CN115294842A - 一种基于智能面包板的可持续升级实践教学平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及教学设备技术领域，提供一种基于智能面包板的可持续升级实践教学平台，包括面包板以及若干呈阵列分布的节点，每个所述节点上设置有16个通道，16个通道由16个pin脚组成，所述面包板支持的最大节点数1024个通道。本发明可实现在线实践，电路仿真和硬件实物实时交互；配套上位机软件,可以通过上位机操作实现硬件平台物理层的链接；任意组合电路单元，实现不同的实验；软件可扫描并识别电阻、电容、电路板等电路；实时现场可编程多维网络走线连接通道；CH1通道可支持信号100MHZ的正弦波信号输入输出，并可以通过ELF‑BOX远程操作信号发生器及示波器，实现在线对仪器操作的学习；通道节点数型号可选，平台自带电压供电路使用。
Description
技术领域
本发明涉及教学设备技术领域，尤其涉及一种基于智能面包板的可持续升级实践教学平台。
背景技术
随着计算机以及多接口设备的智能化发展，在教学时，也逐渐采用常见的硬件平台进行教学的在线实践及评测，以达到优化和提升教学的目的性与针对性。
但是，目前常见的硬件平台不支持多接口使用，无法进行信号以及模数电的输入及输出。而且，复杂的设计导致电子爱好者无法快速实现实验平台入门和使用，增加了学生独立进行识别的难度，不利于训练动手能力。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的技术问题,本发明的主要目的在于提供一种基于智能面包板的可持续升级实践教学平台，在线实践，电路仿真和硬件实物实时交互，以解决目前常见的硬件平台不支持多接口使用以及无法采集测评过程数据的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供了如下的技术方案：
第一方面，本发明提供了一种基于智能面包板的可持续升级实践教学平台，包括面包板以及若干呈阵列分布的节点，每个所述节点上设置有16个通道，16个通道由16个pin脚组成，所述面包板支持的最大节点数1024个通道，所述面包板内部设有实验模块，所述实验模块内集成有模电、数电、信号与系统的基础电路，所述实验模块内还安装有电阻及电容的器件，所述实验模块与所述面包板上设置的接口连通。
作为本发明的进一步方案，所述面包板的两侧设有BNC接口，所述面包板一侧的BNC接口为输入接口，用于信号发生器的信号接入ELF-BOX底层，另一侧的BNC接口为输出接口，用于输出信号，以接入示波器检测输出波形。
作为本发明的进一步方案，所述面包板还设有LAN接口和USB接口，在所述面包板通电后，通过LAB接口将所配套使用上位机软件的电路设计下发到硬件底层，硬件设备收到指令后执行开关连线的动作，将所有节点之间的互联互通，以进行远程真实验、远程真测试。
作为本发明的进一步方案，所述面包板上节点作为原型基座，每个原型基座上配备有16拼脚的磁吸连接器。
作为本发明的进一步方案，所述磁吸连接器的模具上设有防呆缺口的设计，以对电路进行保护。
作为本发明的进一步方案，所述磁吸连接器对应的ELF-BOX的单元电路模块上设有配套的母头磁吸转接头防插反结构。
作为本发明的进一步方案，所述磁吸连接器顶部还设有通讯接口，所述通讯接口包括HDMI接口、外接USB接口、内置PC的USB接口、百兆/千兆网口、220V电源接口。
作为本发明的进一步方案，所述USB接口用于外接U盘、鼠标以及键盘在内的外接设备。
作为本发明的进一步方案，所述面包板支持层叠和级联扩展，所述面包板与通用嵌入式处理器连接，所述通用嵌入式处理器为多处理器扩展，所述通用嵌入式处理器连接面包板本地控制面板。
作为本发明的进一步方案，所述通用嵌入式处理器通过有线或无线网络连接智能终端以及个人计算机，构成个人计算机或智能终端控制平台。
相对于现有技术而言，本发明具有以下有益效果：
