CN206198697U - 一种电子积木*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电子积木***，包括主模块及至少一个电子积木模块；主模块包括一个串行通讯接口和一个用于引入外部工作电源的电源接口；电源接口设置在主模块第一端，串行通讯接口设置在相对的第二端；每一个电子积木模块包括两个串行通讯接口，分别设置在电子积木模块上相对的第一端和第二端，用于实现与相邻电子积木模块之间的电连接、或者与主模块之间的电连接。本实用新型的电子积木***便于组装及对各电子积木模块的统一管理，避免了因信号通道不同而造成拼接错误或拼接麻烦的问题，实现了各个电子积木模块的功能叠加，更具趣味性。

Description

一种电子积木***

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，更具体地说，涉及一种电子积木***。

背景技术

现在随着生活水平的提高，电脑已经很普及并广泛应用于实验教学等，如软件学习、软件开发的学习等对于自学而言已变得越来越容易。但是在硬件教学就不是很容易，由于硬件涉及到画板原材料、焊接等，这些不是一台电脑就可以完成的，特别是想从小培养小孩的兴趣就更不容易了。因此需提供一种改进的教学方法以解决因硬件问题而不便于教学的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电子积木***。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电子积木***，包括主模块及至少一个电子积木模块，所述主模块包括一个串行通讯接口和一个用于引入外部工作电源的电源接口；所述电源接口设置在所述主模块第一端，所述串行通讯接口设置在相对的第二端；

每一个所述电子积木模块包括两个串行通讯接口，分别设置在所述电子积木模块上相对的第一端和第二端，用于实现与相邻电子积木模块之间的电连接、或者与所述主模块之间的电连接。

在本实用新型所述的电子积木***中，优选所述电子积木***还包括与所述主模块电连接的上位机，其中，所述主模块包括通信单元和控制单元；

所述通信单元与所述控制单元电性连接，用于所述控制单元与所述上位机之间的数据通信，以将所述控制单元接收的数据上传给所述上位机；

所述上位机上设有用于输入用户需求命令的界面及显示的显示单元，所述上位机根据将所述用户需求命令转换为相应的控制信号发送给所述控制单元，所述控制单元根据所述控制信号通过所述串行通讯接口发送给所述电子积木模块。

在本实用新型所述的电子积木***中，优选所述通信单元与所述上位机通过蓝牙的方式进行数据通信。

在本实用新型所述的电子积木***中，优选所述串行通讯接口包括第一引脚、第二引脚和第三引脚，所述第一引脚为正电源引脚，所述第二引脚为数据信号引脚，所述第三引脚为负电源引脚。

在本实用新型所述的电子积木***中，优选所述主模块第二端设置的串行通讯接口处设有用于供所述主模块与所述电子积木模块连接的永磁铁。

在本实用新型所述的电子积木***中，优选每一个所述电子积木模块的串行通讯接口处设有永磁铁，且两端的永磁铁极性相反。

在本实用新型所述的电子积木***中，优选所述主模块内设有与所述控制单元相连的用于输出数据信号的信号发生单元。

在本实用新型所述的电子积木***中，优选所述主模块内还设有与所述控制单元相连的用于将所述主模块与所述外部工作电源进行适配的适配单元。

在本实用新型所述的电子积木***中，优选每一个所述电子积木模块内设有电压跟随电路以及与所述电压跟随电路相连的功能电路，所述电压跟随电路接收数据信号线路输入端的信号，所述功能电路输出处理后的信号到所述数据信号线路的输出端。

在本实用新型所述的电子积木***中，优选所述功能电路为外部信号采集电路、信号处理电路和信号执行电路中的一种。

实施本实用新型的电子积木***，具有以下有益效果：本实用新型的电子积木***包括主模块及至少一个电子积木模块，所述主模块包括一个串行通讯接口和一个用于引入外部工作电源的电源接口；所述电源接口设置在所述主模块第一端，所述串行通讯接口设置在相对的第二端；每一个所述电子积木模块包括两个串行通讯接口，分别设置在所述电子积木模块上相对的第一端和第二端，用于实现与相邻电子积木模块之间的电连接、或者与所述主模块之间的电连接。本实用新型的电子积木***便于组装及各电子积木模块的统一管理，避免了因信号通道不同而造成拼接错误或拼接麻烦的问题，实现了各个电子积木模块的功能叠加，更具趣味性，可使用户根据需求灵活选择安装的功能模块，满足用户的创意需求。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型电子积木***一实施例的原理框图；

