CN112764733A - 一种采用电磁感应进行控制的编程装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用电磁感应进行控制的编程装置及方法，克服了现有技术的术使用上位机操作繁琐使用不便的问题，包括基座、指令积木和执行机构，基座上设有外壳控制面板，外壳控制面板上设有若干积木插槽，积木插槽内设有用于检测磁场强度的霍尔传感器，指令积木内置有磁场强度各异的永磁铁，指令积木可拆卸地安装在积木插槽内，基座内部还设有相互连接的单片机、通讯模块、供电模块和控制器。本发明利用电磁原理，使用包含代码信息的指令积木，采用积木的拼插方式控制程序对执行机构进行控制，使得低龄儿童在学习编程时摆脱了使用上位机编程的繁琐，使幼儿更加专注，增强趣味性，避免了使用电子屏幕的场景能够更好地保护幼儿的眼睛。

Description

一种采用电磁感应进行控制的编程装置及方法
技术领域
本发明涉及编程技术领域，尤其是涉及一种用于低年龄段儿童编程、逻辑教学的采用电磁感应进行控制的编程装置及方法。
背景技术
随着编程技术的快速发展，现在低年龄段儿童也开始学习编程。对于教育领域的智能硬件编程，主要还是通过文本代码或者图形化代码编写智能硬件控制程序，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。
发明内容
本发明是为了克服现有技术的术使用上位机操作繁琐使用不便的问题，提供一种采用电磁感应进行控制的编程装置，本发明摆脱上位机的繁琐，避免过多使用电子屏幕，操作简单。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种采用电磁感应进行控制的编程装置，包括基座、指令积木和执行机构，基座上设有外壳控制面板，外壳控制面板上设有若干积木插槽，积木插槽内设有用于检测磁场强度的霍尔传感器，指令积木内置有磁场强度各异的永磁铁，指令积木可拆卸地安装在积木插槽内，基座内部还设有相互连接的单片机、通讯模块、供电模块和控制器，通讯模块与执行机构相连接。
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，控制执行器等。
本发明主体分为两部分，基座和指令积木，指令积木置放在基座的积木插槽内通过读取指令积木磁场强弱的霍尔传感器将对应的指令发送给控制器，控制器内会形成对应逻辑的代码信息，由基座发送给所控制的智能硬件单片机，单片机则运行该代码信息。
作为优选，每个霍尔传感器均与单片机相连接，积木插槽下还安装有铁片。
作为优选，通讯模块与执行机构之间通过蓝牙连接。
作为优选，执行机构包括机器人、LED灯和蜂鸣器。
作为优选，所述单片机还连接有光线传感器。
作为优选，所述外壳控制面板上设有事件编码区域。
一种采用电磁感应进行控制的编程方法，包括以下步骤：
S1、将指令积木插入积木插槽中；
S2、安装在积木插槽下方的铁片将内置有永磁铁的指令积木吸附在积木插槽内部；
S3、霍尔传感器检测指令积木插入积木插槽时产生的对应的磁场强度，形成模拟信号发送给控制器；
S4、控制器根据模拟信号的数值大小区分指令积木的功能并形成控制逻辑指令；
S5、控制器将控制逻辑指令发送给执行机构执行。
作为优选，所述S4中控制逻辑指令由事件编码区域触发。
因此，本发明具有如下有益效果：
1.本发明利用电磁原理，使用包含代码信息的指令积木，采用积木的拼插方式控制程序对执行机构进行控制，使得低龄儿童在学习编程时摆脱了使用上位机编程的繁琐，使幼儿更加专注，增强趣味性，避免了使用电子屏幕的场景能够更好地保护幼儿的眼睛；
2.本发明主体分为两部分，基座和指令积木，指令积木置放在基座的积木插槽内通过霍尔传感器读取永磁铁产生的磁场强弱信号并生成代码信息并发送给控制器，控制器形成控制逻辑指令发送给执行机构运行；
3.事件编码区域上提前设置有逻辑判断内容，由指令积木触发，并触发控制器产生控制逻辑指令交由执行机构运行，整个过程仅需操控指令积木放入积木插槽内，通过简单动作实现复杂功能，集成度高。
附图说明
图1是本实施例的结构示意图。
图2是本实施例的电路图。
图3是本实施例外壳控制面板的结构示意图。
图4是本实施例的局部拆解结构示意图。
图5是本实施例事件编码区域的结构示意图。
图6是实施例2的结构示意图。
图中：1、基座11、外壳控制面板12、积木插槽13、事件编码区域2、指令积木3、执行机构31、机器人4、单片机5、通讯模块6、供电模块7、光线传感器8、控制器9、控制开关10、电源开关。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1：
