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Diese Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Verwendung als Lernspielzeug. Das
Gerät kann Kindern helfen, logische Fähigkeiten zu entwickeln.[0001]
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Das Auftreten von Heimcomputern hat es mit sich gebracht, daß Kinder im Gebrauch
von Computern geschickt werden. Es besteht jedoch eine Neigung, daß die Computer einzig
zum Spielen von Computerspielen verwendet werden, und die meisten dieser
Computerspiele helfen einem Kind nicht, logische Fähigkeiten zu entwickeln.[0002]
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Darüber hinaus hat die Forschung mögliche Gefahren, die darin liegen, Kinder
Computern und ihren optischen Anzeigeeinheiten in einem zu frühen Alter und für zu lange
Zeit auszusetzen, beleuchtet. Schäden am Augenlicht können auftreten, weil die Augen der
Kinder sich noch entwickeln und die Kinder dazu neigen, auf die Bildschirme der optischen
Anzeigeeinheiten für lange Zeiträume zu starren. Diese Gefahren werden durch die
Tatsache vermehrt, daß die optischen Anzeigeeinheiten, die für die Kinder gekauft werden,
oft billig und von geringer Qualität sind.[0003]
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Zusätzlich zu den oben erwähnten Problemen gibt es ein weiteres Problem insoweit,
als Kinder auf Computerspiele süchtig werden können. Kinder, die derart süchtig werden,
können in sich zurückgezogen und ungesellig werden. Die Kinder können eine immer höhere
Nachfrage nach mehr Computerspielen entwickeln und setzen damit Eltern oft einer
fortdauernden Nachfrage aus, oft ohne sich klarzumachen, daß die Computerspiele teuer
sind.[0004]
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EP-A-0135633 zeigt einen Baustein-Block, der von kubischer Form ist und der ein
elektronisches Bauteil enthält. Die Erfindung beruht auf der Notwendigkeit, daß Schulen in
der Lage sind, Elektronik ohne die Notwendigkeit für schwieriges und möglicherweise
gefährliches Löten zu lehren. Um diese Notwendigkeit zu vermeiden, werden die
elektronischen Bauteile in die Blöcke getan, die dann miteinander verbunden werden
können.[0005]
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US-A-4969827 zeigt einen Baustein-Block für elektronische Schaltungen. Der
Baustein-Block hat Bereiche, um elektronische Schaltungen darauf anzubringen. Die
Erfindung ist aus der Notwendigkeit entstanden, Funktelephone zu individualisieren. Es wird
ein Verfahren des Zur-Verfügung-Stellens eines verbindenden Behälters mit einer
Anordnung von Stiften oder Fingern mit Kanten-Karten gezeigt. Das Ergebnis ist nicht
benutzerfreundlich.[0006]
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US-A-3594689 zeigt einen Baustein-Block für einen elektronischen Baukasten. Die
Erfindung ist aus der Notwendigkeit entstanden, die Einfachheit des Verbindens der Blöcke
miteinander zu erleichtern, um ein früheres Magnetanziehungsverfahren zum Verbinden von
Baustein-Blöcken miteinander zu ersetzen.[0007]
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Der Stand der Technik, wie er durch EP-A-0135633, US-A-4969827 und
US-A-3594689 vertreten wird, kann zusammengefaßt werden als daß er elektrische
Konstruktionsgeräte, die bestrebt sind, Baustein-Blöcke zu verbinden, die elektrische oder
elektronische Schaltungen enthalten, schafft. Jedoch sind die Baustein-Blöcke zu kompliziert
und sie neigen dazu, falsch miteinander verbunden zu werden. Es ist auch möglich,
gefährliche Kurzschlüsse zu erzeugen, wenn die Bediener ungeübt sind. Grund- oder
Befestigungsplatten werden oft benötigt, die das Erzeugnis nicht mehr tragbar sein lassen.[0008]
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Gerät zu schaffen, das als ein
Lernspielzeug verwendet werden kann und das nicht unter den oben genannten Problemen
leidet.[0009]
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Dementsprechend schafft die vorliegende Erfindung ein Gerät zur Verwendung als
ein Lernspielzeug, welches Gerät ein Mehrzahl von Blöcken aufweist, wobei die Blöcke
