DE19803926A1 - Arrangement for learning the basic calculations in addition and subtraction, primarily for use by children - Google Patents

Abstract

The arrangement detects numbers carrying resistances using a controller with a window discriminator. Three devices (3-5) positioned on a common plane have contacts (6-11) for contacts (12-17) of the numbers (18-20) and are connected in series to a voltage source by a cable (22), which is interrupted at each device. The resistances close the line to form a series circuit. The output of a voltage comparison measurement device connected to the series circuit to evaluate the existing voltage drops through the numbers is connected to a display (21) that outputs a signal when current is passing.

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Erlernen der Grundrechenarten im Additions- und Subtraktionsbereich zur Aufnahme von widerstandsbestückten Zahlen unter Verwendung eines Steuergerätes, das mit einem Fensterdiskriminator versehen ist.The invention relates to a device for learning the Basic arithmetic operations in the addition and subtraction area for the inclusion of resistive numbers using a controller that is provided with a window discriminator.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in erster Linie für den Gebrauch durch Kinder gedacht und es liegt ihr die Aufgabe zugrunde, Kinder an den Umgang mit Zahlen und an das Grundrechnen zu gewöhnen. Dabei wird vorausgesetzt, daß das Kind die Bedeutung der Zahlen an sich schon versteht und mit Hilfe der Vorrichtung lernt, diese ins Verhältnis miteinander zu setzen.The device according to the invention is primarily for use thought by children and it is based on the task, children getting used to numbers and basic math. Doing so provided that the child already knows the meaning of the numbers themselves understands and learns with the help of the device, this in relation to put together.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Steuergerät der oben bezeichneten Art bei Betätigung drei Mittel, die inmitten einer Ebene im Abstand nebeneinander angeordnet sind und zur Aufnahme von widerstandsbestückten Zahlen dienen an eine elektrische Spannungsquelle gelegt wird, wobei der Strompfad an jedem Mittel unterbrochen ist und an die jeweiligen Unterbrechungen Kontakte angebracht sind, die nach Aufbringen der Zahlen, die die entsprechenden Gegenkontakte und einen Widerstand aufweisen, den Strompfad als Reihenschaltung schließt, wobei den Zahlen feste Widerstandswerte zugeordnet sind, die proportional vom Wert der Zahl eins steigen und somit unterschiedliche im Verhältnis stehende, nach dem Ohmschen Gesetz resultierende, Spannungsabfälle erzeugen. Die von der Mitte der Additions- und Subtraktionsgleichung abgenommene Spannungswert, der aus elektrotechnischer Sicht die Achse der Spannungswaage bildet, wird dem Fensterdiskriminator zugeleitet, der Spannungen unterhalb, inmitten oder oberhalb eines fest definierten Toleranzbereiches erkennt und auswertet und das der Ausgang des Fensterdiskriminators dauernd an einer Anzeigevorrichtung liegt, die bei Stromdurchgang ein Signal abgibt. According to the invention the object is achieved in that a Control device of the type described above when actuated three means are arranged next to each other in the middle of a level and to Inclusion of resistive numbers serve on an electrical Voltage source is placed with the current path on each means is interrupted and contacts to the respective interruptions are attached after applying the numbers that the have corresponding counter contacts and a resistance, the Closes current path as series connection, the numbers fixed Resistance values are assigned that are proportional to the value of the number one increase and thus different related ones generate voltage drops resulting from Ohm's law. The one taken from the middle of the addition and subtraction equation Voltage value which, from an electrical engineering point of view, is the axis of the Voltage balance forms, is fed to the window discriminator who Tensions below, in the middle or above a firmly defined Tolerance range recognizes and evaluates that the output of the Window discriminator is constantly on a display device that emits a signal when power is passed.  

Die Figur zeigt in zum Teil schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Lehre der Erfindung. Anhand dieser Figur wird die Erfindung und ihre Funktion erläutert.The figure shows a partially schematic representation Embodiment of a device according to the teaching of the invention. The invention and its function are explained on the basis of this figure.