图2是本实用新型电子积木***中主模块的原理框图；

图3是本实用新型电子积木***中电子积木模块的原理框图；

图4是本实用新型电子积木***中电子积木模块的结构示意图；

图5是本实用新型实施例1声控灯积木***的原理框图；

图6是本实用新型实施例2温度显示积木***的原理框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1所示，在本实用新型的电子积木***一实施例的原理框图中，该电子积木***包括主模块100及至少一个电子积木模块200，主模块100包括一个串行通讯接口20a和一个用于引入外部工作电源的电源接口10a；电源接口10a设置在主模块100第一端，串行通讯接口20a设置在相对的第二端。

每一个电子积木模块200包括两个串行通讯接口20a，分别设置在电子积木模块200上相对的第一端和第二端，用于实现与相邻电子积木模块200之间的电连接、或者与主模块100之间的电连接。

本实施例中的至少一个电子积木模块200在图1中分别标示为第一个电子积木模块200、第二个电子积木模块200和第N个电子积木模块200，N为大于等于1的正整数。

在一些实施例中，本实用新型的电子积木***还包括与主模块100电连接的上位机300，其中，主模块100包括通信单元102和控制单元101。通信单元102与控制单元101电性连接，用于控制单元101与上位机300之间的数据通信，以将控制单元101接收的数据上传给上位机300。上位机300上设有用于输入用户需求命令的界面及显示的显示单元，上位机300根据用户需求命令转换为相应的控制信号发送给控制单元101，控制单元101根据控制信号通过串行通讯接口发送给电子积木模块200。

优选地，本实用新型的主模块100中的通信单元102与上位机300之间可通过蓝牙的方式进行数据通信。

可以理解地，在本实用新型的电子积木***中，本实用新型的上位机300可以为智能手机、平板电脑、台式电脑等智能终端。

另外，本实用新型的电子积木***中的每一个电子积木模块200都有相应的ID。当主模块100与上位机300连接后，例如，上位机300为台式电脑，当主模块100与电脑连接后，主模块100通过电脑进行供电，此时，主模块100即可通过通信单元100与电脑进行数据通信，若给主模块100任意拼接一个或多个电子积木模块200，主模块100的控制单元101即接收到每一个电子积木模块200的模块信息，并通过通信单元102将每一个电子积木模块200的模块信息上传给电脑，这些电子积木模块200的模块信息即在电脑上显示，同时还显示各个电子积木模块200之间的连接情况。优选地，在本实用新型的上位机300上还可在显示界面点击各个电子积木模块200，当点击其中任意一个或多个电子积木模块200时，即可获得被点击的电子积木模块200的原理图及文档说明。进一步地，还可在上位机300上打开相关的应用，根据上位机300上打开的应用拼接相应的电子积木模块200，在拼接过程中，拼接的情况通过主模块100返回给上位机300，上位机300根据接收到的拼接的情况进行判定，若拼接错误，上位机300的显示单元会提示拼接错误，并给出正确的拼接方案，从而实现了当应用于教学领域时，达到了方便教学的目的。

在一些实施例中，本实用新型的主模块100的第二端设置的串行通讯接口20a处设有用于供主模块100与电子积木模块200连接的永磁铁，即对于主模块100，其永磁铁设置在串行通讯接口20a这一侧；对于电子积木模块200，永磁铁分别设置在电子积木模块200的两端。优选地，本实用新型的电子积木模块200两端的永磁铁极性相反，从而保证了两个电子积木模块200拼接时避免错接的现象。例如，将电子积木模块200分为正端与反端，取第一电子积木模块200与第二电子积木模块200拼接时，当第一电子积木模块200的正端与第二电子积木模块200的反端相互靠近时，根据永磁铁的极性特性，此时第一电子积木模块200与第二电子积木模块200自动对接，从而实现了快速拼接的功能；当第一电子积木模块200的正端与第二电子积木模块200的正端相互靠近时，由于永磁铁的极性特性，第一电子积木模块200与第二电子积木模块200相互排斥，即两者不能拼接在一起，从而自动避免了错接的现象，使拼接更直接、正确。如当本实用新型的电子积木***应用于儿童的电子积木玩具领域，可以很方便的指导儿童进行积木的拼接，且不会出现错接的现象，给用户的使用带来了极大的便利。

