用于智能电子积木的信号产生和调节硬件模块制造技术

本实用新型专利技术提供用于智能电子积木的信号产生和调节硬件模块。所述硬件模块包括：高电平输入端、数据总线输入端、信号输入端、低电平输入端、高电平输出端、数据总线输出端、信号输出端、低电平输出端、传感器单元、处理器、模数转换器、数模转换器等。本实用新型专利技术利用传感器单元实时监测环境参数的变化，并根据物理参数的变化产生不同强度的电压信号，电压信号经过模数转换器变换为数字信号并由处理器进行运算得到输出的数字信号，输出的数字信号经过数模转换器变换为电压信号输出给下一级模块。本实用新型专利技术实现智能积木模块的标准安装结构，便于积木模块之间的自由拼接，使得智能积木模块的搭接结构简洁，使用方便。

Hardware module for signal generation and adjustment of intelligent electronic building blocks

The utility model provides a hardware module for generating and regulating intelligent electronic building blocks. The hardware modules include: high input, data bus input terminal, a signal input, low input, high output, data bus output, a signal output terminal, low output, sensor unit, processor, ADC, DAC etc.. The utility model using a sensor unit real-time monitoring of environmental parameters, and generates a voltage signal with different intensity according to the variation of physical parameters of the voltage signal through the analog-to-digital converter and converted into digital signals by the processor are calculated to obtain digital signal output, digital signal output after the DAC is transformed into voltage signal output to the next level module. The utility model realizes the standard installation structure of the intelligent building block module, and is convenient for the free splicing between the building blocks and modules, so that the lap joint structure of the intelligent building block module is simple and convenient to use.

