得電子電氣類專業(yè)學生有更多的機會參與到實踐創(chuàng)新競賽活動中，但是為了在比賽中獲得好成績，需要學生在比賽前做好充分的訓練，可是現(xiàn)階段沒有一款針對電子類競賽的供學生訓練備賽的實訓儀器。
[0003]電子類競賽涉及模擬電路，數(shù)字電路，微控制器系統(tǒng)，放大器電路應用，傳感器使用，電機控制電路的融合與創(chuàng)新，而現(xiàn)有的實驗箱，往往針對的是單一課程的，故不能用于學生訓練使用。而訓練各個方面的知識，不僅缺乏系統(tǒng)，而且電子耗材損耗較大，且不能重復使用，最關鍵的是訓練中需要學生掌握的是芯片外圍電路設計，而不是在印制電路板以及焊接元器件上投入原本就緊張的訓練時間。
[0004]另外，學生競賽時，需要示波器，可調(diào)直流電源，數(shù)字信號發(fā)生器等檢測儀器，單臺設備體積龐大笨重。而現(xiàn)有實驗箱幾乎不包含這些檢測儀器，使的實驗箱只能在實驗實訓中使用，不能攜帶到比賽現(xiàn)場供調(diào)試使用。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型要解決的技術問題是:現(xiàn)有實驗箱不能針對電子競賽特點，將模擬、數(shù)字電路，微控制器系統(tǒng)，放大器電路應用，傳感器使用，電機控制電路恰當融合，不能提供學生模塊訓練和模塊電路整合再創(chuàng)造，且不便于攜帶，不適合調(diào)試檢測使用的問題。
[0006]為了解決上述技術問題，本實用新型設計的一種電子競賽實訓箱，包括上蓋和盒體，上蓋內(nèi)裝有示波器、可調(diào)直流電源、數(shù)字信號發(fā)生器、萬用表;盒體內(nèi)包括微控制器模塊區(qū)，微控制器外圍電路模塊區(qū)，放大器電路模塊區(qū)，傳感器模塊區(qū)，電機控制模塊區(qū)，面包板自定義電路區(qū)，基本元器件選用區(qū)。
[0007]作為一種優(yōu)選:微控制器模塊區(qū)中有8位、16位、32位、arduino微控制器。
[0008]作為一種優(yōu)選:微控制器共用一個振蕩頻率可調(diào)的晶體振蕩器模塊。
[0009]作為一種優(yōu)選:微控制器外圍電路模塊區(qū)包含的子模塊有鍵盤及l(fā)ed數(shù)碼管顯示器模塊、CAN總線接口通信模塊、ADC模塊、DAC模塊。
[00?0]作為一種優(yōu)選:放大器電路模塊區(qū)包含的子模塊有AD624信號凋理模塊、AD811放大器模塊、LM386音頻放大器模塊、D類放大器模塊、濾波器模塊。
[0011 ]作為一種優(yōu)選:電機控制模塊區(qū)包含的子模塊有直流電機驅(qū)動模塊和步進電機驅(qū)動豐吳塊。
[0012]作為一種優(yōu)選:傳感器模塊區(qū)是包含模擬傳感器接口、數(shù)字傳感器接口、超聲波接口、OLED接口、12C接口、URF接口、UART接口、ICSP接口。
[0013]作為一種優(yōu)選:基本元器件選用區(qū)包含多個電位器、可調(diào)電容、按鈕。
[0014]作為一種優(yōu)選:微控制器模塊區(qū)位于盒體中部，微控制器模塊區(qū)兩側(cè)是面包板自定義電路區(qū)。
[0015]作為一種優(yōu)選:微控制器外圍電路模塊區(qū)，放大器電路模塊區(qū)，電機控制模塊區(qū)中的子模塊的元器件引腳有插針或插孔，且子模塊配有與所述插針或插孔配合的活動插接電路板，實現(xiàn)子模塊中元器件間的快速接線。
[0016]本實用新型有益效果:
[0017]1、上蓋內(nèi)裝有示波器、可調(diào)直流電源、數(shù)字信號發(fā)生器、萬用表，這些小型化儀器可以用于實訓時的測試設備也可以用作比賽現(xiàn)場供調(diào)試使用。