Mit 1 ist das Steuergerät bezeichnet. Bei Betätigung von dessen Einschaltknopf 2 wird zum einem der Fensterdiskriminator, der durch zwei festgelegte Grenzspannungen über ein Fenster verfügt, welches einige mV unter und oberhalb der halben Versorgungsspannung liegt und die Zuleitung 22, die die drei Mittel 3, 4 und 5, die inmitten einer Ebene im Abstand nebeneinander angeordnet sind, an eine elektrische Spannungsquelle gelegt. Die Zuleitung 22 ist jeweils an den Mitteln 3, 4 und 5 unterbrochen, wobei sich an den Enden der Unterbrechungen Kontakte 6, 7, 8, 9, 10 und 11 befinden die so angeordnet sind um sich mit den entsprechend ausgelegten Gegenkontakten 12, 13, 14, 15, 16 und 17 zu schließen. Durch Aufsetzen der mit Widerständen bestückten Zahlen 18, 19 und 20 wird die Zuleitung 22 als Reihenschaltung geschlossen. Somit entstehen an den widerstandsbestückten Zahlen 18, 19 und 20 Spannungsabfälle, die unterschiedlich groß sind, da jeder Zahl ein festdefinierter Widerstandswert zugeteilt ist, welcher im proportionalen Verhältnis zum Zahlenwert steht. Der am Kontakt 9 entstandene Spannungsabfall wird über die Zuleitung 23 zum Eingang des Fensterdiskriminators geführt und mit dem Sollbereich verglichen. Da die Kombination der Zahlen in der Darstellung falsch ist, ist der am Kontakt 9 entstandene Spannungsabfall auch nicht in Höhe der halben Versorgungsspannung und somit auch nicht im Sollbereich des Fensterdiskriminators. Dadurch wird die Anzeigevorrichtung 21 durch den Ausgang des Fensterdiskriminators nicht mit Strom versorgt und kann somit nicht wirksam werden.With 1 the control device is designated. When the on button 2 is pressed, on the one hand the window discriminator, which has two defined limit voltages, has a window which is a few mV below and above half the supply voltage, and the supply line 22 , which is the three means 3 , 4 and 5 , which are in the middle of one Level are arranged next to each other at a distance, placed on an electrical voltage source. The supply line 22 is interrupted in each case at the means 3 , 4 and 5 , contacts 6 , 7 , 8 , 9 , 10 and 11 being located at the ends of the interruptions, which are arranged in such a way that they correspond to the correspondingly designed counter contacts 12 , 13 14 , 15 , 16 and 17 to close. By placing the numbers 18 , 19 and 20 equipped with resistors, the feed line 22 is closed as a series connection. This results in voltage drops at the resistor-equipped numbers 18 , 19 and 20 , which are of different sizes, because each number is assigned a fixed resistance value, which is proportional to the numerical value. The voltage drop that arises at contact 9 is conducted via feed line 23 to the input of the window discriminator and compared with the desired range. Since the combination of the numbers in the illustration is incorrect, the voltage drop at contact 9 is also not half the supply voltage and therefore not in the target range of the window discriminator. As a result, the display device 21 is not supplied with current by the output of the window discriminator and therefore cannot become effective.

Das Kind soll nun die Zahlen 18, 19 und 20 solange kombinieren, bis die Gleichung der Additionsaufgabe richtig ist. Ist dieser Zustand erreicht, so entsteht am Kontakt 9 ein Spannungsabfall in Höhe der halben Versorgungsspannung, der somit in den Sollbereich des Fensterdiskriminators fällt. Dadurch liegt am Ausgang des Fensterdiskriminators eine Spannung an die das Anzeigeinstrument 21 über die Zuleitung 24 mit Strom versorgt und betätigt dieses in einer noch zu erläuternder Weise.The child should now combine the numbers 18 , 19 and 20 until the equation of the addition problem is correct. If this state is reached, a voltage drop in the amount of half the supply voltage arises at contact 9 and thus falls within the target range of the window discriminator. As a result, there is a voltage at the output of the window discriminator, to which the display instrument 21 is supplied with current via the lead 24 and actuates it in a manner to be explained.

Es ist auch denkbar, die Vorrichtung auf die Lösung von Kettenaufgaben zu erweitern. Dazu müssen noch weitere Mittel zur Aufnahme der Zahlen 18, 19 und 20 angebracht werden und elektrisch mit der Zuleitung 22 verbunden werden.It is also conceivable to extend the device to solve chain tasks. For this purpose, further means for receiving the numbers 18 , 19 and 20 must be attached and electrically connected to the supply line 22 .

Die Mittel 3, 4 und 5 können Dauermagneten sein, wobei die Kontakte 6, 7, 8, 9, 10 und 11 unmittelbar an die Magneten angebracht sein können, so das die entsprechend ausgelegten Kontakte 12, 13, 14, 15, 16 und 17 an den Zahlen 18, 19 und 20 durch die Magneten angezogen werden und so schnell austauschbare und elektrisch sichere Verbindungen entstehen. Wählt man als Mittel 3, 4 und 5 einfache Steck-, Schraub- oder Klemmfassungen, so tragen die Zahlen 18, 19 und 20 die entsprechenden Verbindungen.The means 3 , 4 and 5 can be permanent magnets, wherein the contacts 6 , 7 , 8 , 9 , 10 and 11 can be attached directly to the magnets, so that the correspondingly designed contacts 12 , 13 , 14 , 15 , 16 and 17 are attracted to the numbers 18 , 19 and 20 by the magnets and thus quickly interchangeable and electrically safe connections are created. If one chooses 3 , 4 and 5 as simple plug-in, screw or clamp sockets, the numbers 18 , 19 and 20 carry the corresponding connections.

Die Widerstände an den Zahlen 18, 19 und 20 können feste Werte besitzen oder einstellbar sein. Sie können von außen oder in Hohlräume der Zahlen 18, 19 und 20 angebracht sein, wobei die Kontakte 12, 13, 14, 15, 16 und 17 nach außen geführt sind.The resistors at numbers 18 , 19 and 20 can have fixed values or be adjustable. They can be attached from the outside or in cavities of the numbers 18 , 19 and 20 , the contacts 12 , 13 , 14 , 15 , 16 and 17 being guided outwards.