【技术实现步骤摘要】
用于智能电子积木的信号产生和调节硬件模块
本技术涉及智能玩具
，具体涉及用于智能电子积木的信号产生和调节方法及其硬件模块。
技术介绍
前的很多电路类实验产品都是以一种独立形式存在的，无法与机械结构类的产品一起使用，其拼接、电路连接都存在各种限制，使用者难以根据自己的需求和想法自由拼接，难以调动青少年儿童对于搭建结构以及电路原理的认知。而可自由组合、根据用户想法自由拼接的智能、模块化积木，能满足用户在进行积木拼接的过程中，感受电子控制电路带来的乐趣并学习相关知识。为了实现用户根据电路原理自由设计各种电路结构，实现积木系统的智能控制和物理量表达和显示，有必要提出了用于智能电子积木的信号产生和调节方法及硬件模块。本技术的涉及的智能积木系统由多个智能积木模块（简称积木模块）构成。
技术实现思路
为了实现用户根据电路原理自由设计各种电路结构，实现积木系统的智能控制和物理量表达和显示，提出了用于智能电子积木的信号产生和调节硬件模块，该硬件模块可利用任何物理传感器单元感应环境物理量的强度及其变化，根据该物理量的强度大小转换为相应的电压信号，电压信号经过修正、调整、模数变换、数学和逻辑运算、数模变换等多种多个步骤，将传感单元所探测得到的物理量强度以统一的信号输出，为智能积木模块提供控制信号。用于智能电子积木的信号产生和调节硬件模块，提供了传感器单元、电路板的封装部件，提供积木模块的安装结构，实现智能积木模块的标准安装结构，便于积木模块之间的自由拼接。本技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。用于智能电子积木的信号产生和调节硬件模块，其包括高电平输入端、数据总线输入端、信号输入端、低电平输入端、高电平输出端、数据总线输出端、信号输出端、低电平输出端、传感器单元、处理器、模数转换器、数模转换器、电路板、输入端接头、输出端接头、上壳体和下壳体；高电平输入端和高电平输出端及它们之间的连续构成了高电平供电线路；低电平输入端和低电平输出端及它们之间的连线构成了低电平供电线路；数据总线输入端和数据总线输出端及它们之间的连线构成了数据总线传输线路；信号输入端和信号输出端及它们之间的连线构成了信号传输线路；高电平供电线路和低电平供电线路形成了电压差回路，为传感器单元、处理器、模数转换器、数模转换器提供电力；所述数据总线是所有已连通智能积木模块的共同通讯总线，该总线采用单工方式收发数据；数据总线的数据由调节器调节控制。进一步地，所述调节器自身包括处理器、LCD显示屏、按键输入、通讯接口和供电接口等；调节器的通讯接口包括数据总线输出端和信号输出端，这两个接口可以将调节器的处理器的输出信号传递到智能积木中的数据总线和信号线；调节器的供电接口包括了低电平输入端和高电平输入端，这两个输入端分别与智能积木系统的低电平导线和高电平导线连通，获得供电模块的供电。用户可通过调节器设有的按键作为信息输入端，通过调节器进行信息的编码，并通过通讯接口输出以及对智能积木模块进行设定。调节器的LCD显示屏是调节器的显示端；数据总线输入端与上位智能积木模块连接，获得上位智能积木传递的数据；数据总线输出端与下位智能积木模块连接，向下传递数据；数据总线与处理器连接，处理器通过数据总线与调节器双向通讯；传感器单元感应环境物理量的强度变化，根据环境物理量的强度产生电压；传感器单元的电压输出端与模数转换器连接，模数转换器将电压信号转换为数字信号；模数转换器具有两路输入，一路来自传感器单元，另一路来自信号输入端，两组信号求取平均值，并转换为数字信号，进一步传递给处理器；处理器对数字信号进行处理，得到的结果经过数模转换器变换为模拟信号，并从信号输出端输出；传感器单元、处理器、模数转换器和数模转换器封装在电路板上；高电平输入端、数据总线输入端、信号输入端和低电平输入端共四个输入端接头组成输入端，与电路板连通；高电平输出端、数据总线输出端、信号输出端和低电平输出端工四个输出端接头组成输出端，与电路板连通；电路板连接固定并封装在下壳体和上壳体中间，仅有输入端和输出端总共8个接头露出在壳体外部与其他积木模块连接；下壳体在靠近输出端接头的部位设置了接头凸台，在靠近输入端接头的部位设置了接头凹槽；一个积木模块的接头凸台能与另一个积木模块的接头凹槽组装配合；下壳体在底面设置了安装凹槽；上壳体在顶面设置了安装凸台；一个积木模块的安装凸台能与另一个积木模块的安装凹槽组装配合。进一步地，所述传感器单元，为能获得物理量的红外传感器、光电传感器、声音传感器、体感传感器中的一种以上。相对于现有技术，本技术具有以下优点和技术效果：本技术提出了用于智能电子积木的信号产生和调节硬件模块，提供了传感器单元、电路板的封装部件，提供积木模块的安装结构，实现智能积木模块的标准安装结构，便于积木模块之间的自由拼接。本技术利用任何物理传感器单元感应环境物理量的强度及其变化，根据该物理量的强度大小转换为相应的电压信号，电压信号经过修正、调整、模数变换、数学和逻辑运算、数模变换等多种多个步骤，将传感单元所探测得到的物理量强度以统一的信号输出，为智能积木模块提供控制信号。本技术使得智能积木模块搭接结构简洁，使用灵活方便。附图说明图1是实例中的智能电子积木的信号产生和调节线路的原理图。图2是实例中的智能电子积木的信号产生和调节流程图。图3是实例中的用于智能电子积木的信号产生和调节硬件模块与其他积木模块连接的示意图。图4是实例中的用于智能电子积木的信号产生和调节模块结构的一侧示意图。图5是实例中的用于智能电子积木的信号产生和调节模块结构的另一侧示意图。图6是实例中的用于智能电子积木的信号产生和调节模块的结构示意图（移除上盖）。图7是实例中的信号产生模块701与其他积木模块702连接的结构示意图。图中：1-高电平输入端；2-数据总线输入端；3-信号输入端；4-低电平输入端；5-高电平输出端；6-数据总线输出端；7-信号输出端；8-低电平输出端；9-红外传感器模块；10-模块处理器；11-模数转换器；12-数模转换器；13-下壳体；14-上壳体；15-安装凸台；16-接头凸台；17-安装凹槽；18-接头凹槽；19-电路板；20-调节器；21-电源。具体实施方式下面将结合具体实施例对本技术作进一步说明，但本技术的实施和保护不限于此，本技术的关键在于对结构提出的技术方案，以下若有涉及软件的部分或未特别详细说明之过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现的。如图1～图7所示，本实例用于智能电子积木的信号产生和调节硬件模块包括：高电平输入端1、数据总线输入端2、信号输入端3、低电平输入端4、高电平输出端5、数据总线输出端6、信号输出端7、低电平输出端8、传感器单元9、处理器10、模数转换器11、数模转换器12，还包括电路板19、输入端和输出端接头、上壳体14和下壳体13等主要部件。高电平输入端1和高电平输出端5及必要的连线构成了高电平导线101；低电平输入端4和低电平输出端8及必要的连线构成了低电平导线102；数据总线输入端2和数据总线输出端6及必要的连线构成了数据总线导线103；信号输入端3和信号输出端7及必要的连线构成了信号线104。高电平导线和低电平导线形成了电压差回路，为信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于智能电子积木的信号产生和调节硬件模块，其特征在于包括高电平输入端（1）、数据总线输入端（2）、信号输入端（3）、低电平输入端（4）、高电平输出端（5）、数据总线输出端（6）、信号输出端（7）、低电平输出端（8）、传感器单元（9）、处理器（10）、模数转换器（11）、数模转换器（12）、电路板（19）、输入端接头、输出端接头、上壳体（14）和下壳体（13）；高电平输入端（1）和高电平输出端（5）及它们之间的连续构成了高电平供电线路；低电平输入端（4）和低电平输出端（8）及它们之间的连线构成了低电平供电线路；数据总线输入端（2）和数据总线输出端（6）及它们之间的连线构成了数据总线传输线路；信号输入端（3）和信号输出端（7）及它们之间的连线构成了信号传输线路；高电平供电线路和低电平供电线路形成了电压差回路，为传感器单元（9）、处理器（10）、模数转换器（11）、数模转换器（12）提供电力；所述数据总线是所有已连通智能积木模块的共同通讯总线，该总线采用单工方式收发数据；数据总线的数据由调节器（20）调节控制；数据总线输入端（2）与上位智能积木模块连接，获得上位智能积木传递的数据；数据总线输出端（6）与下位智能积木模块连接，向下传递数据；数据总线与处理器（10）连接，处理器（10）通过数据总线与调节器（20）双向通讯；传感器单元（9）感应环境物理量的强度变化，根据环境物理量的强度产生电压；传感器单元的电压输出端与模数转换器（11）连接，模数转换器将电压信号转换为数字信号；模数转换器具有两路输入，一路来自传感器单元（9），另一路来自信号输入端（3），两组信号求取平均值，并转换为数字信号，进一步传递给处理器（10）；处理器（10）对数字信号进行处理，得到的结果经过数模转换器变换为模拟信号，并从信号输出端（7）输出；传感器单元（9）、处理器（10）、模数转换器（11）和数模转换器（12）封装在电路板（19）上；高电平输入端（1）、数据总线输入端（2）、信号输入端（3）和低电平输入端（4）共四个输入端接头组成输入端，与电路板（19）连通；高电平输出端（5）、数据总线输出端（6）、信号输出端（7）和低电平输出端（8）工四个输出端接头组成输出端，与电路板（19）连通；电路板（19）连接固定并封装在下壳体（13）和上壳体（14）中间，仅有输入端和输出端总共8个接头露出在壳体外部与其他积木模块连接；下壳体（13）在靠近输出端接头的部位设置了接头凸台（16），在靠近输入端接头的部位设置了接头凹槽（18）；一个积木模块的接头凸台（16）能与另一个积木模块的接头凹槽（18）组装配合；下壳体（13）在底面设置了安装凹槽（17）；上壳体（14）在顶面设置了安装凸台（15）；一个积木模块的安装凸台（15）能与另一个积木模块的安装凹槽（17）组装配合。...