[0018]2、微控制器模塊區(qū)，微控制器外圍電路模塊區(qū)，放大器電路模塊區(qū)，傳感器模塊區(qū)，電機控制模塊區(qū)中的各子模塊單元，是選取了可以組合使用，配合用于面包板自定義電路區(qū)，可以搭建復雜功能系統(tǒng)的模塊，滿足現(xiàn)有電子競賽題目設計的基本要求。
[0019]3、子模塊元器件引腳有插針或插孔，這樣可以讓學生直接連線掌握電路設計，而不需要焊接。檢測自己連接是否正確，可以用活動插接電路板來實現(xiàn)子模塊中元器件間的快速接線，從而對比自己的連線。節(jié)約訓練時間，降低培訓耗材使用成本，節(jié)約競賽經(jīng)費。
【附圖說明】
[0020]附圖1:本實用新型的一種電子競賽實訓箱展開后的整體示意圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示的一種電子競賽實訓箱，包括上蓋I和盒體2，上蓋I內(nèi)裝有示波器14、可調(diào)直流電源13、數(shù)字信號發(fā)生器11、萬用表12;其中示波器14采用觀察者數(shù)字示波器NeoScope72系列，帶寬可以在25MHZ到80MHZ選取，或者也可選用DS0112A微型示波器;可調(diào)直流電源13選用DC-DC型號的睿登DP50 V5A數(shù)控直流穩(wěn)壓可調(diào)直流電源，電流的可調(diào)范圍最大5A，電壓最大50V，滿足所有電子設計所需的電源;數(shù)字信號發(fā)生器11選用今越085系列數(shù)字合成任意波形信號發(fā)生器。示波器14、可調(diào)直流電源13、數(shù)字信號發(fā)生器11可以通過開關電源10將220v市電進行AD-DC轉(zhuǎn)換后供電。
[0022]盒體2的中部有微控制器模塊區(qū)，微控制器模塊區(qū)中有8位、16位、32位、arduino微控制器。8位微控制器是51系列單片機、16位微控制器選用飛思卡爾公司的128芯片，32位微控制器選用飛思卡爾公司的K60系列芯片。
[0023]由于電子競賽項目設計高頻電路設計，且為了讓微控制器的性能可變，在微控制器模塊區(qū)的下方設有一個振蕩頻率可調(diào)的晶體振蕩器模塊，可以為微控制器提供可變的晶振頻率，晶體振蕩器模塊主要采用74HC04、74HC4518和晶振組成一個100KHZ-10MHZ的晶體振蕩器。
[0024]微控制器模塊區(qū)兩側(cè)是面包板自定義電路區(qū)。該區(qū)域是為了更方便學生利用微控制器與微控制器外圍電路模塊區(qū)，放大器電路模塊區(qū)，傳感器模塊區(qū)，電機控制模塊區(qū)，基本元器件選用區(qū)的模塊連接，起到電路過渡的作用。
[0025]其中微控制器外圍電路模塊區(qū)包含的子模塊有鍵盤及l(fā)ed數(shù)碼管顯示器模塊、CAN總線接口通信模塊、ADC模塊、DAC模塊。鍵盤及l(fā)ed數(shù)碼管顯示器模塊采用ZLG7290B芯片；ADC模塊采用MCP3202芯片;DAC模塊采用THS5661芯片。
[0026]放大器電路模塊區(qū)包含的子模塊有AD624信號凋理模塊、AD811放大器模塊、LM386音頻放大器模塊、D類放大器模塊、采用LTC1068芯片的濾波器模塊。其中放大器模塊沒有使用線性放大器(如AB型)，是為了在功率上更有優(yōu)勢，能節(jié)省散熱器的使用，減少設計成本，適合緊湊型的電子設計。常規(guī)的D類放大器模塊由積分器、PffM波電路、開關功放電路及輸出濾波器組成。其中PWM波數(shù)字信號發(fā)生器11提供;其余部分只提供核心電路，主要有LM311組成的比較器驅(qū)動電路;LF411組成的前置放大器;NE5532組成的偏置電路;兩對IRFD9120和IRFD120對管組成的功率輸出級及低通濾波器電路。這些電路還可以單獨使用。
[0027]電機控制模塊區(qū)包含的子模塊有采用L298芯片的直流電機驅(qū)動模塊和采用TA8435的步進電機驅(qū)動模塊。
