CN220855905U - 一种图形化编程软件智能控制板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种图形化编程软件智能控制板，涉及编程教具技术领域，所述图形化编程软件智能控制板包括操控板、开关组件和板载传感器组件，所述开关组件和所述板载传感器组件均与所述操控板相连；所述操控板连接设置有电机输出接口和外接传感器接口，所述外接传感器接口设置为用于连接数字信号传感器或者模拟信号传感器的复用接口；本实用新型通过开关组件、板载传感器组件和操控板相互配合，能够完成大部分信息技术教材的内容，通过增设电机输出接口和外接传感器接口，在实际应用的过程中，能够根据实际应用环境外接相应电机及传感器，使用灵活，拓展空间大，有利于扩展教学应用。

Description

一种图形化编程软件智能控制板

技术领域

本实用新型涉及编程教具技术领域，具体涉及一种图形化编程软件智能控制板。

背景技术

随着图形化编程的兴起，图形化编程软件结合外接传感板或控制板，成为培养学生创新精神与实践能力的有力工具，让学生在动手动脑的创造中，将自己的创意变成现实，为小学阶段实施创客教育提供了条件。

图形化编程语言可以让青少年和儿童轻松地创建自己的互动故事、动画、游戏、音乐和艺术。可以帮助学生发展学习技能，培养创造性思维。伴随着图形化编程的兴起，以S4A(Scratch for Arduino)为代表的辅助硬件设计也得到了迅速的普及，现有市面上出现了许多类似S4A技术的产品，其质量参差不齐，产品在功能上“同质化”非常严重，由于当前许多的产品设计多是出自厂方，其采用固定板载的传感器对应固定的功能，缺少外接接口，致使使用不够灵活的同时，也影响其拓展空间，不利于教学应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种图形化编程软件智能控制板，以解决现有技术中存在的现有图形化编程类产品使用不灵活，教学拓展空间小的技术问题；本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果；详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种图形化编程软件智能控制板，包括操控板、开关组件和板载传感器组件，其中：所述开关组件和所述板载传感器组件均与所述操控板相连；所述操控板连接设置有电机输出接口和外接传感器接口，所述外接传感器接口设置为用于连接数字信号传感器或者模拟信号传感器的复用接口。

优选地，所述开关组件包括按键开关、滑动开关和五向开关，所述按键开关、所述滑动开关和所述五向开关均与所述操控板相连。

优选地，所述板载传感器组件包括温湿度传感器、光照传感器和声音传感器的至少其中之一。

优选地，所述操控板包括保护壳和电路基板，其中：所述电路基板设置在所述保护壳内；所述开关组件、所述板载传感器组件、所述电机输出接口和所述外接传感器接口均与所述电路基板相连。

优选地，所述电路基板的形状与所述保护壳的形状相适配，所述保护壳呈游戏手柄状。

优选地，所述保护壳包括上壳体和下壳体，其中：所述上壳体和所述下壳体可拆卸连接，并围成与所述电路基板相适配的容置腔室，所述电路基板设置在所述容置腔室内。

优选地，所述上壳体和所述下壳体均采用亚克力护板。

优选地，所述图形化编程软件智能控制板包括指示组件，所述指示组件包括多个不同颜色的发光元件，所有所述发光元件成排均匀设置，所有所述发光元件均与所述操控板相连。

优选地，所述图形化编程软件智能控制板包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述操控板相连。

优选地，所述图形化编程软件智能控制板包括USB插座，所述USB插座与所述操控板相连。

本实用新型提供的一种图形化编程软件智能控制板至少具有以下有益效果：

所述图形化编程软件智能控制板包括操控板、开关组件和板载传感器组件，所述开关组件和所述板载传感器组件均与所述操控板相连，操控板可以满足学生图形化编程的教学需求，开关组件包括控制开关和功能开关，用于交互，板载传感器组件在不外接传感器和输出设备的情况下，能够完成大部分信息技术教材中的内容。

所述操控板连接设置有电机输出接口和外接传感器接口，所述外接传感器接口设置为用于连接数字信号传感器或者模拟信号传感器的复用接口，电机输出接口和外接传感器接口相互配合，一方面能够根据实际需求外接相应电机及传感器，为教学活动提供更大的创造空间，另一方面外接传感器接口采用复用接口，一口多用，适用范围广泛，使用更加便捷。

