CN210515845U - 一种基于电阻编码的编程积木 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于电阻编码的编程积木，包括积木主体（3）、编程积木母座（1）、多点触控液晶显示屏（6）、多通道三态开关（7）、多通道AD转化电路（9）和微处理器（10）；所述多点触控液晶显示屏（6）、多通道三态开关（7）、多通道AD转化电路（9）和微处理器（10）均设置在编程积木母座（1）上，所述编程积木母座（1）上均匀设置多个行列间隔相同的成矩阵排布的母孔（2）：所述积木主体（3）包括不同阻值的电阻，所述积木主体（3）可自由插接入编程积木母座（1）的母孔（2）中，当积木主体（3）插接到母孔（2）中时，所述多点触控液晶显示屏（6）实时显示编程的各类过程信息。

Description

一种基于电阻编码的编程积木

技术领域

本发明涉及实体编程领域，特别是涉及一种基于电阻编码的编程积木。

背景技术

我们所熟知的我编程大都采用英语编程方式，且通过电脑输入。然而对于一般家庭来说电脑过于昂贵，较重，加上电脑在儿童在玩闹过程中可能造成损坏。

且对于不熟悉字母，和键盘输入法和电脑基本操作中小学生和幼儿来说，编程便是一个非常大的门槛，同时面对枯燥乏味语法指令和逻辑。对于中小学生和幼儿来说，很快便失去兴趣。图形化编程也是近年来所兴起，是针对幼儿的一种编程方式，但始终脱离不了电脑。所以实物编程应运而生，实物编程被认为为图形化编程的新的分支。

通过实物积木方式编程和LED作为程序运行指示，可以使编程逻辑更加直观和简单，同时也可以加大儿童的学习兴趣，加上这种方式编程成本低，操作灵活，家长的经济负担。

中国专利CN201610817445公开了一种分离式ID模块的实物编程的方法，其中便涉及了对实物编程积木的介绍，采用分离式ID模块的实物编程，在内部采用微处理器标识ID可以实现多种运算，各个ID模块采用无线方式通信，并通过有线连接到模板供电，母板与ID模块之间通过RFID模块或电容感应模块进行连接，使得ID模块可以轻易更换。

在这种实物编程方式中采用ID标记方式编程，在积木块内嵌入处理器和无线通信模块可以实现多种复杂运算，但是随着积木块增加，消耗功率较大，同时积木块内嵌处理器和无线通信模块使得成本增加，再者编程对象面向儿童，对于与模块丢失等进一步增加成本，采用无线通信，在编程模块多的情况下可能会出现数堵塞干扰等情况。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种基于电阻编码的编程积木，旨在解决现有技术中实物编程积木成本高昂，功率大，无线通信杜塞等诸多问题。

为解决上述技术问题，本发明提供种基于电阻编码的编程积木，包括积木主体、编程积木母座、多点触控液晶显示屏、多通道三态开关、多通道AD转化电路和微处理器；所述多点触控液晶显示屏、多通道三态开关、多通道AD 转化电路和微处理器均设置在编程积木母座上，所述编程积木母座上均匀设置多个行列间隔相同的成矩阵排布的母孔，所述积木主体包括不同阻值的电阻，所述积木主体可自由插接入编程积木母座的母孔中，当积木主体插接到母孔中时，所述多点触控液晶显示屏实时显示编程的各类过程信息。

作为优选的，所述积木主体还包括LED和两线排针，所述电阻和LED嵌入在积木主体内，所述电阻和LED在积木主体内处于并联状态，积木主体通过两线排针引出，并嵌入在编程积木母座上。

作为优选的，所述积木主体设置为不同的几何形状，所述不同阻值且形状不同的积木主体分别代表编程中的常量、变量和编程指令。

作为优选的，所述积木主体中不同的电阻分别对ASCII码表、特定汉字、编程中常用指令进行和变量等进行编码。

作为优选的，编程积木母座包括行矩阵电路和列矩阵电路，所述多通道三态开关包括行多路三态开关和列多路三态开关；所述行矩阵电路与列矩阵电路分别与行多路三态开关和列多路三态开关电连接；所述列多路开关通过电阻与多通道AD转化电路电连接。

作为优选的，所述多通道AD转化电路与微处理器电连接，微处理器通过多通道三态开关对编程积木母座的行列矩阵电路进行扫描并采集电压判断编程积木母座上的方块放置情况，通过三态开关反转电压点亮LED，实时指示编程情况。

作为优选的，多点触控液晶显示屏与微处理器电连接，微处理器将各种电信号传递给多点触控液晶显示屏，微处理器控制多点触控液晶显示屏显示的编程的内容信息、编程的进度信息、编程的错误信息以及积木主体嵌入情况等信息。

作为优选的，包括无线数据收发数据单元和天线；所述无线数据收发数据单元与天线电连接，所述无线数据收发数据单元与微处理器电连接，无线数据收发数据单元可接收网络端的数据

