DE1478715A1

DE1478715A1 - Elektronischer Spielzeug-Baukasten

Info

Publication number: DE1478715A1
Application number: DE19651478715
Authority: DE
Inventors: Schroeder Dipl-Ing Wolfgang
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1965-11-24
Filing date: 1965-11-24
Publication date: 1970-01-22
Also published as: GB1142392A; NL6616534A; CH459035A; SE331446B; FR1502242A

Description

STAUDARD ELEKTRIK LORENZ 1 / 7 D 7 1 ^-

Aktiengesellschaft I 4 /O / IO

Stuttgart-Zuffenhausen
Hellmuth-Hirth-Str. 42

SEL-Reg. 10 9H3
W. Schröder - 19

Elektronischer Spielzeug-Baukasten

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Spielzeug-Baukasten mit nach einem vorgegebenen Raster zusammenfügbaren Bausteinen, die elektrische Bauelemente und Kontaktvorrichtung!* enthalten.

Die bekannten elektronischen Spielzeug-Bauk.'isten enthalten eine Anzahl ausgewählter Bauelemente, deren Zusammenfügen zu einer funktionsfähigen Schaltung eine gewisse Kenntnis der physikalischer Vorgänge oder aber die genaue Nachbildung eines elektrischen Schaltbildes einschließlich der Herstellung der vorgeschriebenen Verbindungen durch Klemmen oder Löten fordert. Soll jedoch kein besonderes technischen Verständnis vorausgesetzt werden, wie es beispielsweise bei Kindern vor Erreichen eines bestimmten Alters angenommen werden darf, so erscheinen die erstgenannten Baukästen zu kompliziert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein System zu schaffen, bei dem sich auf spielerische Art Bausteine, die Bauelemente und Leitungen enthalten, zu funktionsfähigen elektrischen Schaltungen aneinanderreihen lassen.

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19. Dezember 1968 909884/0024 - 2 -

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SJlL-ReR. 10 943 - 2 - 1/7871 R

Die Frfindunp ist dadurch gekennzeichnet, dar zwei FL'ichen eines Einzelbausteines mindestens vier Kontaktstellen aufweisen) die mit durchgehenden Le' tunken für die Stromversorgung sowie mit aktiven und/oder passiven Bauelementen derart beschältet sind, daß ieder Baustein einen Vierpol darstellt und außerdem eine zusätzliche steuernde Funktion auf einen oder mehrere dir in die ?chaltunp einbezogenen Bausteine ausüben kann.

Ausführungsbeispiele von Bausteinen und einige Kombinationsmoglichkeiten, die der erf indungs^emäße Baukasten biecet, werden nachstehend anhand ler Figuren 1 bis 5 beschrieben.

Fig, 1 zeigt einen mit einem Transistorverstärker versehenen Baustein,

Fig. 2 (lediglich aus Gründen der zeichnerischen Darstellung in Fig, 2a und Fig. 2b unterteilt) zei^t eine Kombination von Bausteinen, die einen Tongenorator bilden.

Fig. 3 bestehend aus den Figuren 3> und 5b zeigt eine Kombination zum Aufbau einer iilinkschaltung.

Fig. 4 bestehend aus den Figuren 4a und Hb veranschaulicht die Sicherheit des Systems ge^en faLsches Zusammenfüger, der Bausteine,

Fig. 5 zeigt einen Aufbau mit einem Umlenkbaustein,

Alle Bausteine des Systems sind mit je zwei, vorzugsweise gegenüberliegenden mehrpoligen Kontaktstellen versehen, über welche eine elektrische Verbindung zwischen den zusammengehörigen Kon-

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takten der aneinandergelegten Bausteine ermöglicht wird. Die jeweilige Kontaktverbindung kann mittels eines Stecker-Buchse- oder Druckknopfsystems entweder unmittelbar mit den Bausteinen selbst hergestellt werden, ober über besondere Brücken-Kontakt-Stecker oder -Buchsen in ein- oder mehrpoliger Aueführung, die ebenfalls als Bausteine ausgebildet sein können, erfolgen.

Die Bausteine werden beispielsweise in einer fortschreitenden Richtung horizontal oder vertikal aneinandergefügt. Es sind aber auch Umlenk-Bausteine vorgesehen, die den Aufbau der Schaltung in beliebig umgelenkter Richtung (z.B. um 180 °), in der gleichen oder in der darüber liegenden Ebene, oder auch die Fortführung der Reihe in einem rechten oder anderen Winkel gestatten.