elektronische Blöcke sind, wobei jeder Block seine eigene elektronische Schaltung hat,
wodurch verschiedene Blöcke in der Lage sind, verschiedene elektronische Funktionen
auszuführen, wobei die Blöcke jeweils mindestens einen Eingang und/oder mindestens
einen Ausgang haben, was es erstens ermöglicht, daß die Blöcke körperlich miteinander
verbunden werden und was es zweitens ermöglicht, daß die Blöcke elektrisch miteinander
verbunden werden, wodurch die Blöcke in einer durch einen Benutzer gewählten Anordnung
zusammengebaut werden können, um mindestens ein Eingangssignal für einen
ausgewählten der Blöcke in mindestens ein Ausgangssignal für einen anderen ausgewählten
der Blöcke zu verwandeln, dadurch gekennzeichnet, daß jeder besagter Eingang und/oder
Ausgang mindestens drei Kontaktglieder aufweist, um zu ermöglichen, daß die Blöcke
elektrisch miteinander verbunden werden, wobei zwei der Kontaktglieder vorgesehen sind,
um Strom für die Schaltung zu liefern.[0010]
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Die Vorrichtung kann von Eltern und Lehrern verwendet werden, um Kindern zu
lösende Aufgaben zu stellen, wobei die Aufgaben erfordern, daß die Blöcke in einer
geforderten Anordnung zusammengebaut werden. Beim dermaßenen Zusammenbauen der
Blöcke lernen die Kinder logische Fähigkeiten. Die Baustein-Blöcke der vorliegenden
Erfindung sind leicht und sicher durch kleine Kinder zu benutzen.[0011]
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Das Gerät der Erfindung kann ein solches sein, bei dem die Blöcke derart sind, daß
sie nicht in einer Weise miteinander verbunden werden können, daß sie einen Kurzschluß
erzeugen.[0012]
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Die Kontaktglieder sind vorzugsweise Stifte, aber andere Arten von Kontaktgliedern
können verwendet werden, z. B. Streifen oder Drähte.[0013]
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Jeder Block kann mindestens eine Lichteinrichtung haben, die aufleuchtet, um
anzuzeigen, wenn das Ausgangssignal vorliegt. Die Lichteinrichtung ist bevorzugt eine
lichtemittierende Dioden-Lichteinrichtung, aber andere Arten von Lichteinrichtungen können
verwendet werden.[0014]
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Das Gerät kann ein solches sein, in dem es eine Mehrzahl von Baustein-Blöcken
gibt, und in dem mindestens einer der Baustein-Blöcke als eine Schnittstelle zu anderen
Einrichtungen wirkt, um solche Einrichtungen anzutreiben oder durch solche Einrichtungen
angetrieben zu werden.[0015]
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Die Baustein-Blöcke können jeder kennzeichnende Einrichtungen haben, um die
Funktion zu kennzeichnen, die durch den Baustein-Block ausgeführt wird. Die Kennzeichen-
Einrichtungen können optische Kennzeichen-Einrichtungen, so wie z. B. eine farbige
Kennzeichen-Einrichtung sein. Alternativ oder zusätzlich können die Kennzeichen-
Einrichtungen eine hörbare Kennzeichen-Einrichtung sein.[0016]
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Das Gerät wird bevorzugt durch eine Batterie gespeist. Zusätzlich oder als
Alternative kann das Gerät aus dem Leitungsnetz mittels eine Transformators gespeist
werden.[0017]
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Die Blöcke können die Funktionen von elektronischen UND-Gattern, ODER-Gattern,
Einweg-Verzögerungselementen und Signalumkehrern ausführen. Falls gewünscht, können
die Blöcke derart sein, daß sie das Signal nicht beeinflussen, wobei solche Blöcke als
Abstandsblöcke verwendet werden können.[0018]
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Die Blöcke können zur Verbindung in einer Linie gestaltet sein. Manche Blöcke
können in der Form von Eckblöcken sein. Wo die Eckblöcke quadratisch oder rechteckig
sind, können dann die Eckblöcke Eingänge an zwei aneinander angrenzenden Seiten
haben, und Ausgänge an zwei entgegengesetzten Seiten. Die Blöcke können auch in der
Form von Y-Blöcken mit einem Eingang und zwei Ausgängen sein. Ganz allgemein können
die Blöcke in jeglicher passenden und angemessenen Gestalt geformt sein.[0019]
