CN111722837A - 一种采用电磁感应对智能硬件进行控制的编程装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用电磁感应对智能硬件进行控制的编程装置，包括基座、实体积木和单片机，基座的顶部设有外壳控制面板，外壳控制面板的顶部设有若干个实体积木插孔，实体积木插孔内安装有电磁信号接收模块，外壳控制面板的一侧设有事件编码区域，外壳控制面板上安装有控制开关，基座的内部安装有单片机，单片机的一侧安装有通讯模块和电池，基座的外侧安装有包装外壳，包装外壳的一侧安装有电源开关。本发明利用霍尔传感器检测磁场强弱原理，通过预先设定磁场强度不同的永磁铁，使霍尔传感器产生数值在一定范围的模拟信号，控制器读取模拟信号并转换为智能硬件的控制指令，从而控制智能硬件读取传感器，进行逻辑判断，控制执行器。

Description

一种采用电磁感应对智能硬件进行控制的编程装置
技术领域
本发明涉及编程领域，具体为一种采用电磁感应对智能硬件进行控制的编程装置。
背景技术
对于教育领域的可编程机器人，主要还是通过文本代码或者图形化代码编写机器人控制程序，需要PC/PAD作为上位机，在某些教育领域，使用电子屏幕或者上位机进行编程的形式并不适合。不利于学习者的视力保护。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种采用电磁感应对智能硬件进行控制的编程装置，以解决上述背景技术提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种采用电磁感应对智能硬件进行控制的编程装置，包括基座、实体积木和单片机，所述基座的顶部设有外壳控制面板，所述外壳控制面板的顶部设有若干个实体积木插孔，所述实体积木插孔内安装有电磁信号接收模块，所述外壳控制面板的一侧设有事件编码区域，所述外壳控制面板上安装有控制开关，所述基座的内部安装有单片机，所述单片机的一侧安装有通讯模块和电池，所述基座的外侧安装有包装外壳，所述包装外壳的一侧安装有电源开关。
作为本发明的一种优选技术方案，所述电磁信号接收模块为霍尔传感器。
作为本发明的一种优选技术方案，所述单片机分别与舵机、蜂鸣器、LED灯和光线传感器电性连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述电池与电源开关电性连接，所述电源开关分别与单片机和通讯模块电性连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述实体积木内安装有不同磁场大小的磁铁。
作为本发明的一种优选技术方案，所述基座和实体积木均采用木制材料制成。
作为本发明的一种优选技术方案，所述外壳控制面板与基座通过螺丝固定相连。
本发明的有益效果是：本发明利用霍尔传感器检测磁场强弱原理，通过预先设定磁场强度不同的永磁铁，使霍尔传感器产生数值在一定范围的模拟信号，控制器读取模拟信号并转换为智能硬件的控制指令，从而控制智能硬件读取传感器，进行逻辑判断，控制执行器。
本发明使用包含代码逻辑信息的实体电子模块，采用像积木一样的拼插方式编写智能硬件的逻辑控制程序，读取智能硬件中的传感器数据，如光线传感器，声音传感器等，同时，可以控制智能硬件中的执行器，如直流电机，舵机，LED，蜂鸣器等。由于采用实体积木编程模块，不同于传统的需要在上位机上使用文本代码或者图形化代码，使得低龄儿童在学习智能硬件编程时，摆脱了使用上位机编程的繁琐，节约了投资，以及避免过多使用电子屏幕的场景，从而使幼儿更加专注，更好的保护幼儿的眼睛。
本发明针对低龄儿童学习机器人编程时，可以摆脱上位机编程的繁琐，以及避免过多使用电子屏幕的场景，从而进行有效的编程学习。使用者只需要使用包含代码逻辑信息的实体电子模块，采用像积木一样的拼插方式编写智能硬件的逻辑控制程序，读取智能硬件中的传感器数据，如光线传感器，声音传感器等，同时，可以控制智能硬件中的执行器，如直流电机，舵机，LED，蜂鸣器等。
附图说明
图1为本发明的电路模块图；
图2为本发明的功能示意图；
图3为本发明的局部拆解结构示意图；
图4为本发明外壳控制面板的结构示意图；
图5为本发明事件编码示意图。
图中：1、基座；2、实体积木；3、单片机；4、电源开关；5、包装外壳；6、通讯模块；7、单片机；8、电池；9、外壳控制面板，10、控制开关，11、事件编码区域，12、电磁信号接收模块，13、舵机，14、蜂鸣器，15、LED灯，16、光线传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例：请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种采用电磁感应对智能硬件进行控制的编程装置，包括基座1、实体积木2和单片机3，基座1的顶部设有外壳控制面板9，外壳控制面板9的顶部设有若干个实体积木插孔，实体积木插孔内安装有电磁信号接收模块12，外壳控制面板9的一侧设有事件编码区域11，外壳控制面板9上安装有控制开关10，基座1的内部安装有单片机7，单片机7的一侧安装有通讯模块6和电池8，基座1的外侧安装有包装外壳5，包装外壳5的一侧安装有电源开关4。
电磁信号接收模块12为霍尔传感器。
单片机7分别与舵机13、蜂鸣器14、LED灯15和光线传感器16电性连接。
电池8与电源开关4电性连接，电源开关4分别与单片机7和通讯模块6电性连接。
实体积木2内安装有不同磁场大小的磁铁。