Zur Stromversorgung der zur Verwendung kommenden aktiven Vierpole (z.B. Transistoren) sind zwei Leiter durch alle Bausteine geführt. Ferner verfügt jeder Baustein für den in ihm enthaltenen Vierpol, über einen Eingangs- und einen Aur.gangskontakt, während der andere gemeinsame Pol an die schon für die Stromversorgung vorgesehene Maseeleitung angeschlossen ist. Schließlich ist noch ein, durch alle Bausteine führender Leiter vorgesehen, über den die verschiedensten steuernden Funktionen in einem oder mehreren Bausteine ausgeübt werden können.

Es ist natürlich auch möglich, das System durch zusätzliche Kontakte zu erweitern oder Bausteine nur zu Zweipolfunktionen zu verwenden.

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Wenn für die Bausteine gleichartige Kontakte Verwendung finden, die über Kontaktbrücken verbunden werden, ist eine Kennzeichnung der Lage, in der ein Baustein für eine bestimmte Schaltung eingefügt werden soll, notwendig. Das kann durch ein Färb-, Zahlenoder Buchstabenschema geschehen, so daß ein zu einem bestimmten Effe}t gehöriges Schaltbild die einfache Form einer Farben-, Zahlen- oder Buchstabenreihe annimmt. Werden die Kontaktseiten eines Kausteines durch Umdrehen des Steines vertauscht, so ergibt sich bei symmetrisch angeordneten Baustein-Schaltungen keine Änderung des Effektes, während bei anderen Bausteinen eine andere Schaltung entsteht. Bei der Kennzeichnung der Schaltungen mittels eines Buchstabenschemas können die symmetrischen Schaltungen z.B. durch auf den Kopf stellbare Buchetaben (H₁I₁S₁OjX₁Z) und die unsymmetrischen durch andere Buchstaben bezeichnet werden*

Um die vielleicht zerstörenden Folgen eines versehentlich falschen Einfügens von Bausteinen für empfindliche Bauelemente (z.B. Transistoren) auszuschließen, können diese Bauelemente unter anderem durch Serienschaltung von Dioden, welche die falsche Stromflußrichtung sperren, geschützt werden.

In Weiterbildung der Erfindung kann eine Kontaktbeschaltu ng erfolgen, bei der infolge falscher Polung kein zerstörender Strom fliefen kann, well daftlr gesorgt ist, daß in diesem Falle mindestens eine der stromführenden Leitungen unterbrochen ist.

Das KontaktverldttiungKsystem läßt sich auch so auelegen, daß an einer Kontaktstelle steckerähnliche, an der anderen Stelle buchsen-

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ähnliche Kontakte angebracht Bind, damit entfällt zwar die Umkehrbarkeit und Mehrfachausnutzung bestimmter Bausteine, dafür ist aber die Verwechselbarkeit eingeschränkt»

In Fig. 1 wird das Ausführungsbeispiel eines Kontakt-Bausteines gezeigt, der einen als Transistorverstärker ausgebildeten aktiven Vierpol enthält. Die Kontakte 1 - R sind auf eine Eingangskontaktstelle 1-4 und eine Ausgangskontaktstelle 5-8 aufgeteilt. Bei Verwendung eines n-p-n-Transistors 9 in Emitterschaltung wird die Verbindung von Kontakt 1 nach 8 als Minuspol und Masseleitung benutzt, an die der Emitter z,B, über eine Diode 10 als Verpolungsschutz angeschlossen ist. Die Leitung zwischen den Kontakten 4 und 5 ist mit dem Pluspol der Batterie und über den Widerstand 11 mit dem Kollektor des Transistors 9 verbunden. Der den Vierpol-Ausgang darstellende Kollektor liegt gleichzeitig am Ausgangskontakt 6 und der Eingang zur Basis an dem Kontakt 2. Der übliche BasisspannunRS-teiler ist in diesem Baustein nur mit dem Teilwiderstand 12, der an den positiven Batteriepol 4,5 führt, vertreten. Der nach Minus führende Teilwiderstand ist in dem vorzuschaltenden Baustein untergebracht. Eine unabhängige, frei verfügbare Leitung verbindet die Kontakte 3 und 7. Das Beispiel nach Fig, 2 zaigt, wie sich der Baustein nach Fig. 1 zusammen mit anderen in einer Schaltung als Tongenerator mit variabler Tonhöhe verwenden läßt» Die Schaltung wird von der Batterie A mit Strom versorgt. Der Transistorverstärker D (Fig. 1) arbeitet mit dem identischen Verstärker D¹ über die Verbindungsbausteine C und J sowie über den Baustein H mittels der darin enthaltenen Kondensatoren 13 und 14 als eelb3tschwingender Multivibrator. Das Tastverhältnis und die Wiederholfrequenz läßt

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sich mit dem Regelwiderstand 15 im Baustein B verändern. Der Ausgang des Verstärkers D" wird über^ und den Kondensator 16 im Lautsprecher-Baustein L an den Eingangskontakt 3 eines weiteren Verstärkers D" gebracht. Da die Minusleitung zum Emitter von D" über den Lautsprecher 18 des Bausteines L geschickt wird_t arbeitet der Verstärker D" in Kollektorschaltung und ist mit seinem niederohmigen Emitterausganq an die Impedanz des Lautsprechers 18 angepaßt. Dazu wird der in der Kollektorleitung liegende Widerstand über 6-7-2-1 kurzgeschlossen und der Arbeitspunkt des Verstärkers mit dem Spannungsteiler 12/17 eingestellt.

