CN204990930U - 一种传感器实验箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及传感器领域，公开了一种传感器实验箱，所述传感器实验箱的主电路板上设置有接口电源区、传感器输入区，其中，所述接口电源区用于连接电源及安装有Scratch软件的外部电子设备，所述传感器输入区设置有多个传感器，各所述传感器通过所述接口电源区与所述外部电子设备连接，用于向所述外部电子设备传递各所述传感器采集的信号。所述传感器实验箱集成了各种传感器，使用方便。

Description

一种传感器实验箱

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，特别涉及一种用于Scratch软件的传感器实验箱。

背景技术

Scratch软件是由麻省理工学院实验室发展推出，遵循开源软件的协议，采用了最为宽松的MIT协议(麻省理工学院开源协议)，Scratch软件是一种新式的程序语言，将程序设计变得很容易，用非常简单的鼠标拖拉方式将指令从程序指令区移进程序脚本区即可创造属于你自己的故事、动画、游戏、音乐甚至是绘画，并且可以轻易的分享至网络上，Scratch软件能够让使用者在短时间之内上手，搭配软件所设计好的程序语言，可以让使用者在不知不觉中，学习程序语言的概念，进而增加推理与逻辑概念。

由于Scratch软件利用卡通界面和图形化编程，把编程需要的基本技巧囊括其中，包括建模、控制、动画、事件、逻辑、运算等等，非常容易掌握。通过这个工具平台，孩子可以快速掌握编程技巧，充分发挥自己的想象力。因此Scratch软件可适用于教育8～16岁的儿童及青少年快速的实现动画、游戏的学习制作，通过scratch软件的学习可以让孩子为以后学习高级语言编程打下良好的基础。并且由于Scratch软件是免费的自由软件，因此不少学校开始使用Scratch软件来教导学生，如台北市立民生国小就有专门的Scratch网页，用来分享学生的作品，可见Scratch软件越来越受重视。

但是Scratch软件只能实现虚拟场景，具有一定的局限性。而ScratchBox正好能弥补这一局限，能实现物理场景的应用，进一步拓展Scratch软件，更好的实现STEAM的目标。ScratchBox拓展应用具体表现在通过物理场景的搭建，由各种传感器引入外界环境作为控制条件，ScratchBox中的传感器的值的线性变化给予Scratch软件更为丰富连贯的动画制作。

目前，在ScratchBox物理场景的搭建中，电路板设置有各传感器的接口，各传感器的安装及使用需要学生自己选择传感器，通过传感器上的端口与电路板上相应的传感器的接口连接实现，传感器种类比较多，形状相似，特别对低龄儿童，容易辨别不清、安装错误或造成传感器丢失，极大的降低了学生的学习体验及教学效果。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型实施例的目的在于提供一种传感器实验箱，所述传感器实验箱集成了各种传感器，使用方便。

本实用新型实施例提供的一种传感器实验箱，所述传感器实验箱的主电路板上设置有接口电源区、传感器输入区，其中，所述接口电源区用于连接电源及连接安装有Scratch软件的外部电子设备，所述传感器输入区设置有多个传感器，各所述传感器通过所述接口电源区与所述安装有Scratch软件的外部电子设备连接，用于向所述安装有Scratch软件的外部电子设备传递各所述传感器采集的信号。