如图4所示，在本实用新型的电子积木模块的结构示意图中，本实用新型的串行通讯接口20a包括第一引脚、第二引脚和第三引脚，在图4中分别将第一引脚标示为A、第二引脚标示为B和第三引脚标示为C。第一引脚A为正电源引脚，第二引脚B为数据信号引脚，第三引脚C为负电源引脚。

进一步地，由图4可看出，在每一个电子积木模块200的第一端和第二端还设有凸起部M和凹陷部N，其中，凸起部M沿电子积木模块200的第一端或第二端的端面向外凸起，凹陷部N沿电子积木模块200的第一端或第二端的端面向内凹陷。可以理解地，凹陷部N用于与凸起部M配合连接，以防止在拼接电子积木模块200时接反或接错，且通过凸起部M与凹陷部N的连接可以使拼接在一起的两个电子积木模块200连接更加稳定。优选地，凸起部M体积的大小与凹陷部N容腔的大小匹配。

如图2所示，在本实用新型电子积木***中的主模块原理框图中，主模块100内还设有与控制单元101相连的用于输出数据信号的信号发生单元103，用于根据控制单元101输出的控制指令向电子积木模块200输出数据信号，主模块100通过串行通讯接口20a的第一引脚A(正电源引脚)和第三引脚C(负电源引脚)将电源传输到下一个电子模块200中，信号发送单元103通过第二引脚B(数据信号引脚)将数据信号传输到下一个电子积木模块200，经过该级电子积木模块200后的数据信号具有该电子积木模块的功能特性。下一个电子积木模块200可以依次级联多个电子积木模块200，进行多个功能的叠加，同时根据电子积木***拼接的功能，可以对各个电子积木模块200的位置进行调换，达到了随意拼接的效果，增强娱乐及教学的趣味性。

在一些实施例中，本实用新型的主模块100内还设有与控制单元101相连的用于将主模块100与外部工作电源进行适配的适配单元104。优选地，本实用新型的适配单元104为AC/DC适配器。例如，当本实用新型的主模块100直接与电源连接时，AC/DC适配器将接收的交流电进行处理转换为适于主模块的标准电压。优选地，本实用新型的标准电压值为5V。

如图3所示，在本实用新型的电子积木***的电子积木模块的原理框图中，每一个电子积木模块内设有电压跟随电路201以及与电压跟随电路201相连的功能电路202，电压跟随电路201接收数据信号线路输入端的信号，功能电路202输出处理后的信号到数据信号线路的输出端。可以理解地，本实用新型的每一个电子积木模块200中的功能电路202为单一功能电路，电压跟随电路201将从数据信号线路输入端输入的信号经电压跟随电路201处理后输入到功能电路202中，电压跟随电路201用于还原来自上一级的输出信号，使通过电压跟随电路201处理过的信号等同于上一级的信号，以确保功能电路202中的信号不会衰减，保证了多级功能电路202拼接的稳定性。功能电路202将输入的信号进行相应处理后输出相应的信号至数据信号线路的输出端。优选地，当主模块100输出的电压为5V的标准电压时，由于在电子积木模块200中设置了电压跟随电路201，因此，每一个拼接完成的电子积木模块200之间都有5V的标准电压。

在一些实施例中，本实用新型的每一个电子积木模块200中的功能电路200为外部信号采集电路、信号处理电路和信号执行电路中的任意一种。其中，外部信号采集电路用于采集外部的信号，通常外部采集电路包括各类传感器及其相关电路，其中各类传感器如温度传感器、湿度传感器、声音传感器以及光电/光敏传感器等。信号处理电路用于控制及处理各级联电子积木模块200传输的数据信号，使传输的数据信号根据应用需求进行变化。如滤波电路、放大电路或逻辑电路等。信号执行电路用于根据信号处理电路输出的数据信号进行相应的动作，如LED灯显示(包括灯亮和灯灭)、LED数码显示(显示数字)、蜂鸣器、扬声器、电机驱动、开关及显示等。