作为优选的，所述积木主体上印制有不同的丝印，区别不同数据不同变量，不同常量的积木主体等。

区别于现有技术的情况，本发明的有益效果是：

1)本发明能对实物编程积木进行丰富的组合，可以形成复杂的逻辑。

2)本发明的编程积木成本极低，当发生损坏时，能更加方便快捷的进行更换。

3)编码方式简单，甚至可以自定义编码。

4)多通道三态开关采用对编程积木母座的行列矩阵电路进行扫描的方式，使功耗极低，大量组合时也不会增加功耗。

5)LED作为编程的指示，使编程更为直观，在儿童编程发生错误更改容易，增加本发明的趣味性。

6)本发明可以通过无线数据收发数据单元进行物联网协议连接网络，可以通过远程去实现多种编译器。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种基于电阻编码的编程积木中的在一些实施方式下的积木的结构图和编程积木母座的局部图；

图2为本发明实施例提供的一种基于电阻编码的编程积木中的在一些实施方式下的全览图；

图3为本发明实施例提供的一种基于电阻编码的编程积木中的在一些实施方式下的编程积木母座电路结构图。

图中标记：1、编程积木母座；2、母孔；3、积木主体；4、两线排针； 5、天线；6、多点触控液晶显示屏；7、多通道三态开关；8、无线数据收发数据单元；9、多通道AD转化电路；10、微处理器。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

参阅图1`3，一种基于电阻编码的编程积木，包括积木主体3、编程积木母座1、多点触控液晶显示屏6、多通道三态开关7、多通道AD转化电路9和微处理器10；所述多点触控液晶显示屏6、多通道三态开关7、多通道AD转化电路9和微处理器10均设置在编程积木母座1上，所述编程积木母座1上均匀设置多个行列间隔相同的成矩阵排布的母孔2，其特征在于，所述积木主体 3包括不同阻值的电阻，所述积木主体3可自由插接入编程积木母座1的母孔2中，当积木主体3插接到母孔2中时，所述多点触控液晶显示屏6实时显示编程的各类过程信息。

基于上述结构，可以将积木主体3插入到编程积木母座1的母孔2中，然后通过多点触控液晶显示屏6进行显示出编程的内容信息、编程的进度信息、编程的错误信息以及积木主体3嵌入情况等信息，通过实物操作和数字化显示同步进行，增加了儿童在进行编程时候的趣味性，通过将不同的积木主体3进行插入到编程积木母座1中，就可以实时在多点触控液晶显示屏6中进行显示，出现错误的时候能够及时提醒，使儿童自我进行修正。

所述积木主体3还包括LED和两线排针4，所述电阻和LED嵌入在积木主体3内，所述电阻和LED在积木主体3内处于并联状态，积木主体3通过两线排针4引出，并嵌入在编程积木母座1上。

基于上述结构，能够使积木主体3能够具有LED灯显示功能，并且通过两线排针4能够使积木主体3能够快速与编程积木母座1的结合和分离，使儿童在实物积木编程时操作更加简单，通过简单的两线排针4与母扣插入接触，从而使内部电路连通，点亮LED灯。

所述积木主体3设置为不同的几何形状，所述不同阻值且形状不同的积木主体3分别代表编程中的常量、变量和编程指令。

通过将积木主体3设置为几何形状，如圆形、三角形、正方形或者其他的形状，如圆形代表某个常量、三角形代表某个变量、正方形带便某个编程指令，那么儿童通过将圆形、三角形、正方形的两线排针4插入到母孔2中，就能形成简单的编程输入，并在多点触控液晶显示屏6上显示编程是否正确，以及编程成功的效果。

所述积木主体3中不同的电阻分别对ASCII码表、特定汉字、编程中常用指令进行和变量等进行编码。

不同形状不同阻值的积木主体3能够代表特定的指令或者变量，是通过将电阻的阻值设定在特定的数值，使该积木主体3在插接到编程积木母座1上时，积木主体3所在的行列矩阵电路的电压情况被微处理器10扫描出现不同，那么微处理器10就可以识别出所有插接在编程积木母座1上不同的积木主体3。

微处理器10中储存有所有的编码信息，当检测到特定编码信息所对应的阻值出现在编码积木母座上时，微处理器10将电信号传递给多点触控液晶显示屏6，并进行显示。例如：阻值为1的积木主体3所对应的编码信息为“我”，阻值为2的积木主体3所对应的编码信息为“走”，阻值为3的积木主体3所对应的编码信息为“了”，那么当阻值为1、2、3的积木主体3按照特点顺序插接在编码积木母座上时，微处理器10通过多通道三态开关7采集到电压，从而得出阻值，通过编码信息，就可知晓所代表的信息，并在多点触控液晶显示屏6上显示出“我走了”字样。完成一次编程作业。

编程积木母座1包括行矩阵电路和列矩阵电路，所述多通道三态开关7包括行多路三态开关和列多路三态开关；所述行矩阵电路与列矩阵电路分别与行多路三态开关和列多路三态开关电连接；所述多通道三态开关7与多通道AD 转化电路9电连接。