可选地，所述传感器输入区包括常用传感器区，所述常用传感器区包括滑杆传感器、光线传感器、声音传感器、超声波传感器或按键传感器中的一种或任意几种组合。

可选地，所述传感器输入区还包括扩展传感器区，所述扩展传感器区包括称重传感器、红外遥控传感器、人体红外传感器、温度传感器或湿度传感器中的一种或任意几种组合。

可选地，还包括配合称重传感器的砝码和红外遥控传感器的遥控器。

可选地，还包括与所述外部电子设备连接的USB数据线及音频线。

可选地，还包括输出区，所述外部电子根据所述传感器采集的信号控制所述输出区结果的输出。

可选地，所述输出区包括带动风扇旋转的马达、LED点阵、LED数码管、RGB灯、蜂鸣器或舵机中的一种或任意几种组合。

可选地，所述接口电源区、传感器输入区及输出区中的各部件均设置有文字及图案标注。

可选地，所述接口电源区、常用传感器区、扩展传感器区及输出区用四种颜色标注为四个区域。

可选地，所述安装有Scratch软件的外部电子设备为电脑、手机、游戏机或网络电视机。

由上可见，应用本实施例技术方案，由于所述传感器实验箱集成了各种传感器及多种输出方式，使用时不需要使用者自己搭建物理环境，直接将所述实验箱与安装有Scratch软件的外部电子设备连接就可以直接使用，使用和携带都很方便。并且各部件均设置有文字及图案标注，输入区及输出区用不同的颜色标注区分，实验箱面板色彩亮丽、图形卡通，是中小学生比较喜欢的一种风格，易于激发学生的学习兴趣。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种传感器实验箱结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

本实施例提供一种传感器实验箱，如图1所示，所述实验箱的主电路板上设置有接口电源区10、传感器输入区20，其中，所述接口电源区10用于连接电源及连接安装有Scratch软件的外部电子设备，可以但不限于，所述安装有Scratch软件的外部电子设备为电脑、手机、游戏机、网络电视机或其他电子产品，所述接口电源区10设置有接口扩展板11、USB接口12、麦克风插口和耳机插口13、电源开关14，所述传感器输入区20设置有多个传感器，各所述传感器通过所述接口电源区10与所述安装有Scratch软件的外部电子设备连接，用于向所述安装有Scratch软件的外部电子设备传递各所述传感器采集的信号。可以但不限于，所述传感器输入区20包括常用传感器区21，所述常用传感器区21包括滑杆传感器211、光线传感器212、声音传感器213、超声波传感器214或按键传感器215中的一种或任意几种组合。所述传感器输入区还包括扩展传感器区22，所述扩展传感器区22包括称重传感器221、红外遥控传感器222、人体红外传感器223、温度传感器224或湿度传感器225中的一种或任意几种组合。还包括配合称重传感器221的砝码和红外遥控传感器222的遥控器。还包括与所述外部电子设备连接的USB数据线及音频线。所述USB接口12还可以连接一个USB声卡，以减少外部连线，所述USB声卡是以USB为接口的声卡，作用和板载声卡与PCI独立声卡的作用是一样，都是声音输出设备。所述USB接口12也可以包括两个USB接口，一个是MiniUSB-A母头，用于接平板电脑，一个是MiniUSB-B母头，用于接台式电脑。

所述传感器实验箱还包括输出区30，所述外部电子根据所述传感器采集的信号控制所述输出区30结果的输出。可以但不限于，所述输出区30包括带动风扇旋转的马达301、LED点阵302、LED数码管303、RGB灯304、蜂鸣器305或舵机306中的一种或任意几种组合。还可以加入mp3模块，解决学校实验用的台式机音响等外放的不足。

可以但不限于与，所述接口电源区10、传感器输入区20及输出区30中的各部件均设置有文字及卡通图案标注，是中小学生比较喜欢的一种风格，易于激发学生的学习兴趣。所述接口电源区10、常用传感器区21、扩展传感器区22及输出区30用四种颜色标注为四个区域，譬如实验箱按颜色分为四个区域，其中紫色区域为常用传感器区21、黄色区域为扩展传感器区22，这两个区域都是输入区，蓝色区域为输出区30，绿色区域是接口电源区10，实验箱面板色彩亮丽，易于小朋友区分使用。

由上可见，由于所述传感器实验箱集成了各种传感器及多种输出方式，使用时不需要使用者自己搭建物理环境，直接将所述传感器实验箱与安装有Scratch软件的外部电子设备连接就可以直接使用，使用和携带都很方便。