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Das Gerät kann Zweiweg-Verzögerungsblöcke aufweisen.[0020]
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Das Gerät kann auch einen Datenzuordner-Block und/oder Schaltblöcke aufweisen.[0021]
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Die Blöcke können in der Form einer Figur, die für ein Kind anziehend ist, hergestellt
werden.[0022]
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Die Blöcke können auf eine große Vielfalt von Weisen miteinander verbunden
werden. Gleicherweise können die Blöcke miteinander verbunden werden, um eine große
Vielfalt von Funktionen auszuführen, z. B. einen Summer eine Anzahl von Malen ertönen zu
lassen.[0023]
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Wo es gewünscht ist, daß die Blöcke äußere Einrichtungen betätigen, können dann
diese äußeren Einrichtungen z. B. ein Spielzeugleuchtturm, ein Spielzeugaufzug oder ein
Spielzeugzug sein. Der Vorteil die zusammengesetzten Baustein-Blöcke als Schnittstelle zu
anderen Einrichtungen wirken zu lassen und mit anderen Einrichtungen zusammenarbeiten
zu lassen, ist, daß die Kinder dann ein positives greifbares Ergebnis aus der Art, in der die
Blöcke zusammengebaut werden, sehen können. Die Blöcke können Kindern helfen,
logische Denkmuster zu entwickeln um Probleme zu lösen und gewünschte Endergebnisse
zu erreichen. Das Gerät kann beträchtlich billiger als Heimcomputer hergestellt werden, und
das Gerät veranlaßt Kinder nicht, süchtig danach zu werden oder ihre Augen zu schädigen.[0024]
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Ausführungsformen der Erfindung werden jetzt nur als Beispiele und unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:[0025]
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Fig. 1 und 2 einen ersten Block zeigen;
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Fig. 3 und 4 einen zweiten Block zeigen;
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Fig. 5 und 6 einen dritten Block zeigen;
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Fig. 7 und 8 einen vierten Block zeigen;
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Fig. 9 und 10 einen fünften Block zeigen;
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Fig. 11 und 12 einen sechsten Block zeigen:
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Fig. 13 einen siebten Block zeigt:
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Fig. 14 einen achten Block zeigt;
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Fig. 15 einen neunten Block zeigt;
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Fig. 16 einen zehnten Block zeigt;
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Fig. 17 einen elften Block zeigt;
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Fig. 18 eine Mehrzahl der Blöcke, die miteinander verbunden sind, zeigt;
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Fig. 19 zeigt, wie zwei Blöcke miteinander verbunden werden; und
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Fig. 20 ein Schnitt durch die Verbindung der zwei in Fig. 19 gezeigten Blöcke ist.
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[0026] Bezugnehmend auf Fig. 1 und 2 ist dort ein elektronischer Block 2 mit zwei
Eingängen 4 und zwei Ausgängen 6 gezeigt. Der elektronische Block 2 ist eben quadratisch
geformt und hat rechteckige Seiten, wie gezeigt. Der Block 2 hat einen oberen Bereich 8 der
mit Kennzeichen-Einrichtungen in der Form eines Kreuzes 10 versehen ist. Das Kreuz 10
zeigt die Funktion an, die durch den Block 2 ausgeführt wird, und in diesem Falle zeigt das
Kreuz 10 an, daß der Block 2 eine elektrische Überkreuzung erlaubt. Somit ist der Block 2
nützlich als eine Eckeinheit, weil er die Eingänge 4 an zwei angrenzenden Seiten hat, und
die Ausgänge 6 an den anderen zwei angrenzenden Seiten.
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[0027] Der Block 2 ist mit einer lichtemittierenden Diode 12 versehen, die durch den oberen
Bereich 8 durchragt. Die lichtemittierende Diode 12 leuchtet auf, wenn eine richtige
elektrische Verbindung gemacht worden ist und ein Ausgangssignal vorliegt.