[0028]傳感器模塊區(qū)是包含模擬傳感器接口、數(shù)字傳感器接口、超聲波接口、OLED接口、I%接口、URF接口、UART接口、ICSP接口。這些接口滿足現(xiàn)有傳感器的接口需要。
[0029]基本元器件選用區(qū)包含多個電位器、可調(diào)電容、按鈕。這些基本元器件可以供學生挑選使用，作為自己的設計的電路板的元器件，減少耗材消耗。
[0030]進一步的，微控制器模塊區(qū)位于盒體中部，微控制器外圍電路模塊區(qū)，放大器電路模塊區(qū)，電機控制模塊區(qū)中的子模塊的元器件引腳有插針或插孔，且各子模塊只給出了元器件的固定布局位置圖，對于需要雙層PCB電路板模塊，實訓箱只提供了其中一層的已知電路，另一層的PCB圖對應的電路是與子模塊上插針或插孔配合的活動插接電路板，實現(xiàn)子模塊中元器件間的快速接線。
[0031]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
【主權項】
1.一種電子競賽實訓箱，包括上蓋和盒體，特征在于:所述的上蓋內(nèi)裝有示波器、可調(diào)直流電源、數(shù)字信號發(fā)生器、萬用表;所述盒體內(nèi)包括微控制器模塊區(qū)，微控制器外圍電路模塊區(qū)，放大器電路模塊區(qū)，傳感器模塊區(qū)，電機控制模塊區(qū)，面包板自定義電路區(qū)，基本元器件選用區(qū)。2.根據(jù)權利要求1所述的一種電子競賽實訓箱，其特征在于:所述的微控制器模塊區(qū)中有8位、16位、32位、arduino微控制器。3.根據(jù)權利要求2所述的一種電子競賽實訓箱，其特征在于:所有的微控制器共用一個振蕩頻率可調(diào)的晶體振蕩器模塊。4.根據(jù)權利要求1所述的一種電子競賽實訓箱，其特征在于:所述的微控制器外圍電路模塊區(qū)包含的子模塊有鍵盤及I ed數(shù)碼管顯示器模塊、CAN總線接口通信模塊、ADC模塊、DAC豐旲塊。5.根據(jù)權利要求1所述的一種電子競賽實訓箱，其特征在于:所述的放大器電路模塊區(qū)包含的子模塊有AD624信號凋理模塊、AD811放大器模塊、LM386音頻放大器模塊、D類放大器豐旲塊、濾波器t旲塊。6.根據(jù)權利要求1所述的一種電子競賽實訓箱，其特征在于:所述的電機控制模塊區(qū)包含的子模塊有直流電機驅(qū)動模塊和步進電機驅(qū)動模塊。7.根據(jù)權利要求1所述的一種電子競賽實訓箱，其特征在于:所述的傳感器模塊區(qū)是包含模擬傳感器接口、數(shù)字傳感器接口、超聲波接口、0LED接口、I2C接口、URF接口、UART接口、ICSP接口。8.根據(jù)權利要求1所述的一種電子競賽實訓箱，其特征在于:所述的基本元器件選用區(qū)包含多個電位器、可調(diào)電容、按鈕。9.根據(jù)權利要求1所述的一種電子競賽實訓箱，其特征在于:所述的微控制器模塊區(qū)位于盒體中部，微控制器模塊區(qū)兩側(cè)是面包板自定義電路區(qū)。10.根據(jù)權利要求1至9任意一項所述的一種電子競賽實訓箱，其特征在于:所述的微控制器外圍電路模塊區(qū)，放大器電路模塊區(qū)，電機控制模塊區(qū)中的子模塊的元器件引腳有插針或插孔，且子模塊配有與所述插針或插孔配合的活動插接電路板，實現(xiàn)子模塊中元器件間的快速接線。
【文檔編號】G09B23/18GK205680338SQ201620260901
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年3月25日 公開號201620260901.9, CN 201620260901, CN 205680338 U, CN 205680338U, CN-U-205680338, CN201620260901, CN201620260901.9, CN205680338 U, CN205680338U
【發(fā)明人】李祖欣, 錢懿, 全立地
【申請人】湖州師范學院