CN207637394U - 一种steam教具及其所用主控制板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种STEAM教具及其所用主控制板，包括一主线路板和可拆卸连接在该主线路板上的一功能板，所述功能板上设置有至少一组小板插座插针，所述主线路板上设置有至少一组主板插座插针，用于适配多款功能板的小板插座插针插入；由于在主线路板上采用了可拆卸连接的功能板，主线路板就可以根据需要更换不同的功能板，以利于实现多种功能，使得主控制板功能更为强大，且结构布局合理、成本低廉，降低了STEAM教具电子料部分的成本，非常适合STEAM教育在中国的普及和发展。
Description
技术领域
本实用新型涉及STEAM教具领域，尤其涉及的是一种可提高STEAM教具体验感的主控制板。
背景技术
STEAM是美国政府提出的教育倡议，即加强美国K12关于Science（科学）、Technology（技术）、Engineering（工程）、Arts（艺术）以及Mathematics（数学）的教育。STEAM教育的雷声绝不亚于国内的素质教育，大部分中小学都设有STEAM教育的经费开支，如今STEAM教育也被老师、校长、教育家们时时挂在嘴边，在STEAM教育的号召下，机器人、3D打印机进入了学校。
STEAM教育不仅仅是提倡学习这五个学科知识，更提倡的是一种新的教学方式：让学生们自己动手完成他们感兴趣的、并且和他们生活相关的项目，从过程中学习各种学科以及跨学科的知识。STEAM教育注重实践、注重动手、注重过程，希望让早教学习期间的孩子们通过制作自己喜欢的东西，在制作的过程中建构起关于科学、技术、工程、艺术和数学的知识。
STEAM教具就是STEAM教育中在培训老师指导下由学生们自己动手DIY出来的智能积木式金属玩具，例如可拓展变形的机器人小车、可编程教育机器人、娱乐机器人、比赛机器人、绘图机器人等等。
但是，现有STEAM教具中的主控制板并不是太完美，功能也不够强大，使得STEAM教具的电子料部分的成本较高，不利于STEAM教育在中国的普及和发展。
因此，现有技术尚有待改进和发展。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种STEAM教具所用主控制板，功能更为强大，且结构布局合理、成本低廉。
同时，本实用新型还提供一种STEAM教具，其所用主控制板功能更为强大、且电子料部分的成本较低。
本实用新型的技术方案如下：一种STEAM教具所用主控制板，包括一主线路板和可拆卸连接在该主线路板上的一功能板，所述功能板上设置有至少一组小板插座插针，所述主线路板上设置有至少一组主板插座插针，用于适配多款功能板的小板插座插针插入。
所述的STEAM教具所用主控制板，其中：在所述主线路板一边的边缘区域，横向设置有一排的电机接口座，每个电机接口座有4针，用于连接直流电机或者步进电机；在所述电机接口座内侧的主线路板区域，对应设置有呈一排排列的5P插座插针；每组5P插座插针由一个5P插针和一个5P插座组成，并与一个电机接口座相对应，用于连接传感器、步进电机驱动模块或者编码电机驱动模块；在其中一个电机接口座内侧的主线路板区域，设置有两个电机驱动芯片，以替换与该电机接口座相对应的一组5P插座插针。
所述的STEAM教具所用主控制板，其中：在靠近这两个电机驱动芯片的主线路板的角上，横向设置有一个用于接入直流6~12V的圆孔式DC插座，在该圆孔式DC插座内侧的主线路板区域，设置有用于过流保护的一第一自恢复保险丝，在该第一自恢复保险丝周边的主线路板区域，设置有两个用于防止反接的MOS管。
所述的STEAM教具所用主控制板，其中：在所述MOS管周边的主线路板区域，设置有呈一列排列的两组5P插座插针，用于连接传感器。
所述的STEAM教具所用主控制板，其中：在所述主线路板上与电机接口座相对的另一边边缘区域，设置有一排的RJ11接口座，用于连接自带MCU的传感器。
所述的STEAM教具所用主控制板，其中：在所述主线路板上与圆孔式DC插座呈对角的位置，设置有一USB方口座，且该USB方口座与RJ11接口座呈一排设置；在所述USB方口座内侧的主线路板区域，设置有一USB芯片和一第二自恢复保险丝，用于与所述USB方口座相关联；在该USB方口座处的主线路板的角上，还设置有一个自定义按键。
所述的STEAM教具所用主控制板，其中：在所述USB芯片周边的主线路板区域，设置有一个3P插座和两个3P插针，用于连接蓝牙、射频等无线模块；并在USB芯片下方的区域设置一RGB式LED灯。
所述的STEAM教具所用主控制板，其中：在所述主线路板上与圆孔式DC插座相对且位于同侧的角上，横向设置有一作为该主控制板总开关的两档行程开关。
所述的STEAM教具所用主控制板，其中：在所述两档行程开关与两个电机驱动芯片之间的主线路板区域，设置有一组用于连接直流5V大电流电源扩展模块的5P电源插座插针。
一种STEAM教具，包括主控制板，其中：所述主控制板为上述中任一项所述的STEAM教具所用主控制板。
本实用新型所提供的一种STEAM教具及其所用主控制板，由于在主线路板上采用了可拆卸连接的功能板，主线路板就可以根据需要更换不同的功能板，以利于实现多种功能，使得主控制板功能更为强大，且结构布局合理、成本低廉，降低了STEAM教具电子料部分的成本，非常适合STEAM教育在中国的普及和发展。
附图说明
图1是本实用新型STEAM教具所用主控制板的立体图；