为了更加清楚地描述本实用新型的电子积木***，下面通过具体的实施例进行详细说明。

实施例1：

本实施例为声控灯积木***：

如图5所示，该声控灯的电路包括主模块100、第一电子积木模块200(声音传感器及其相关电路，以下称为声控模块)、第二积木模块200(逻辑电路，以下称为逻辑模块)以及第三积木模块(LED灯，以下称为LED灯显示模块)。具体地，根据电路需求，一个声控模块与主模块100拼接，由于每个模块上的两端分别设有极性相反的永磁铁，因此，当拼接时，很容易按正确的方向进行拼接，接着取一个逻辑模块依次与声控模块拼接，最后取一个LED灯显示模块顺序与逻辑模块连接，从而完成声控灯电路的拼接。可以理解地，本实施例中的逻辑模块为与逻辑模块。

给主模块100通电，当外界没有声音时，声控模块不输出信号，此时，由于与逻辑模块没有接收到信号，或者说，与逻辑模块接收的信号为0，此时，由于与逻辑模块的功能特性，不输出信号，LED灯显示模块不工作，即LED灯不亮。当外部有声音时，声控模块中的声音传感器感到声音信号并进行相应的处理输出声音信号至与逻辑模块，与逻辑模块接收到声音信号后即进行处理输出相应的数据信号至LED灯显示模块，LED灯显示模块接收到该数据信号后即点亮LED灯，实现LED灯指示功能。

实施例2：

本实施例为温度显示积木***：

如图6所示，该温度显示的电路包括主模块100、第一电子积木模块200(温度传感器及其相关电路，以下称为温度检测模块)以及第二电子积木模块200(数码管及相关电路、以下称为数码显示模块)。该电路的主要功能是检测当前环境温度，并把当前温度在数码显示模块上进行显示。

给主模块100通电，温度检测模块中的温度传感器接收到主模块100传输的电源信号后开始工作，并检测出当前的温度进行相应的处理输出温度数据信号至数码显示模块，数码显示模块接收到该温度数据信号后进行显示，实现数码显示功能。

以上实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，并不能限制本实用新型的保护范围。凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电子积木***，其特征在于，包括主模块及至少一个电子积木模块；

所述主模块包括一个串行通讯接口和一个用于引入外部工作电源的电源接口；所述电源接口设置在所述主模块第一端，所述串行通讯接口设置在相对的第二端；

每一个所述电子积木模块包括两个串行通讯接口，分别设置在所述电子积木模块上相对的第一端和第二端，用于实现与相邻电子积木模块之间的电连接、或者与所述主模块之间的电连接。

2.根据权利要求1所述的电子积木***，其特征在于，所述电子积木***还包括与所述主模块电连接的上位机，其中，所述主模块包括通信单元和控制单元；

所述通信单元与所述控制单元电性连接，用于所述控制单元与所述上位机之间的数据通信，以将所述控制单元接收的数据上传给所述上位机；

所述上位机上设有用于输入用户需求命令的界面及显示的显示单元，所述上位机根据将所述用户需求命令转换为相应的控制信号发送给所述控制单元，所述控制单元根据所述控制信号通过所述串行通讯接口发送给所述电子积木模块。

3.根据权利要求2所述的电子积木***，其特征在于，所述通信单元与所述上位机通过蓝牙的方式进行数据通信。

4.根据权利要求1所述的电子积木***，其特征在于，所述串行通讯接口包括第一引脚、第二引脚和第三引脚，所述第一引脚为正电源引脚，所述第二引脚为数据信号引脚，所述第三引脚为负电源引脚。

5.根据权利要求1所述的电子积木***，其特征在于，所述主模块第二端设置的串行通讯接口处设有用于供所述主模块与所述电子积木模块连接的永磁铁。

6.根据权利要求1所述的电子积木***，其特征在于，每一个所述电子积木模块的串行通讯接口处设有永磁铁，且两端的永磁铁极性相反。

7.根据权利要求2所述的电子积木***，其特征在于，所述主模块内设有与所述控制单元相连的用于输出数据信号的信号发生单元。

8.根据权利要求7所述的电子积木***，其特征在于，所述主模块内还设有与所述控制单元相连的用于将所述主模块与所述外部工作电源进行适配的适配单元。

9.根据权利要求1至8任一项所述的电子积木***，其特征在于，每一个所述电子积木模块内设有电压跟随电路以及与所述电压跟随电路相连的功能电路，所述电压跟随电路接收数据信号线路输入端的信号，所述功能电路输出处理后的信号到所述数据信号线路的输出端。

10.根据权利要求9所述的电子积木***，其特征在于，所述功能电路为外部信号采集电路、信号处理电路和信号执行电路中的一种。