一种电路实验教具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电路实验教具，本实用新型专利技术集成有多种电学实验，一方面，无需在每次实验时准备实验器材，不仅操作便捷，还避免了容易遗忘器材的问题；另一方面，本实用新型专利技术能够实时提示学生实验错误情况，可便于学生及时更正，提高了实验效果；另外，本实用新型专利技术还能够进行实验数据的可视化展示以及数据的实时上传，不仅无需人工读数，还便于实验数据的留存；由此，本实用新型专利技术的集成度高，操作方便高效，方便携带，且实验效果好，适用于大规模应用与推广。与推广。与推广。

【技术实现步骤摘要】
一种电路实验教具


[0001]本技术属于电路教学
，具体涉及一种电路实验教具。

技术介绍

[0002]目前，对于中学实验，实验器材仍然采用独立的电路元件进行连接实验，这种传统的实验方法存在如下弊端：(1)学生不能及时发现自己连接的电路是否错误，且教师不能及时顾及全班同学实验情况，导致实验效果大打折扣；(2)实验数据需要学生人工读数，不仅操作繁琐，还存在不能及时整理而导致实验失去意义的问题；(3)实验器材功能过于单一，不同的实验课程需要准备对应的实验器材，而准备的器材过于繁琐，容易遗漏；由此，如何提供一种智能化的电路实验教具，以解决上述缺陷，已成为一个亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是提供一种电路实验教具，用以解决现有技术中学生不能及时发现电路连接错误、实验数据需要人工读数、实验数据不能及时整理以及实验准备过于繁琐的问题。
[0004]为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0005]第一方面，提供了一种电路实验教具，包括：主控模块、显示模块、实验操作模块、电路检测模块、报警模块以及通讯模块，其中，所述实验操作模块设置有电流检测端子、电压检测端子以及多个实验操作电路，且每个实验操作电路分别电连接电流检测端子和电压检测端子；
[0006]所述电路检测模块的电流采样端电连接所述电流检测端子，所述电路检测模块的电压采样端电连接所述电压检测端子，且所述电路检测模块的电流采样输出端和电压采样输出端分别电连接所述主控模块的输入端；
[0007]所述主控模块的显示驱动端电连接所述显示模块，其中，所述主控模块的报警端电连接所述报警模块，且所述主控模块还通过所述通讯模块通信连接有上位机。
[0008]基于上述公开的内容，本技术所提供的电路实验教具，设置有多个实验操作电路供学生实践操作，如此，本技术无需在实验前准备实验器材，不仅操作便捷，还避免了传统实验所存在的容易遗漏器材的问题；同时，本技术还设置有电路检测模块，其中，电路检测模块分别与电流检测端子和电压检测端子连接，且每个实验操作电路均电连接电流检测端子和电压检测端子，由此，本技术可在实验时，实时采集每个实验操作电路的电流和电压，并通过显示模型进行显示，而无需人工读数；更进一步的，本技术还设置有报警模块，可在电流和/或电压超出阈值时，进行报警，从而提示学生连接错误，及时停止实验操作；另外，对于实验数据，本技术可通过通讯模块实时上传至上位机进行留存，从而避免了实验数据容易遗漏的问题。
[0009]通过上述设计，本技术集成有多种电学实验，一方面，无需在每次实验时准备实验器材，不仅操作便捷，还避免了容易遗忘器材的问题；另一方面，本技术能够实时
提示学生实验错误情况，可便于学生及时更正，提高了实验效果；另外，本技术还能够进行实验数据的可视化展示以及数据的实时上传，不仅无需人工读数，还便于实验数据的留存；由此，本技术的集成度高，操作方便高效，方便携带，且实验效果好，适用于大规模应用与推广。
[0010]在一个可能的设计中，所述电路检测模块包括：电流检测电路和电压检测电路，其中，所述电流检测电路的电流采样端电连接所述电流检测端子，所述电压检测电路的电压采样端电连接所述电压检测端子，且所述电流检测电路的输出端和所述电压检测电路的输出端分别电连接所述主控模块的输入端。
[0011]在一个可能的设计中，所述电流检测电路包括：INA199A1DCKR型第一运算放大器、电流表以及第一电压基准芯片；
[0012]所述INA199A1DCKR型第一运算放大器的第四管脚电连接第一电阻的一端，所述INA199A1DCKR型第一运算放大器的第五管脚分别电连接所述第一电阻的另一端以及所述电流表的一端，所述电流表的另一端和所述第一电阻的一端作为所述电流检测电路的电流采样端，电连接所述电流检测端子；
[0013]所述INA199A1DCKR型第一运算放大器的第六管脚通过第二电阻分别电连接第三电阻的一端和第一电容的一端，所述第三电阻的另一端电连接第二电容的一端，其中，所述第三电阻的另一端还作为所述电流检测电路的输出端，电连接所述主控模块的输入端，且所述第一电容的另一端以及所述第二电容的另一端分别接地；
[0014]所述INA199A1DCKR型第一运算放大器的第一管脚分别电连接直流电源、第三电容的一端、第四电容的一端以及第五电容的一端，其中，所述第三电容的另一端、所述第四电容的另一端以及所述第五电容的另一端分别接地，且所述第三电容的两端还并联有所述第一电压基准芯片。