本实施例提供了一种采用电磁感应进行控制的编程装置，如图1-5所示，主要包括两部分，用于产生控制指令的基座1和指令积木2，还包括用于执行控制指令的执行机构3，基座1设有外壳控制面板11壳控制面板11有若干积木插槽12，积木插槽21内设有用于检测磁场强度的霍尔传感器，指令积木2内置有磁场强度各异的永磁铁，指令积木2可拆卸地安装在积木插槽21内，基座1内部还设有相互连接的单片机4、通讯模块5、供电模块6和控制器8，单片机4与霍尔传感器连接，积木插槽12下方还设有铁片用于吸附永磁铁并将指令积木2吸附在积木插槽12内部，通讯模块5与执行机构3相连接，所述RFID读卡器与RFID标签之间通过串行总线和单片机4通信，RFID标签内存储有代码数据，通讯模块5与执行机构3之间为蓝牙连接，执行机构3包括机器人、LED灯和蜂鸣器，单片机4还连接有光线传感器7，外壳控制面板11上设有控制开关9和事件编码区域13，基座侧面设有电源开关10。
本实施例还相应的提供一种采用电磁感应进行控制的编程方法，使用采用电磁感应进行控制的编程装置，包括以下步骤：
S1、将指令积木插入积木插槽中；
S2、安装在积木插槽下方的铁片将内置有永磁铁的指令积木吸附在积木插槽内部；
S3、霍尔传感器检测指令积木插入积木插槽时产生的对应的磁场强度，形成模拟信号发送给控制器；
S4、控制器根据模拟信号的数值大小区分指令积木的功能并形成控制逻辑指令；控制逻辑指令由事件编码区域触发；
S5、控制器将控制逻辑指令发送给执行机构执行。
本发明的工作原理如下：本发明主体分为两部分，基座和指令积木，指令积木置放在基座的积木插槽内通过霍尔传感器读取永磁铁产生的磁场强弱信号并生成数值范围内的模拟信号并发送模拟信号给控制器，控制器读取模拟信号形成控制逻辑指令发送给执行机构运行。
指令积木将变成实体化，逻辑为先行，即顺序结构，为了实现逻辑判断功能本发明引入事件编程机制，由事件编码区域出发；在事件编码区域编写传感器事件触发程序，代替逻辑判断语句。本实施例，需要通过光线传感器控制LED灯的亮灭，使用逻辑判断的编程方式，使用“如果…否则…”对光线传感器数值进行判断来控制LED等，在事件编码区域编程使用“当光线小于X”和“开灯”对应的两个指令积木，本实施例中X为50，当光线小于50执行LED灯亮的开灯指令。
实施例2：其余设置与实施例相同，如图6所示，基座的外壳控制面板上设有按顺序排列的积木插槽，指令积木放入积木插槽内，此时积木插槽底部的铁片吸附指令积木内的永磁铁，在磁力作用下指令积木吸附在积木插槽内部，霍尔传感器在电磁感应的作用下识别不同的磁场强度，产生数值范围内的模拟信号，控制器读取模拟信号形成控制逻辑指令通过蓝牙通讯发送给机器人，机器人31运行控制逻辑指令进行前进、后退、左右/转。
本发明利用无线射频原理，使用包含代码信息的指令积木，采用积木的拼插方式控制程序对执行机构进行控制，使得低龄儿童在学习编程时摆脱了使用上位机编程的繁琐，使幼儿更加专注，增强趣味性，避免了使用电子屏幕的场景能够更好地保护幼儿的眼睛。
上述实施例对本发明的具体描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种采用电磁感应进行控制的编程装置，其特征是，包括基座(1)、指令积木(2)和执行机构(3)，基座(1)上设有外壳控制面板(11)，外壳控制面板(11)上设有若干积木插槽(12)，积木插槽(21)内设有用于检测磁场强度的霍尔传感器，指令积木(2)内置有磁场强度各异的永磁铁，指令积木(2)可拆卸地安装在积木插槽(21)内，基座(1)内部还设有相互连接的单片机(4)、通讯模块(5)、供电模块(6)和控制器(8)，通讯模块(5)与执行机构(3)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种采用电磁感应进行控制的编程装置，其特征是，每个霍尔传感器均与单片机相连接，积木插槽(21)下还安装有铁片。
3.根据权利要求1所述的一种采用电磁感应进行控制的编程装置，其特征是，通讯模块(5)与执行机构(3)之间通过蓝牙连接。
4.根据权利要求1或3所述的一种采用电磁感应进行控制的编程装置，其特征是，执行机构(3)包括机器人、LED灯和蜂鸣器。
5.根据权利要求1所述的一种采用电磁感应进行控制的编程装置，其特征是，所述单片机(4)还连接有光线传感器(7)。
6.根据权利要求1所述的一种采用电磁感应进行控制的编程装置，其特征是，所述外壳控制面板(11)上设有事件编码区域(13)。
7.一种采用电磁感应进行控制的编程方法，使用权利要求1所述的采用电磁感应进行控制的编程装置，其特征是，包括以下步骤：
S1、将指令积木插入积木插槽中；
S2、安装在积木插槽下方的铁片将内置有永磁铁的指令积木吸附在积木插槽内部；
S3、霍尔传感器检测指令积木插入积木插槽时产生的对应的磁场强度，形成模拟信号发送给控制器；
S4、控制器根据模拟信号的数值区分指令积木的功能并形成控制逻辑指令；
S5、控制器将控制逻辑指令发送给执行机构执行。
8.根据权利要求7所述的一种采用电磁感应进行控制的编程方法，其特征是，所述S4中控制逻辑指令由事件编码区域触发。
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