Die Kennzeichnung der Bausteine mit den im Beispiel benutzten Buchstaben gestattet es, das gesamte Schaltbild lediglich durch eine Buchstabenreihe eindeutig anzugeben;

Der Baustein C wird hier auch in umgepolter Lage J eingesetzt.

Der Baustein H enthält identische Kondensatoren 13 und m₍ daher ist er umpolbar, ohne daß sich am Verhalten der Schaltung etwas ändert.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 wird durch einfaches Auswechseln verschiedener Bausteine der Anordnung nach Fig. 2 eine Blinkschaltung hergestellt, Jeder Baustein F enthält eine der ab wechselnd blinkenden Signallampe, Beim Umpolen des Bausteines E ergibt sich ein anderes Tastverhältnis dor BlinkfoLge, da die in diesem Baustein enthaltenen Kondensatoren verschieden groß sind.

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Dae Beispiel eines gegen versehentlich falsche Polung unempfindlichen Systems ist in Fig. H dargestellt. Die Schaltung entspricht funktionsmäßig genau der nach Fig. 3. Beim Verpolen eines der Bausteine fließt jedoch entweder kein oder nur ein ungefährlich niedriger Strom.

Fig. 5 zeigt die Verwendung eines zusätzlichen Umlenk-Bausteines, in der Schaltung nach Fig. 2. Das SchaItsehema lautet dann:

ACDHB

C a 1 C C

Bei der Anwendung einer Farbkennzeichnung können ein- oder mehrfarbige Steine benutzt werden. Wenn das System mit umpolbaren Bausteinen arbeitet, ist es zweckmäßig, die Farbzeichen auch zur Kennzeichnung der Polung zu benutzen*

Die Schaltungen innerhalb der Bausteine können in konventioneller Verdrahtungstechnik, als gedruckte Schaltung in der Dickfilm- oder Dünnfilmtechnik oder auch in der Technik integrierter Schaltkreise gefertigt Werden. Das erfindungsgemäße Bausteinsystem ermöglicht in vorteilhafter Weise auch die kombinierte Anwendung aller genannten Fertigungstechniken.

7 Patentansprüche

3 Bl. Zeichnu ngen
mit 5 Figuren

9 0 9 8 8 A / Γ Γι ; k

Claims

Patentansprüche

Γΐ/ Elektronischer Spielzeugbaukasten mit nach einem vorgegebenen Kaster zusammenfügbaren Bausteinen, die elektrische Bauelemente und Kontaktvorrichtungen enthalten, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß zwei Tischen eines Einzelbausteines mindestens vier Kontaktstellen aufweisen, die mit durchgehenden Leitungen für die Stromversorgung sowie mit aktiven und/oder passiven Bauelementen derart beschaltet sind, daß jeder Baustein einen Vierpol darstellt und außerdem eine zusätzliche steuernde Funktion auf einen oder mehrere der in die Schaltung einbezogenen Bausteine ausüben kann.

2. Elektronischer Spielzeugbaukasten nach Anspruch 1 , dadurch, gekennzeichnet , daß die Kontaktstellen an zwei gegenüberliegenden, parallel zueinander stehenden Flächen des Bausteins angebracht sind.

3. Elektronischer Spielzeugbaukasten nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Bausteine vorgesehen sind, deren Kontaktstellen auf Flächen angebracht sind, die einen bestimmten Winkel (90°) zueinander bilden.

H, Elektronischer Spielzeugbaukasten nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Bausteine vorgesehen sind, deren Kontaktstellen passend zu den übrigen Bausteinen auf einer Fläche angebracht sind.

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5» Elektronischer Spielzeugbaukasten nach den Ansprüchen 1 bis ·+, dadurch gekennzeichnet} daß die Kontaktstellen für die Stromversorgung derart ausgebildet sind, daß keine falsche Polung möglich ist.

6. Elektronischer Spielzeugbaukasten nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Bausteinen an sich bekannte Schaltmittel vorgesehen sind, die bewirken, daß keine Beschädigung durch falsche Polun?» eintreten kann.

7. Elektronischer Spielzeugbaukasten nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Bausteine derart beschaltet sind, daß sie je nach der Eingruppierung und/oder Lage verschiedene elektrische Funktionen ausüben können.

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