图2是本实用新型STEAM教具所用主控制板在拆除功能板之后的俯视图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本实用新型的具体实施方式和实施例加以详细说明，所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的具体实施方式。
如图1和图2所示，图1是本实用新型STEAM教具所用主控制板的立体图，图2是本实用新型STEAM教具所用主控制板在拆除功能板后的俯视图，该主控制板包括一主线路板100和一功能板200，所述功能板200可拆卸连接在主线路板100上；其中，所述功能板200上焊接有一MCU(Microcontroller Unit，微控制单元) 201，并集成有与该MCU 201相关联的一晶振202、一复位按键203和一指示灯204，且该功能板200上设置有至少一组用于连接主线路板100的小板插座插针210，例如13P插针插座110和6P插座；所述主线路板100上设置有至少一组主板插座插针110，例如13P插针插座110和6P插针，用于适配插入多款功能板200的小板插座插针210；由此，该主线路板100就可以根据需要更换不同的功能板200，以利于实现多种功能，使得主控制板的功能更为强大，且结构布局合理、成本低廉。
优选地，可以将主线路板100上的蜂鸣器101设置在主板插座插针110内部的主线路板100区域；以优化主线路板100的线路设计。
在本实用新型STEAM教具所用主控制板的优选实施方式中，较好的是，在所述主线路板100一边的边缘区域，横向设置有一排的电机接口座120，例如图示的呈一排排列的5个电机接口座120，每个电机接口座120都有4针，用于连接直流电机或者步进电机，每个电机使用2针或4针；在这排电机接口座120内侧的主线路板100区域，对应设置有呈一排排列的几组5P插座插针130，例如图示呈一排排列的4组5P插座插针130，每组5P插座插针130都由一个5P插针和一个5P插座组成，并与一个电机接口座120相对应，用于连接传感器、步进电机驱动模块或者编码电机驱动模块。
优选地，在其中一个电机接口座120内侧的主线路板100区域，设置有两个电机驱动芯片135，以替换与该电机接口座120相对应的一组5P插座插针130，以使该主控制板在连接两个电机时不用再外接电机驱动模块。
较好的是，在靠近这两个电机驱动芯片135的主线路板100的角上，横向设置有一个用于接入直流6~12V的圆孔式DC插座140，在该圆孔式DC插座140内侧的主线路板100区域，设置有用于过流保护的一第一自恢复保险丝141，在该第一自恢复保险丝141周边的主线路板100区域，设置有两个用于防止反接的MOS管142。
较好的是，在所述MOS管142周边的主线路板100区域，设置有两组5P插座插针150，用于连接较为简单的传感器，且这两组5P插座插针150呈一列排列。
较好的是，所述主线路板100上与这排电机接口座120相对的另一边边缘区域，设置有一排的RJ11接口座160，例如图示呈一排排列的4个RJ11接口座160，用于连接较为复杂的带有MCU的传感器。
优选地，在所述RJ11接口座160与5P插座插针130之间的区域，可设置有一组8P插座(图未示出)，用于连接需多个IO管脚的复杂传感器或者显示模块；所述8P插座位于主板插座插针110的外侧。
较好的是，在所述主线路板100上与圆孔式DC插座140呈对角的位置，设置有一USB方口座170，且该USB方口座170与RJ11接口座160呈一排设置；在所述USB方口座170内侧的主线路板100区域，设置有一USB芯片171和一USB晶振172，用于与该USB方口座170相关联。
较好的是，在所述USB方口座170处的主线路板100的角上，还设置有一个自定义按键173，用于在通过所述USB方口座170与电脑设备相连接的情况下，由用户使用相应的软件，对该自定义按键173进行编程使用。
较好的是，在所述USB芯片171周边的主线路板100区域，设置有一3P插孔座181和一4P插孔座182，或者设置有一个3P插座和两个3P插针(图未示出)，用于连接蓝牙、射频等无线模块；同时，在所述USB芯片171下方的空白区域设置一RGB式LED灯(图未示出)，以显示连接状态。
较好的是，在所述主线路板100上与圆孔式DC插座140相对且位于同侧的角上，可横向设置有一用于接入直流3~6V的4针DC插座144；在该4针DC插座144与RJ11接口座160之间，横向设置有一作为该主控制板总开关的两档行程开关146。
较好的是，在所述两档行程开关146与两个电机驱动芯片135之间的主线路板100区域，设置有一组5P电源插座插针190，用于连接直流5V大电流电源的扩展模块；所述5P电源插座插针190内部的主线路板100区域，设置有一第二自恢复保险丝191，用于保护所连接的电脑设备；或者，将此第二自恢复保险丝191设置在前述USB芯片171的周边，并取消掉USB晶振172。
基于上述各个实施例中的STEAM教具所用主控制板，本实用新型还提出了一种STEAM教具，包括主控制板，该主控制板可以是上述任一项实施例中所述的STEAM教具所用主控制板，以进一步推广STEAM教育在中国的普及和发展。
应当理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不足以限制本实用新型的技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本实用新型的精神和原则之内，可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进，而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案，都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种STEAM教具所用主控制板，其特征在于，包括一主线路板和可拆卸连接在该主线路板上的一功能板，所述功能板上设置有至少一组小板插座插针，所述主线路板上设置有至少一组主板插座插针，用于适配多款功能板的小板插座插针插入。