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[0028] In Figur s 3 bis 20 sind ähnlichen Teilen wie in Fig. 1 und 2 die gleichen Bezugszeichen
zum leichten Vergleich und Verstehen gegeben worden.
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[0029] In Figur s 3 und 4 ist der Block 2 derart, daß er einen Pfeil 14 an Stelle des Kreuzes 10
hat. Der Pfeil 14 zeigt an, daß der Block 2 so funktioniert, daß er eine gerade Verbindung
zwischen dem einzigen Eingang 4 und dem einzigen Ausgang 6 erlaubt.
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[0030] In Figur s 5 und 6 ist der Block 2 eben rechteckig. Der Block 2 hat zwei Eingänge 4 und
einen Ausgang 6. Der obere Bereich 8 hat ein Symbol 16, das ein logisches ODER-Gatter
anzeigt.
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[0031] Der Block 2 der in Figur s 7 und 8 gezeigt ist, ist in der Ebene rechteckig und hat einen
Eingang 4 und einen Ausgang 6. Der obere Bereich hat ein Symbol 18, das anzeigt, daß der
Block 2 als ein Umkehrer wirkt.
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[0032] In Figur s 9 und 10 ist der Block wie gezeigt geformt. Er hat einen Eingang 4 und zwei
Ausgänge 6. Das Symbol 20 zeigt die Richtung des Signals vom Eingang 4 zu einem oder
beiden der Ausgänge 6 an.
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[0033] In Figur s 11 und 12 hat der Block 2 einen Eingang 4 und einen Ausgang 6. Das
Symbol 22 zeigt an, daß der Block 2 eine Verzögerungsfunktion ausführt.
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[0034] Fig. 13 zeigt einen Zuordnerblock 2 in der dargestellten Form mit einem
Eingang 4, sieben Ausgängen 6, lichtemittierenden Dioden 12 und Symbolen 24. Die
Symbole 24 zeigen die Richtung der Verbindung um den Block 2 an. Der obere Bereich 8 ist
mit einem Muster 26 versehen, das für ein Kind anziehend sein soll.
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[0035] Fig. 14 zeigt einen Block 2 mit einem Eingang 4. Der obere Bereich 8 ist mit einer
Tongenerator-Einrichtung 28 versehen, von der ein hörbarer Ton abgegeben wird, wenn
eine richtige elektrische Verbindung hergestellt ist und ein Signal vorliegt.
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[0036] Fig. 15 zeigt einen Baustein-Block 2 mit einem Eingang 4 und einer
lichtemittierenden Diode 12, die sich durch den oberen Bereich 8 erstreckt. Die
lichtemittierende Diode 12 leuchtet auf, wenn eine richtige Verbindung hergestellt ist und
wenn ein Signal vorliegt.
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[0037] Fig. 16 zeigt einen Block 2. Der Block 2 hat einen Ausgang 6. Der obere Bereich 8
hat einen Knopf 30, der gedreht werden kann, um die Geschwindigkeit eines gepulsten.
Ausgangssignals, das innerhalb des Blockes 2 erzeugt wird, zu erhöhen oder zu verringern.
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[0038] Fig. 17 zeigt einen Block 2. Der Block 2 hat einen Ausgang 6. Der obere Bereich 8
hat eine Gestaltung 32 mit einem Rumpfteil 33 und einer Linse 35. Der Rumpfteil 33 kann
als ein Druckknopf wirken, so daß, wenn der Rumpfteil 33 niedergedrückt wird, dann ein
Ausgangssignal von Block 2 erzeugt wird. In einer alternativen Ausführungsform, wenn ein
Licht in die Linse 35 einfallen gelassen wird, wird wiederum ein Ausgangssignal erzeugt,
aber dieses Mal aufgrund des Lichtes, das auf ein lichtempfindliches Bauteil in Block 2 fällt.
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[0039] Fig. 18 zeigt das Gerät 34 zur Verwendung als ein Spielzeug und eine Mehrzahl der
Blöcke 2 aufweisend.