[0015]在一个可能的设计中，所述报警模块包括：TPA2005D1型功率放大芯片、扬声器以及第一三极管；
[0016]所述TPA2005D1型功率放大芯片的第四管脚通过第六电容电连接第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端分别电连接所述第一三极管的集电极、第五电阻的一端以及第七电容的一端，其中，所述第五电阻的另一端分别电连接第六电阻的一端和第八电容的一端，且所述第六电阻的另一端电连接所述主控模块的第一报警端；
[0017]所述第一三极管的基极电连接所述主控模块的第二报警端，其中，所述第七电容的另一端、所述第八电容的另一端以及所述第一三极管的发射级分别接地，且所述TPA2005D1型功率放大芯片的第五管脚和第八管脚电连接所述扬声器。
[0018]在一个可能的设计中，所述通讯模块包括：WIFI通信单元，其中，所述主控模块通过所述WIFI通信单元通信连接所述上位机。
[0019]在一个可能的设计中，所述通讯模块还包括：通讯供电电路，其中，所述通讯供电电路包括：第二三极管以及MOS管；
[0020]所述MOS管的漏极电连接所述WIFI通信单元的供电端以及第九电容的一端，所述MOS管的源级分别电连接5V直流电源以及第七电阻的一端，其中，所述MOS管的栅极分别电连接所述第七电阻的另一端和所述第二三极管的集电极，所述第二三级管的基极电连接所述主控模块的通信供电控制端，且所述第二三级管的发射极和所述第九电容的另一端分别
接地。
[0021]在一个可能的设计中，所述主控模块采用i.MXRT1052型处理芯片及其外围电路。
[0022]在一个可能的设计中，所述电路实验教具还包括：电源模块，其中，所述电源模块的输入端电连接供电电源，所述电源模块的输出端分别电连接所述主控模块的供电端、所述显示模块的供电端、所述实验操作模块的供电端、所述电路检测模块的供电端、所述报警模块的供电端以及所述通讯模块的供电端。
[0023]在一个可能的设计中，所述电源模块采用LM1117型低压差线性稳压芯片及其外围电路。
[0024]在一个可能的设计中，所述电路实验教具还包括：USB电路和串口电路，其中，所述USB电路和所述串口电路均电连接所述主控模块。
[0025]有益效果：
[0026](1)本技术集成有多种电学实验，一方面，无需在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电路实验教具，其特征在于，包括：主控模块、显示模块、实验操作模块、电路检测模块、报警模块以及通讯模块，其中，所述实验操作模块设置有电流检测端子、电压检测端子以及多个实验操作电路，且每个实验操作电路分别电连接电流检测端子和电压检测端子；所述电路检测模块的电流采样端电连接所述电流检测端子，所述电路检测模块的电压采样端电连接所述电压检测端子，且所述电路检测模块的电流采样输出端和电压采样输出端分别电连接所述主控模块的输入端；所述主控模块的显示驱动端电连接所述显示模块，其中，所述主控模块的报警端电连接所述报警模块，且所述主控模块还通过所述通讯模块通信连接有上位机。2.根据权利要求1所述的一种电路实验教具，其特征在于，所述电路检测模块包括：电流检测电路和电压检测电路，其中，所述电流检测电路的电流采样端电连接所述电流检测端子，所述电压检测电路的电压采样端电连接所述电压检测端子，且所述电流检测电路的输出端和所述电压检测电路的输出端分别电连接所述主控模块的输入端。3.根据权利要求2所述的一种电路实验教具，其特征在于，所述电流检测电路包括：INA199A1DCKR型第一运算放大器(U1)、电流表(A1)以及第一电压基准芯片(U2)；所述INA199A1DCKR型第一运算放大器(U1)的第四管脚电连接第一电阻(R4)的一端，所述INA199A1DCKR型第一运算放大器(U1)的第五管脚分别电连接所述第一电阻(R4)的另一端以及所述电流表(A1)的一端，所述电流表(A1)的另一端和所述第一电阻(R4)的一端作为所述电流检测电路的电流采样端，电连接所述电流检测端子；所述INA199A1DCKR型第一运算放大器(U1)的第六管脚通过第二电阻(R2)分别电连接第三电阻(R3)的一端和第一电容(C6)的一端，所述第三电阻(R3)的另一端电连接第二电容(C4)的一端，其中，所述第三电阻(R3)的另一端还作为所述电流检测电路的输出端，电连接所述主控模块的输入端，且所述第一电容(C6)的另一端以及所述第二电容(C4)的另一端分别接地；所述INA199A1DCKR型第一运算放大器(U1)的第一管脚分别电连接直流电源、第三电容(C3)的一端、第四电容(C2)的一端以及第五电容(C1)的一端，其中，所述第三电容(C3)的另一端、所述第四电容(C2)的另一端以及所述第五电容(C1)的另一端分别接地，且所述第三电容(C3)的两端还并联有所述第一电压基准芯片(U2)。4.根据权利要求1所述的一种电路实验教具，其特征在于，所述报警模块包括：TPA2005D1型功率放大芯片(U5...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹建国，谭振江，柴方美，
申请(专利权)人：尹建国，
类型：新型
国别省市：