本实用新型通过开关组件、板载传感器组件和操控板相互配合，能够完成大部分信息技术教材的内容，通过设置电机输出接口和外接传感器接口，在实际应用的过程中，能够根据实际应用环境外接相应电机及传感器，使用灵活，拓展空间大，有利于扩展教学应用。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1和图2是本实用新型的结构示意图；

图3是本实用新型上壳体的尺寸示意图；

图4是本实用新型下壳体的尺寸示意图。

附图标记

1、操控板；11、塑料螺丝；2、开关组件；21、按键开关；22、滑动开关；23、五向开关；3、板载传感器组件；31、温湿度传感器；32、光照传感器；33、声音传感器；4、电机输出接口；5、外接传感器接口；6、指示组件；61、发光元件；7、蜂鸣器；8、USB插座。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

实施例1：

本实用新型提供了一种图形化编程软件智能控制板，参考图1和图2所示，所述图形化编程智能控制板包括操控板1、开关组件2和板载传感器组件3。

开关组件2和板载传感器组件3均与操控板1相连，操控板1连接设置有电机输出接口4和外接传感器接口5。

电机输出接口4包括两个3V电机输出插座，其可采用L298n驱动芯片驱动两路电机。

外接传感器接口5设置为用于连接数字信号传感器或者模拟信号传感器的复用接口，外接传感器接口5的数量为4个、5个或6个，根据实际需求及操控板1的宽度选用。

优选地，外接传感器接口5选用杜邦4芯带卡接口，为后续教学设计预留足够空间，同时，所述杜邦4芯带卡接口相较于现有常用的RJ-15接口和RJ-45接口，其外形更加扁平，能够有效降低控制板的整体厚度。

在实际应用的过程中，通过操控板1、开关组件2和板载传感器组件3相互配合，能够完成大部分信息技术教材的内容。

通过电机输出接口4和外接传感器接口5，根据实际应用环境，连接相应的电机及传感器，使用更加灵活的同时，进一步增大拓展空间，有利于教学应用。

实施例2：

实施例2建立在实施例1的基础上：

如图1和图2所示，开关组件2包括按键开关21、滑动开关22和五向开关23，按键开关21、滑动开关22和五向开关23均与操控板1相连。

按键开关21设置于操控板1的右侧，其数量设置为多个，按键开关21为轻触开关，通过按压触发。

五向开关23设置于操控板1的左侧，五向开关23采用贴片式开关。

滑动开关22设置于按键开关21和五向开关23之间，滑动开关22为滑动电位器，根据实际需求选用40mm规格或者60mm规格。

以角色类编程游戏为例，五向开关23为五个开关变量，其控制角色的移动方向，滑动开关22调节矢量变化，控制角色移动速度，按键开关21通过按压触发角色实现不同的动作。

作为可选的实施方式，板载传感器组件3包括温湿度传感器31、光照传感器32和声音传感器33的至少其中之一。

如图2所示，操控板1上设置有温湿度传感器31、光照传感器32和声音传感器33，三者均为板载，用于环境的感知，适应于不同的应用场景。

作为可选的实施方式，操控板1包括保护壳和电路基板。

所述电路基板设置在所述保护壳内，开关组件2、板载传感器组件3、电机输出接口4和外接传感器接口5均与所述电路基板相连。

所述电路基板采用Arduino板，Arduino板是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，包含硬件(各种型号的Arduino板)和软件(ArduinoIDE)。Arduino的型号有很多，如Arduino Uno、Arduino Nano、Arduino LilyPad、Arduino Mega 2560、ArduinoEthernet、Arduino Due、Arduino Leonardo等。

优选地，操控板1采用Arduino Mega 2560主板，Arduino Mega2560是采用USB接口的核心电路板，具有54路数字输入输出，适合需要大量IO接口的设计，其处理器核心是ATmega2560，同时具有54路数字输入/输出口(其中15路可作为PWM输出)，15路模拟输入，4路UART接口，一个16MHz晶体振荡器，一个USB口，一个电源插座，一个ICSP header和一个复位按钮，其具有丰富的接口和功能，能够有效满足教学需求。

作为可选的实施方式，所述电路基板的形状与所述保护壳的形状相适配。

现有的控制板产品在使用的过程中，其外形未考虑实际教学使用场景，容易划伤学生手指，针对此，本实用新型将所述保护壳设置为游戏手柄状。

如图3和图4所示，所述电路基板和所述保护壳的形状设置为圆角长方形，其长度设置为140mm，宽度设置为50mm，按键开关21的直径设置为14mm，五向开关23的直径为12mm，滑动开关22选用60mm规格，采用此尺寸，适配于小学生的手掌大小，便于操控，同时其采用圆角结构，不易划伤手指。