2.根据权利要求1所述的STEAM教具所用主控制板，其特征在于：在所述主线路板一边的边缘区域，横向设置有一排的电机接口座，每个电机接口座有4针，用于连接直流电机或者步进电机；在所述电机接口座内侧的主线路板区域，对应设置有呈一排排列的5P插座插针；每组5P插座插针由一个5P插针和一个5P插座组成，并与一个电机接口座相对应，用于连接传感器、步进电机驱动模块或者编码电机驱动模块；在其中一个电机接口座内侧的主线路板区域，设置有两个电机驱动芯片，以替换与该电机接口座相对应的一组5P插座插针。
3.根据权利要求2所述的STEAM教具所用主控制板，其特征在于：在靠近这两个电机驱动芯片的主线路板的角上，横向设置有一个用于接入直流6~12V的圆孔式DC插座，在该圆孔式DC插座内侧的主线路板区域，设置有用于过流保护的一第一自恢复保险丝，在该第一自恢复保险丝周边的主线路板区域，设置有两个用于防止反接的MOS管。
4.根据权利要求3所述的STEAM教具所用主控制板，其特征在于：在所述MOS管周边的主线路板区域，设置有呈一列排列的两组5P插座插针，用于连接传感器。
5.根据权利要求4所述的STEAM教具所用主控制板，其特征在于：在所述主线路板上与电机接口座相对的另一边边缘区域，设置有一排的RJ11接口座，用于连接自带MCU的传感器。
6.根据权利要求5所述的STEAM教具所用主控制板，其特征在于：在所述主线路板上与圆孔式DC插座呈对角的位置，设置有一USB方口座，且该USB方口座与RJ11接口座呈一排设置；在所述USB方口座内侧的主线路板区域，设置有一USB芯片和一第二自恢复保险丝，用于与所述USB方口座相关联；在该USB方口座处的主线路板的角上，还设置有一个自定义按键。
7.根据权利要求6所述的STEAM教具所用主控制板，其特征在于：在所述USB芯片周该边的主线路板区域，设置有一个3P插座和两个3P插针，用于连接蓝牙、射频等无线模块；并在USB芯片下方的区域设置一RGB式LED灯。
8.根据权利要求7所述的STEAM教具所用主控制板，其特征在于：在所述主线路板上与圆孔式DC插座相对且位于同侧的角上，横向设置有一作为该主控制板总开关的两档行程开关。
9.根据权利要求8所述的STEAM教具所用主控制板，其特征在于：在所述两档行程开关与两个电机驱动芯片之间的主线路板区域，设置有一组用于连接直流5V大电流电源扩展模块的5P电源插座插针。
10.一种STEAM教具，包括主控制板，其特征在于：所述主控制板为权利要求1至9中任一项所述的STEAM教具所用主控制板。
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|---|---|---|---|---|
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190611 Address after: 336000 Huangbao Formation 15, Changping Village, Baizhangshan Scenic Area, Fengxin County, Yichun City, Jiangxi Province Patentee after: Liu Qianzi Address before: 518052 Creative Garden C Block 301, Pingshan Road, Taoyuan Street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee before: Shenzhen city for the Mei Zhi new technology Co., Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20180720 Effective date of abandoning: 20190716 |
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| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20180720 Effective date of abandoning: 20190716 |
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| AV01 | Patent right actively abandoned | ||
| IW01 | Full invalidation of patent right |
Decision date of declaring invalidation: 20200426 Decision number of declaring invalidation: 44120 Granted publication date: 20180720 |
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| IW01 | Full invalidation of patent right |