Hat das Kind nun die richtige Kombination der Zahlen 18, 19 und 20 gefunden, fließt ein Strom durch die Anzeigevorrichtung 21. Somit kann Die Anzeigevorrichtung 21 selbstständig ein Signal abgeben. Zum anderen besteht die Möglichkeit das Signal aus der Anzeigevorrichtung 21 mit einem Druckknopfschalter 25 auszulösen. Das Signal kann akustisch durch einen Lautsprecher 26 oder optisch durch ein Leuchtmittel 27 gegeben werden.If the child has now found the correct combination of the numbers 18 , 19 and 20 , a current flows through the display device 21 . The display device 21 can thus independently emit a signal. On the other hand, there is the possibility of triggering the signal from the display device 21 with a push-button switch 25 . The signal can be given acoustically by a loudspeaker 26 or optically by a lamp 27 .

Durch drehen der Vorrichtung um 180 Grad kann das Kind unter Berücksichtigung der erforderlichen Rechenzeichen, die Subtraktionsaufgaben in gleicher Weise lösen.By turning the device through 180 degrees, the child can under Taking into account the required arithmetic characters Solve subtraction tasks in the same way.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Erlernen der Grundrechenarten im Additions- und Subtraktionsbereich zur Aufnahme von widerstandsbestückten Zahlen unter Verwendung eines Steuergerätes, das mit einem Fensterdiskriminator versehen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß auf einer Ebene drei im gleichen Abstand nebeneinander positionierte Mittel (3, 4, 5) angeordnet sind, die Kontakte (6, 7, 8, 9, 10, 11) aufweisen, die zur Aufnahme der mit Widerständen bestückten Zahlen (18, 19, 20) dienen und das an die Zahlen (18, 19, 20) die entsprechend ausgelegten Gegenkontakte (12, 13, 14, 15, 16, 17) angebracht sind und das die Mittel (3, 4, 5) über eine Zuleitung (22) in Reihe an eine Spannungsquelle gelegt wird, wobei die Zuleitung (22) an jedem Mittel (3, 4, 5) unterbrochen ist und das die Zahlen (18, 19, 20) die Zuleitung (22) als Reihenschaltung schließen,
während an die Reihenschaltung eine Einrichtung zur Spannungsvergleichsmessung gekoppelt ist , um die entstehenden Spannungsabfälle durch die Zahlen (18, 19, 20) auszuwerten und das der Ausgang der Einrichtung dauernd an einer Anzeigevorrichtung (21) liegt, die bei Stromdurchgang ein Signal gibt.1. A device for learning the basic arithmetic operations in the addition and subtraction area for recording resistive numbers using a control device which is provided with a window discriminator, characterized in that
that three means ( 3 , 4 , 5 ) positioned at the same distance next to each other are arranged on one level and have contacts ( 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 ) which are used to hold the numbers ( 18 , 19 , 20 ) and that the correspondingly designed counter-contacts ( 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 ) are attached to the numbers ( 18 , 19 , 20 ) and that the means ( 3 , 4 , 5 ) are connected via a feed line ( 22 ) is connected in series to a voltage source, the supply line ( 22 ) being interrupted at each means ( 3 , 4 , 5 ) and the numbers ( 18 , 19 , 20 ) closing the supply line ( 22 ) as a series connection,
while a device for voltage comparison measurement is coupled to the series circuit in order to evaluate the voltage drops which occur by means of the numbers ( 18 , 19 , 20 ) and that the output of the device is permanently connected to a display device ( 21 ) which gives a signal when current is passed. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Mittel (3, 4, 5) elektrotechnische Elemente sind, wie Dauermagneten an die Kontakte (6, 7, 8, 9, 10, 11) angeordnet sind oder Steck-, Klemm- oder Schraubfassungen und das die auf den Zahlen (18, 19, 20) angeordneten Kontakte (12, 13, 14, 15, 16, 17) entsprechender Weise ausgebildet sind. 2. Device according to claim 1, characterized in that the means ( 3 , 4 , 5 ) are electrotechnical elements, such as permanent magnets on the contacts ( 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 ) are arranged or plug-in, clamping or screw sockets and that the contacts ( 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 ) arranged on the numbers ( 18 , 19 , 20 ) are designed accordingly. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, das die Widerstände an den Zahlen (18, 19, 20) einstellbare oder feste Werte aufweisen.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the resistances on the numbers ( 18 , 19 , 20 ) have adjustable or fixed values. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigegerät (21) bei Stromdurchgang selbstständig ein Signal abgibt.4. Apparatus according to claim 1 or one of the following, characterized in that the display device ( 21 ) independently emits a signal upon passage of current. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden dadurch gekennzeichnet, daß das Signal akustisch oder optisch gegeben wird.5. The device according to claim 1 or one of the following characterized in that the signal is given acoustically or optically.