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[0040] Figur s 19 und 20 erläutern, wie zwei Blöcke 2 miteinander verbunden werden. Man
sieht, wie ein Ausgang 6 in einen Eingang 4 geschoben werden kann. Somit wird die
elektrische Verbindung durch Kontaktstreifen 36, die in Fig. 20 gezeigt sind, bewirkt. Die
,Kontaktstreifen 36 können alternativ Drähte oder Stifte sein. Innerhalb jeden Blockes 2
befindet sich eine gedruckte Schaltplatine 38, die geeignete Bauteile enthält.
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[0041] Es sollte verstanden werden, daß die Ausführungsformen der Erfindung wie oben
beschrieben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen nur als Beispiele gegeben
worden sind, und daß Abwandlungen ausgeführt werden können. So kann, zum Beispiel, die
Verbindung der Blöcke miteinander mittels geeigneter Kontakte in der Form von Stiften
anstatt von Kontaktstreifen bewirkt werden. Zusätzlich zu den Symbolen 10,
14, 16, 18, 20, 22 und 24 können die Blöcke mit einer Hintergrundfarbe und/oder einer
hörbaren Kennzeichnung versehen sein, um die Funktion der Blöcke zu kennzeichnen. Falls
gewünscht, können die Blöcke mit einer äußeren Form hergestellt werden, die die gleiche ist
wie die elektronische Schaltung, die im Block enthalten ist, siehe zum Beispiel Block 2 der
Fig. 7 mit dem Symbol 18, das die Umkehrfunktion anzeigt. Falls gewünscht kann ein
weiterer Block (nicht gezeigt) ein logisches UND-Gattersymbol und -Funktion liefern.
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[0042] Die Baustein-Blöcke können eine Vielzahl von elektronischen Komponenten
zusätzlich zu den lichtemittierenden Dioden 12 enthalten. Andere Arten von Licht als
lichtemittierende Dioden 12 können, falls gewünscht, verwendet werden. Die Blöcke können
angeordnet werden, um jegliche geeignete und passende elektronische Funktion zu
bewirken, einschließlich einer Folgefunktion und einer großen Vielzahl von Schaltfunktionen.
Das Gerät wird gewöhnlich durch eine Batterie gespeist werden, aber es kann auch über
Kabel mittels eines Transformators netzanschließbar sein, falls gewünscht.
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[0043] Falls gewünscht, können die Blöcke 2 über Schnittstellen mit anderen Einrichtungen
verbunden werden, entweder um solche Einrichtungen anzutreiben oder durch solche
Einrichtungen angetrieben zu werden. Somit können, zum Beispiel, die Blöcke 2
angeschlossen werden, um auf eine Folge von Eingangsimpulsen von einer äußeren Kraft
zu reagieren, diese Folge von Impulsen gemäß der Anordnung der Blöcke 2 zu verarbeiten
und das verarbeitete Signal zu benutzen, um eine äußere Einrichtung anzutreiben. Wo die
Blöcke eine hörbare Einrichtung haben, können dann Toneinheiten vorgesehen sein, die
einen Ausgang unterschiedlicher Tonhöhe oder ein unterschiedliches vorbestimmtes
Tonmuster liefern, was Kindern hilft, die Funktion und Wirkung des Blockes zu verstehen.
Gewöhnlich wird die Batteriestromquelle nur mit einem Block an irgendeinem Eingang
verbunden, unabhängig davon, wieviele Blöcke miteinander verbunden sind.
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[0044] Die Blöcke können angeordnet sein, um eine Schleife zu bilden. Die Blöcke können
angeordnet sein um zuerst eine Umkehrfunktion auf ein Eingangssignal auszuüben, und
dann eine Verzögerungsfunktion auf das Eingangssignal auszuüben, so daß die Blöcke
fortwährend und automatisch an und aus blinken.
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[0045] Die Blöcke sind Module, so daß Kinder Blöcke zum Gerät der Erfindung hinzufügen
oder davon abziehen können, und die Ergebnisse beobachten, ohne die Stromquelle
abzutrennen. Die Blöcke sind derart miteinander verbindbar, daß sie sicher getrennt werden
können, ohne zuerst die Stromquelle abzutrennen. Die Blöcke 2 können nicht falsch oder
auf den Kopf gestellt verbunden werden, daß sie einen Kurzschluß oder eine Fehlfunktion
bilden. Es wird durch die Kinder herausgefunden werden, daß gewisse Kombinationen von
Blöcken gewisse spezifische Funktionen haben. Diese Kombinationen können zum künftigen
Gebrauch aufbewahrt werden. Solch ein Ansatz spiegelt das Programmieren eines
Computers wieder und gibt eine Einführung zu den Ideen des Programmierens auf höherer
Ebene.
