[实用新型]一种开源硬件编程教学教具

说明书

本实用新型涉及一种教具，尤其是开源硬件编程教学教具（1），包括：基板（2）和传感器模块，其特征在于：该基板内设有可更换的主控板，并有编程接口（2‑4），基板上分布有凸起，形成能与传感器模块或拼插模型（6）直接拼插连接的结构，基板上还设置有供电通讯接口公头（2‑1）；该传感器模块包括上盖、PCB功能板、供电通讯接口母头（3‑3）、外框及底板；上盖、外框及底板组成一个包裹结构包裹固定PCB功能板，供电通讯接口母头一端与PCB功能板连接，另一端伸出底板外形成能与供电通讯接口公头连接通讯的结构；上盖、底板上均分布有凸起，形成能与基板或拼插模型直接拼插连接的结构。本实用新型更简便，更安全，更易用，供电更持久，更强扩展性，提供标准接口转接板，可以兼容标准接口的第三方传感器。

技术领域

本实用新型涉及一种教具，尤其是开源硬件编程教学教具。

背景技术

近年来，各种编程教学使用的传感器模块被陆续开发出来，通过PC、智能终端等编程后，将各传感器模块按照一定的拼接规则进行拼接，或与拼插模型(例如乐高模数)拼接后即可形成各种智能教具或智能玩具。这些传感器模块虽然使用方便，但仍存在诸多问题，例如：模块的连接卡口与信号通信分体设计，即传感器模块连接与信号传输无法同时进行；模块的信号传输及供电需要额外的连线或接口完成；使用面包板或杜邦线连接时，需要一定的电路基础知识，且连线复杂，连接牢固度差；使用时没有基板，或虽有基板但传感器模块与基板之间需要借助数据线完成连接；基板不带开关，不带电源，电池亦采用分体式设计，需要额外结构固定电池，不便于案例制作及移动、分享交流。

发明内容

本实用新型为了克服上述现有技术的缺点，特提出如下改进方案。

一种开源硬件编程教学教具，其包括：基板和传感器模块；该基板内设有可更换的主控板，并有编程接口，通过PC或智能终端编写的程序可在主控板上运行，实现传感器控制信号的收集处理及传感器功能的控制。可通过更换不同的主控板实现对不同编程语言的支持，主控板的切换不影响基板及传感器功能的实现。基板上分布有凸起，形成能与传感器模块或拼插模型直接拼插连接的结构，基板上还设置有供电通讯接口公头。通过如此设置，使得基板与传感器模块的连接与信号传输可以同时进行。

该传感器模块包括上盖、PCB功能板、供电通讯接口母头、外框及底板；上盖、外框及底板组成一个包裹结构包裹固定PCB功能板，供电通讯接口母头一端与PCB功能板连接，另一端伸出底板外形成能与供电通讯接口公头连接通讯的结构；传感器模块的上盖、底板上均分布有凸起，形成能与基板或拼插模型直接拼插连接的结构。

上述PCB功能板可以是任何现有技术已知的，例如：模拟温度传感器、角度传感器、声音传感器、全彩灯矩阵、数字按键、彩色LED灯、蓝牙通讯模块等。

优选地，上述基板内还可以设置充电电池槽、充电接口和电源开关，由此使得基板能通过电池独立供电，从而便于移动。

优选地，上述基板可分为多个模块安装区，各模块安装区中有一个或多个供电通讯接口公头，可提供多种电压规格，用于与不同规格的传感器模块连接。例如，上述模块安装区可分为：数字模块安装区、IIC模块安装区、模拟模块安装区、SPI模块安装区、UART模块安装区。

优选地，上述传感器模块外框上设置有防呆缺口，上述基板上设置有防呆凸起，二者匹配从而方便使用者迅速地将传感器模块与基板拼插。

优选地，该传感器模块可设计为长款传感器模块和短款传感器模块两种尺寸，长款传感器模块宽高与短款传感器模块相同，但长度加倍，短款传感器模块内所装PCB功能板工作电压为5V，长款传感器模块内所装PCB功能板工作电压为5V或9V。

优选地，上述长款传感器模块中，供电通讯接口母头焊接在PCB功能板的底面上，PCB功能板的表面上还可焊接有供电通讯接口公头，供电通讯接口公头伸出上盖外，从而使得长款传感器模块与基板连接后，其上还可以再与其它传感器模块连接，或通过连接延长线与拼插模型连接。