基座1和实体积木2均采用木制材料制成。
外壳控制面板9与基座1通过螺丝固定相连。
工作原理：一种采用电磁感应对智能硬件进行控制的编程装置，包括基座1、实体积木2、单片机3、电源开关4、包装外壳5、通讯模块6、单片机7、电池8、外壳控制面板9、控制开关10、事件编码区域11、电磁信号接收模块12、舵机13、蜂鸣器14、LED灯15和光线传感器16，本发明利用霍尔传感器检测磁场强弱原理，通过预先设定磁场强度不同的永磁铁，使霍尔传感器产生数值在一定范围的模拟信号，控制器读取模拟信号并转换为智能硬件的控制指令，从而控制智能硬件读取传感器，进行逻辑判断，控制执行器；本发明包括基座1和实体积木2，基座1上有按顺序排列的积木插槽若干，用于连接和放置所需的指令实体积木2，每个积木插槽下面有读取指令实体积木2磁场强弱的霍尔传感器模块，如下图5电路原理图所示，每一个指令实体积木2根据代码种类的不同，装有磁场强度不同的永磁铁，指令实体积木2放置于基座1积木插槽内，控制器内会形成对应逻辑的代码信息，由基座1发送给所控制的智能硬件单片机7，单片机7则运行该代码信息。此外，为了满足智能硬件对于传感器读取功能，装置还设计了一个“事件编码区域11”，以满足条件语句的执行逻辑。本发明的指令实体积木2放置于基座1的外壳控制面板9的指令插槽时，会触发基座内对应位置的霍尔传感器，从而触发一条I/O信号。通过多个积木的组合，会形成一套控制指令算法，控制智能硬件。在外壳控制面板上有若干实体积木插槽，每一个积木插槽下面安装可以检测磁场强弱的霍尔传感器。实体积木块根据指令功能内置磁场强度不同的永磁铁，同时，积木插槽下安装铁片用于实体积木吸附在积木插槽里。将指令实体积木2放置于指令插槽内时，霍尔传感器可以检测到对应的磁场强度，形成一个模拟信号发送给控制器。控制器内的程序算法根据磁场强度区分指令实体积木的功能，形成对应的控制逻辑指令，通过无线传输发送到智能硬件端，智能硬件按照控制逻辑去控制对应的传感器，执行器工作。实体积木化编程的逻辑大多都是线性的，也就是顺序结构。为了实现逻辑判断的功能，本发明引入事件编程机制，在积木基座上专门设置事件编码区域，在事件编码区域编写传感器事件触发程序，用以代替逻辑判断语句。例如，需要通过光线传感器控制灯亮灭，使用逻辑判断的编程方式是使用如果...否则...对光线传感器数值进行判断来控制灯。使用事件编程的方式则只需在事件编码区域使用“当光线小于X”和“开灯”两个实体积木块即可，也就是只要发生“当光线小于X”这个事件，就会执行开灯的指令。
本发明使用包含代码逻辑信息的实体电子模块，采用像积木一样的拼插方式编写智能硬件的逻辑控制程序，读取智能硬件中的传感器数据，如光线传感器，声音传感器等，同时，可以控制智能硬件中的执行器，如直流电机，舵机，LED，蜂鸣器等。由于采用实体积木编程模块，不同于传统的需要在上位机上使用文本代码或者图形化代码，使得低龄儿童在学习智能硬件编程时，摆脱了使用上位机编程的繁琐，节约了投资，以及避免过多使用电子屏幕的场景，从而使幼儿更加专注，更好的保护幼儿的眼睛。
本发明针对低龄儿童学习机器人编程时，可以摆脱上位机编程的繁琐，以及避免过多使用电子屏幕的场景，从而进行有效的编程学习。使用者只需要使用包含代码逻辑信息的实体电子模块，采用像积木一样的拼插方式编写智能硬件的逻辑控制程序，读取智能硬件中的传感器数据，如光线传感器，声音传感器等，同时，可以控制智能硬件中的执行器，如直流电机，舵机，LED，蜂鸣器等。
上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种采用电磁感应对智能硬件进行控制的编程装置，包括基座（1）、实体积木（2）和单片机（3），其特征在于：所述基座（1）的顶部设有外壳控制面板（9），所述外壳控制面板（9）的顶部设有若干个实体积木插孔，所述实体积木插孔内安装有电磁信号接收模块（12），所述外壳控制面板（9）的一侧设有事件编码区域（11），所述外壳控制面板（9）上安装有控制开关（10），所述基座（1）的内部安装有单片机（7），所述单片机（7）的一侧安装有通讯模块（6）和电池（8），所述基座（1）的外侧安装有包装外壳（5），所述包装外壳（5）的一侧安装有电源开关（4）。
2.根据权利要求1所述的一种采用电磁感应对智能硬件进行控制的编程装置，其特征在于：所述电磁信号接收模块（12）为霍尔传感器。
3.根据权利要求1所述的一种采用电磁感应对智能硬件进行控制的编程装置，其特征在于：所述单片机（7）分别与舵机（13）、蜂鸣器（14）、LED灯（15）和光线传感器（16）电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种采用电磁感应对智能硬件进行控制的编程装置，其特征在于：所述电池（8）与电源开关（4）电性连接，所述电源开关（4）分别与单片机（7）和通讯模块（6）电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种采用电磁感应对智能硬件进行控制的编程装置，其特征在于：所述实体积木（2）内安装有不同磁场大小的磁铁。
6.根据权利要求1所述的一种采用电磁感应对智能硬件进行控制的编程装置，其特征在于：所述基座（1）和实体积木（2）均采用木制材料制成。
7.根据权利要求1所述的一种采用电磁感应对智能硬件进行控制的编程装置，其特征在于：所述外壳控制面板（9）与基座（1）通过螺丝固定相连。
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