【技术特征摘要】
1.用于智能电子积木的信号产生和调节硬件模块，其特征在于包括高电平输入端（1）、数据总线输入端（2）、信号输入端（3）、低电平输入端（4）、高电平输出端（5）、数据总线输出端（6）、信号输出端（7）、低电平输出端（8）、传感器单元（9）、处理器（10）、模数转换器（11）、数模转换器（12）、电路板（19）、输入端接头、输出端接头、上壳体（14）和下壳体（13）；高电平输入端（1）和高电平输出端（5）及它们之间的连续构成了高电平供电线路；低电平输入端（4）和低电平输出端（8）及它们之间的连线构成了低电平供电线路；数据总线输入端（2）和数据总线输出端（6）及它们之间的连线构成了数据总线传输线路；信号输入端（3）和信号输出端（7）及它们之间的连线构成了信号传输线路；高电平供电线路和低电平供电线路形成了电压差回路，为传感器单元（9）、处理器（10）、模数转换器（11）、数模转换器（12）提供电力；所述数据总线是所有已连通智能积木模块的共同通讯总线，该总线采用单工方式收发数据；数据总线的数据由调节器（20）调节控制；数据总线输入端（2）与上位智能积木模块连接，获得上位智能积木传递的数据；数据总线输出端（6）与下位智能积木模块连接，向下传递数据；数据总线与处理器（10）连接，处理器（10）通过数据总线与调节器（20）双向通讯；传感器单元（9）感应环境物理量的强度变化，根据环境物理量的强度产生电压；传感器单元的电压输出端与模数转换器（11）连接，模数转换器将电压信号转换为数字信号；模数转换器具有两路输入，一路来自传感器单元（9），另一路来自信号输入端（3），两组信号求取平均值，并转换为数字信号，进一步传递给处理器（10）；处理器（10）对数字信号进行处理，得到的结果经过数模转换器变换为模拟信号，并从...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪成选，叶远，蔡立鹤，
申请(专利权)人：广东乐博士教育装备有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44