本发明提供一种基于智能面包板的可持续升级实践教学平台，可实现在线实践，电路仿真和硬件实物实时交互；配套上位机软件,可以通过上位机操作实现硬件平台物理层的链接；任意组合电路单元，实现不同的实验；软件可扫描并识别电阻、电容、电路板等电路；实时现场可编程多维网络走线连接通道；CH1通道可支持信号100MHZ的正弦波信号输入输出，并可以通过ELF-BOX远程操作信号发生器及示波器，实现在线对仪器操作的学习；通道节点数：1024通道、192通道两种型号可选。平台自带5Vpp电压供电路使用。
本发明的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。在附图中：
图1为本发明实施例中一种基于智能面包板的可持续升级实践教学平台的结构示意图。
图2为本发明实施例中一种基于智能面包板的可持续升级实践教学平台中个人计算机或智能终端控制平台示意图。
图3为本发明实施例中一种基于智能面包板的可持续升级实践教学平台中智能面包板的结构示意图。
图4为本发明实施例中一种基于智能面包板的可持续升级实践教学平台测试时输入信号的示意图。
图5为本发明实施例中一种基于智能面包板的可持续升级实践教学平台测试时示波器测试频率结果图。
图6为本发明实施例中一种基于智能面包板的可持续升级实践教学平台测试时逻辑分析仪抓取结果图。
本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。
在本发明的描述中，对方法步骤的连续标号是为了方便审查和理解，结合本发明的整体技术方案以及各个步骤之间的逻辑关系，调整步骤之间的实施顺序并不会影响本发明技术方案所达到的技术效果。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参见图1和图2所示，本发明的一个实施例提供了一种基于智能面包板的可持续升级实践教学平台，包括面包板1以及若干呈阵列分布的节点2，每个所述节点2上设置有16个通道，16个通道由16个pin脚组成，所述面包板1支持的最大节点数1024个通道。
所述面包板1内部设有实验模块，所述实验模块内集成有模电、数电、信号与系统的基础电路，所述实验模块内还安装有电阻及电容的器件，所述实验模块与所述面包板1上设置的接口连通，其中，所述面包板1上设置有共12个插口作为接口，每个插口有16个节点，测试结果：经检测，设备节点数目为1024个，符合要求。
本发明可以改变电路连线；可以后台设置用户注册、实验报告填写；虚拟仿真软件，软件的元器件符号和真实物理器件可以映射；具备账号密码输入登录系统；具备文件导入、模块ID录入、新增元器件功能；通过仿真软件直接调用示波器及信号发生器，并进行相应设置。
在本发明的实施例中，所述面包板1的两侧设有BNC接口，所述面包板1一侧的BNC接口为输入接口，用于信号发生器的信号接入ELF-BOX底层，另一侧的BNC接口为输出接口，用于输出信号，以接入示波器检测输出波形。
在本发明的实施例中，所述面包板1还设有LAN接口和USB接口，在所述面包板1通电后，通过LAB接口将所配套使用上位机软件的电路设计下发到硬件底层，硬件设备收到指令后执行开关连线的动作，将所有节点2之间的互联互通，以进行远程真实验、远程真测试。
在本发明的实施例中，参见图1和图3所示，所述面包板1上节点2作为原型基座，每个原型基座上配备有16拼脚的磁吸连接器3。
在本发明的实施例中，所述磁吸连接器3的模具上设有防呆缺口4的设计，以对电路进行保护，所述磁吸连接器3上还沿圆周方向分布有若干纯铜触点5。优选地，所述纯铜触点5的数量为16个，与每个所述节点2上设置的16个通道，每个通道的16个pin脚对应。
优选地，所述面包板1上节点2作为原型基座，可以设置为内径3.5mm，外径8.5mm，每个纯铜触点5的直径为1mm。
在本发明的实施例中，所述磁吸连接器3对应的ELF-BOX的单元电路模块上设有配套的母头磁吸转接头防插反结构。
在本发明的实施例中，所述磁吸连接器3顶部还设有通讯接口，所述通讯接口包括HDMI接口、外接USB接口、内置PC的USB接口、百兆/千兆网口、220V电源接口。
在本发明的实施例中，所述USB接口用于外接U盘、鼠标以及键盘在内的外接设备。
在本发明的实施例中，所述面包板1支持层叠和级联扩展，所述面包板1与通用嵌入式处理器连接，所述通用嵌入式处理器为多处理器扩展，所述通用嵌入式处理器连接面包板1本地控制面板。