作为可选的实施方式，所述保护壳包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体可拆卸连接，并围成与所述电路基板相适配的容置腔室，所述电路基板设置在所述容置腔室内。

参考图3和图4所示，所述上壳体上位于四个边角的位置均设置有第一连接孔，所述下壳体上对应所述第一连接孔的位置设置有第二连接孔。

组装时，采用塑料螺丝11穿过对应的所述第一连接孔和所述第二连接孔，从而实现所述上壳体和所述下壳体的连接。

作为可选的实施方式，所述上壳体和所述下壳体均采用亚克力护板，一方面能够节约成本，另一方面在起到保护作用的同时，能够保护学生双手，避免划伤。

作为可选的实施方式，所述图形化编程软件智能控制板包括指示组件6，指示组件6包括多个不同颜色的发光元件61，发光元件61采用LED灯，具有发光指示作用。

优选地，指示组件6包括三个发光元件61，分别为红色、黄色和绿色，所有发光元件61成排均匀设置，所有发光元件61均与操控板1相连。

作为可选的实施方式，如图2所示，所述图形化编程软件智能控制板包括蜂鸣器7，蜂鸣器7与操控板1相连，蜂鸣器7在触发时能够发出声音，具有声音指示作用。

作为可选的实施方式，如图2所示，所述图形化编程软件智能控制板包括USB插座8，USB插座8与操控板1相连，USB插座8采用MiniUSB插座，可应用于电脑和移动设备等信息通讯产品、游戏机等电子设备。

本实用新型整体形状呈游戏手柄状，配合其合理的部件布局，符合人体工学，适配于9到12岁的学生使用。

保护壳采用亚克力材质，在保护电路元件不易受损的同时，避免划伤学生双手，使用安全可靠。

通过在操控板1上设置开关组件2、板载传感器组件3、电机输出接口4、外接传感器接口5、指示组件6、蜂鸣器7和USB插座8，在实际应用的过程中，不但具有较大的拓展空间，而且可根据实际需求选用，使用灵活，可以满足小学图形化编程及人工智能教学部分的交互教学需求，满足开源机器人教学需求，满足物联网和人工智能的教学需求等。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”、“若干”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种图形化编程软件智能控制板，其特征在于，包括操控板、开关组件和板载传感器组件，其中：

所述开关组件和所述板载传感器组件均与所述操控板相连；

所述操控板连接设置有电机输出接口和外接传感器接口，所述外接传感器接口设置为用于连接数字信号传感器或者模拟信号传感器的复用接口。

2.根据权利要求1所述的图形化编程软件智能控制板，其特征在于，所述开关组件包括按键开关、滑动开关和五向开关，所述按键开关、所述滑动开关和所述五向开关均与所述操控板相连。

3.根据权利要求1所述的图形化编程软件智能控制板，其特征在于，所述板载传感器组件包括温湿度传感器、光照传感器和声音传感器的至少其中之一。

4.根据权利要求1所述的图形化编程软件智能控制板，其特征在于，所述操控板包括保护壳和电路基板，其中：

所述电路基板设置在所述保护壳内；

所述开关组件、所述板载传感器组件、所述电机输出接口和所述外接传感器接口均与所述电路基板相连。

5.根据权利要求4所述的图形化编程软件智能控制板，其特征在于，所述电路基板的形状与所述保护壳的形状相适配，所述保护壳呈游戏手柄状。

6.根据权利要求5所述的图形化编程软件智能控制板，其特征在于，所述保护壳包括上壳体和下壳体，其中：

所述上壳体和所述下壳体可拆卸连接，并围成与所述电路基板相适配的容置腔室，所述电路基板设置在所述容置腔室内。

7.根据权利要求6所述的图形化编程软件智能控制板，其特征在于，所述上壳体和所述下壳体均采用亚克力护板。

8.根据权利要求1所述的图形化编程软件智能控制板，其特征在于，所述图形化编程软件智能控制板包括指示组件，所述指示组件包括多个不同颜色的发光元件，所有所述发光元件成排均匀设置，所有所述发光元件均与所述操控板相连。

9.根据权利要求1所述的图形化编程软件智能控制板，其特征在于，所述图形化编程软件智能控制板包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述操控板相连。

10.根据权利要求1所述的图形化编程软件智能控制板，其特征在于，所述图形化编程软件智能控制板包括USB插座，所述USB插座与所述操控板相连。