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[0046] Wo die Blöcke mit einem äußeren Ausgang verwendet werden sollen, können die
Blöcke angeordnet werden um z. B. einen Leuchtturm oder einen Aufzug zu betätigen. Der
Aufzug kann ein Aufbau aus Pappe oder Kunststoff mit einem Motor sein, der den Aufzug
automatisch antreibt, wobei der Aufzug durch eine Batterie in dem Aufzugaufbau mit Strom
versorgt wird. Es kann dann die Aufgabe eines Kindes sein, die Blöcke in einer solchen
Weise anzuordnen, daß sie den Aufzug steuern. Solch eine Übung lehrt die Verwendung der
Blöcke als Motorsteuerung. Wenn die Blöcke mit einem Leuchtturm vewendet werden, dann
können die Blöcke verwendet werden, um eine Birne, die in dem Leuchturm angeordnet ist,
zu steuern, um die Birne zu veranlassen, in einer vorbestimmten Abfolge aufzuleuchten, z. B.
drei mal in schneller Folge alle zehn Sekunden.
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[0047] Die Blöcke können verwendet werden, um einen Spielzeugzug auf einem Gleis zu
steuern. Blöcke mit einer Verzögerungfunktion und einer Umkehrfunkion können verwendet
werden, um die Richtung und den Strom des Zuges auf dem Gleis und damit verbundene
Signale zu steuern.
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[0048] Die Blöcke können derart verwendet werden, daß sie als Teil eines
Geschicklichkeitsspieles zusammengefügt werden müssen. Punkte können vergeben
werden für das Erzielen des Funktionieres innerhalb einer zunehmend komplexen logischen
Schaltung, welche Schaltung einen oder mehrere Blöcke zufälliger und sich ändernder
Funktionalität aufweisen können. Spieler können versuchen, die Pläne anderer Spieler zu
durchkreuzen, oder Spieler können mit anderen Spielern zusammenarbeiten um ein
vorbestimmtes Ergebnis zu erzielen.
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[0049] Das Gerät nach der Erfindung kann mit einer Reihe von Aufgaben, die von Kindern
gelöst werden sollen, versehen sein. Die Lösungen der Aufgaben können, falls gewünscht,
gegeben werden. Das Gerät kann als ein Grundbaukasten verkauft werden, zu dem weitere
Blöcke und/oder äußere Elemente wie der Leuchtturm oder der Aufzug hinzugefügt werden
können. Beispiele anderer äußerer Elemente, die mit dem Gerät der Erfindung verwendet
und/oder verkauft werden können, sind unter anderem Druckmatten, höhengleiche
Bahnübergänge, Verkehrsampeln, Motoren, Magnetspulen, Fotowiderstände,
Funkbausteine, Zähler, bimetallische Streifenfühler, infrarote lichtemittierende Dioden und
Empfänger, Mikrofone, Windfühler, Feuchtigkeitsfühler, elektronische Würfel, elektronische
Maßstäbe und photoelektrische Zellen.
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[0050] Das Gerät ist insoweit vorteilhaft, als es in der Lage ist, Kinder zu lehren, logische
Fähigkeiten in unterhaltsamer Weise zu entwickeln. Das Gerät kann jedoch zu geringen
Kosten, und zu Kosten, die viel geringer sind als die Kosten eines Heimcomputers,
hergestellt werden. Zusätzlich werden die Gefahren einer Sucht nach Computerspielen
vermieden.
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[0051] Wenn gewünscht können die Blöcke andere Formen als die gezeigten haben, und
sie können verschiedene Kombinationen von Eingängen und Ausgängen haben. Die Blöcke
können in allen geeigneten und gewünschten Größen hergestellt werden. Vorzugsweise
werden die Blöcke so hergestellt, daß sie leicht tragbar sind.