在本发明的实施例中，所述通用嵌入式处理器通过有线或无线网络连接智能终端以及个人计算机，构成个人计算机或智能终端控制平台。
在本发明的实施例中，还提供了基于智能面包板的可持续升级实践教学平台的、设备工作频率测试，测试过程中，用信号发生器在设备通道一输入一个频率为100Mhz的正弦波，输入信号如图4所示。利用示波器读取输出端的信号，并测量频率得出如下结果如图5所示。为了确保实验结果的准确性，我们还使用逻辑分析仪对信号频率进行抓取，得出如下结果如图6所示。
测试结果：经比较，发现二次测试均符合标准，设备的工作频率可以达到100Mhz。
本发明提供一种基于智能面包板的可持续升级实践教学平台，可实现在线实践，电路仿真和硬件实物实时交互；配套上位机软件,可以通过上位机操作实现硬件平台物理层的链接；任意组合电路单元，实现不同的实验；软件可扫描并识别电阻、电容、电路板等电路；实时现场可编程多维网络走线连接通道；CH1通道可支持信号100MHZ的正弦波信号输入输出，并可以通过ELF-BOX远程操作信号发生器及示波器，实现在线对仪器操作的学习；通道节点数：1024通道、192通道两种型号可选。平台自带5Vpp电压供电路使用。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于智能面包板的可持续升级实践教学平台，其特征在于，包括面包板(1)以及若干呈阵列分布的节点(2)，每个所述节点(2)上设置有16个通道，16个通道由16个pin脚组成，所述面包板(1)支持的最大节点数1024个通道，所述面包板(1)内部设有实验模块，所述实验模块内集成有模电、数电、信号与系统的基础电路，所述实验模块内还安装有电阻及电容的器件，所述实验模块与所述面包板(1)上设置的接口连通。
2.根据权利要求1所述的基于智能面包板的可持续升级实践教学平台，其特征在于，所述面包板(1)的两侧设有BNC接口，所述面包板(1)一侧的BNC接口为输入接口，用于信号发生器的信号接入ELF-BOX底层，另一侧的BNC接口为输出接口，用于输出信号，以接入示波器检测输出波形。
3.根据权利要求2所述的基于智能面包板的可持续升级实践教学平台，其特征在于，所述面包板(1)还设有LAN接口和USB接口，在所述面包板(1)通电后，通过LAB接口将所配套使用上位机软件的电路设计下发到硬件底层，硬件设备收到指令后执行开关连线的动作，将所有节点(2)之间的互联互通，以进行远程真实验、远程真测试。
4.根据权利要求3所述的基于智能面包板的可持续升级实践教学平台，其特征在于，所述面包板(1)上节点(2)作为原型基座，每个原型基座上配备有16拼脚的磁吸连接器。
5.根据权利要求4所述的基于智能面包板的可持续升级实践教学平台，其特征在于，所述磁吸连接器的模具上设有防呆缺口的设计，以对电路进行保护。
6.根据权利要求5所述的基于智能面包板的可持续升级实践教学平台，其特征在于，所述磁吸连接器对应的ELF-BOX的单元电路模块上设有配套的母头磁吸转接头防插反结构。
7.根据权利要求6所述的基于智能面包板的可持续升级实践教学平台，其特征在于，所述磁吸连接器顶部还设有通讯接口，所述通讯接口包括HDMI接口、外接USB接口、内置PC的USB接口、百兆/千兆网口、220V电源接口。
8.根据权利要求7所述的基于智能面包板的可持续升级实践教学平台，其特征在于，所述USB接口用于外接U盘、鼠标以及键盘在内的外接设备。
9.根据权利要求1所述的基于智能面包板的可持续升级实践教学平台，其特征在于，所述面包板(1)支持层叠和级联扩展，所述面包板(1)与通用嵌入式处理器连接，所述通用嵌入式处理器为多处理器扩展，所述通用嵌入式处理器连接面包板(1)本地控制面板。
10.根据权利要求9所述的基于智能面包板的可持续升级实践教学平台，其特征在于，所述通用嵌入式处理器通过有线或无线网络连接智能终端以及个人计算机，构成个人计算机或智能终端控制平台。
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