以“声控小人”为例说明传感器实验箱的使用过程：首先采用USB数据线通过USB接口12将所述传感器实验箱与安装有Scratch软件的电脑连接，采用2个音频线分别连接所述麦克风插口和耳机插口13，打开电源开关14，在所述Scratch软件中创建好角色和舞台，例如创建角色是小人，点击“连接”菜单按钮建立所述传感器实验箱与所述Scratch软件的数据连接，连接成功后在所述Scratch软件界面显示传感器数值监控器，各所述传感器的数值可以在所述监控器里实时看到，采用Scratch软件里面的相应的编程模块对小人的动作进行编程，其中某个或某些动作命令的执行条件设置时选择“声音传感器的值”，逻辑关系选择“大于50”，此时如果所述监控器检测到所述声音传感器213的值大于50，则执行某个或某些动作命令，否则不执行，这里也可以选择设置其他传感器来控制小人的动作，过程同上，不再赘述。

以遥控驱动风扇为例说明所述传感器实验箱的使用过程：首先采用USB数据线通过USB接口12将所述传感器实验箱与安装有Scratch软件的电脑连接，采用2个音频线分别连接所述麦克风插口和耳机插口13，打开电源开关14，在所述Scratch软件菜单中点击“连接”按钮建立所述传感器实验箱与所述Scratch软件的数据连接，连接成功后在所述Scratch软件界面显示传感器数值监控器，各所述传感器的数值可以在所述监控器里实时看到，当看到红外遥控传感器222的值为1时，遥控器的状态是关闭，当看到红外遥控传感器222的值为2时，遥控器的状态是打开，现在开始采用Scratch软件里面的相应的编程模块进行编程，选择带动风扇旋转的“马达”启动的条件是“红外遥控传感器”，逻辑关系是检测到所述红外遥控传感器222的值为2则启动马达带动风扇旋转，检测到所述红外遥控传感器222的值为1则停止旋转，编好程序后，开始将所述遥控器对着所述红外遥控传感器222分别按下“ON”和“OFF”按键，就可以观测到风扇的运动和停止情况，也可以选择设置其他传感器来控制风扇的旋转，或者选择控制输出区的其他形式的结果输出，过程同上，不再赘述。

可见，在使用时直接将所述传感器实验箱与装有Scratch软件的外部电子设备连接，编程时根据需要引入外界环境作为控制条件，更好的实现动画及游戏场景的模拟，传感器的值的线性变化能够给予更为丰富连贯的动画制作，使用非常简单和方便，易于激发学生的学习兴趣，提高用户体验。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种传感器实验箱，其特征在于，所述传感器实验箱的主电路板上设置有接口电源区、传感器输入区，其中，

所述接口电源区用于连接电源及连接安装有Scratch软件的外部电子设备，

所述传感器输入区设置有多个传感器，各所述传感器通过所述接口电源区与所述安装有Scratch软件的外部电子设备连接，用于向所述安装有Scratch软件的外部电子设备传递各所述传感器采集的信号。

2.如权利要求1所述的一种传感器实验箱，其特征在于，所述传感器输入区包括常用传感器区，所述常用传感器区包括滑杆传感器、光线传感器、声音传感器、超声波传感器或按键传感器中的一种或任意几种组合。

3.如权利要求2所述的一种传感器实验箱，其特征在于，所述传感器输入区还包括扩展传感器区，所述扩展传感器区包括称重传感器、红外遥控传感器、人体红外传感器、温度传感器或湿度传感器中的一种或任意几种组合。

4.如权利要求3所述的一种传感器实验箱，其特征在于，还包括配合称重传感器的砝码和红外遥控传感器的遥控器。

5.如权利要求4所述的一种传感器实验箱，其特征在于，还包括与所述外部电子设备连接的USB数据线及音频线。

6.如权利要求1至5中任一所述的一种传感器实验箱，其特征在于，还包括输出区，所述外部电子根据所述传感器采集的信号控制所述输出区结果的输出。

7.如权利要求6所述的一种传感器实验箱，其特征在于，所述输出区包括带动风扇旋转的马达、LED点阵、LED数码管、RGB灯、蜂鸣器或舵机中的一种或任意几种组合。

8.如权利要求7所述的一种传感器实验箱，其特征在于，所述接口电源区、常用传感器区、扩展传感器区及输出区用四种颜色标注为四个区域。

9.如权利要求8所述的一种传感器实验箱，其特征在于，所述安装有Scratch软件的外部电子设备为电脑、手机、游戏机或网络电视机。