通过行多路三态开关和列多路三态开关分别检测出行矩阵电路与列矩阵电路所知位置的电压值，通过与多通道AD转化电路9进行数模转换，使电压信号转变为数字信号，从而微处理器10进行识别。

所述多通道AD转化电路9与微处理器10电连接，微处理器10通过多通道三态开关7对编程积木母座1的行列矩阵电路进行扫描并采集电压判断编程积木母座1上的方块放置情况，通过三态开关反转电压点亮LED，实时指示编程情况。

多点触控液晶显示屏6与微处理器10电连接，微处理器10将各种电信号传递给多点触控液晶显示屏6，微处理器10控制多点触控液晶显示屏6显示的编程的内容信息、编程的进度信息、编程的错误信息以及积木主体3嵌入情况等信息。

包括无线数据收发数据单元8和天线5；所述无线数据收发数据单元8与天线5电连接，所述无线数据收发数据单元8与微处理器10电连接，无线数据收发数据单元8可接收网络端的数据。无线数据收发数据单元8可以连接到网络服务器以达到更快的编译速度，更多的编译器，连接对等编译平台可以互动，扩展矩阵编程面积。微处理器10可以接受网络端的信息对编码信息进行修改，增加的电阻编码编程积木的实用性，能够自由的进行自定义编码。

所述积木主体3上印制有不同的丝印，区别不同数据不同变量，不同常量的积木主体3等。

通过印制不同的丝印让人能够快速进行区分，在使用编程积木的时候，能够快速选择出自己所需要的积木主体3。

以上所述仅为本发明的实施例，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 (9)

1.一种基于电阻编码的编程积木，包括积木主体(3)、编程积木母座(1)、多点触控液晶显示屏(6)、多通道三态开关(7)、多通道AD转化电路(9)和微处理器(10)；所述多点触控液晶显示屏(6)、多通道三态开关(7)、多通道AD转化电路(9)和微处理器(10)均设置在编程积木母座(1)上，所述编程积木母座(1)上均匀设置多个行列间隔相同的成矩阵排布的母孔(2)，其特征在于：所述积木主体(3)包括不同阻值的电阻，所述积木主体(3)可自由插接入编程积木母座(1)的母孔(2)中，当积木主体(3)插接到母孔(2)中时，所述多点触控液晶显示屏(6)实时显示编程的各类过程信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于电阻编码的编程积木，其特征在于：所述积木主体(3)还包括LED和两线排针，所述电阻和LED嵌入在积木主体(3)内，所述电阻和LED在积木主体(3)内处于并联状态，积木主体(3)通过两线排针(4)引出，并嵌入在编程积木母座(1)上。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于电阻编码的编程积木，其特征在于：所述积木主体(3)设置为不同的几何形状，所述不同阻值且形状不同的积木主体(3)分别代表编程中的常量、变量和编程指令。

4.根据权利要求3所述的一种基于电阻编码的编程积木，其特征在于：所述积木主体(3)中不同的电阻分别对ASCII码表、汉字、编程中常用指令和变量进行编码。

5.根据权利要求2或4所述的一种基于电阻编码的编程积木，其特征在于：编程积木母座(1)包括行矩阵电路和列矩阵电路，所述多通道三态开关(7)包括行多路三态开关和列多路三态开关；所述行矩阵电路与列矩阵电路分别与行多路三态开关和列多路三态开关电连接；所述多通道三态开关与多通道AD转化电路(9)电连接。

6.根据权利要求1、2、4之一所述的一种基于电阻编码的编程积木，其特征在于：所述多通道AD转化电路(9)与微处理器(10)电连接，微处理器(10)通过多通道三态开关(7)对编程积木母座(1)的行列矩阵电路进行扫描并采集电压判断编程积木母座(1)上的方块放置情况，通过三态开关反转电压点亮LED，实时指示编程情况。

7.根据权利要求1、2、4之一所述的一种基于电阻编码的编程积木，其特征在于：多点触控液晶显示屏(6)与微处理器(10)电连接，微处理器(10)将各种电信号传递给多点触控液晶显示屏(6)，微处理器(10)控制多点触控液晶显示屏(6)显示的编程的内容信息、编程的进度信息、编程的错误信息以及积木主体(3)嵌入情况信息。

8.根据权利要求1、2、4之一所述的一种基于电阻编码的编程积木，其特征在于：包括无线数据收发数据单元(8)和天线(5)；所述无线数据收发数据单元(8)与天线(5)电连接，所述无线数据收发数据单元(8)与微处理器(10)电连接，无线数据收发数据单元(8)可接收网络端的数据，并对编码信息进行改变。

9.根据权利要求1、2、4之一所述的一种基于电阻编码的编程积木，其特征在于：所述积木主体(3)上印制有不同的丝印，区别不同数据不同变量，不同常量的积木主体(3)。

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