[实用新型]用于智能电子积木的物理量表达硬件模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及智能玩具技术领域，具体涉及用于智能电子积木的信号产生和调节硬件模块。

背景技术

前的很多电路类实验产品都是以一种独立形式存在的，无法与机械结构类的产品一起使用，其拼接、电路连接都存在各种限制，使用者难以根据自己的需求和想法自由拼接，难以调动青少年儿童对于搭建结构以及电路原理的认知。因此，可自由组合、根据用户想法自由拼接的智能、模块化积木来解决上述问题。而为了实现用户根据电路原理自由设计各种电路结构，实现积木系统的智能控制和物理量表达和显示，系统设计用于智能电子积木的物理量表达硬件模块，满足用户在进行积木拼接的过程中，感受电子控制电路带来的乐趣并学习相关知识，本实用新型的涉及的智能积木系统由多个智能积木模块(简称积木模块)构成。

实用新型内容

为了实现用户根据电路原理自由设计各种电路结构，实现积木系统的智能控制和物理量表达和显示，提出了用于智能电子积木的物理量表达硬件模块，通过接收来自上位智能积木模块的电压信号，在转换为数字信号之后，经过处理器的运算和变换，将处理得到的数字信号传递给驱动器，产生驱动电压信号，通过显示部件以某种物理量(例如声音、强度可变的LED灯、LED灯条等)进行表达显示；同时处理器产生的数字信号，经过数模转换器变换为电压信号，通过信号输出端向下位积木模块输出。用于智能电子积木的物理量表达的硬件模块，提供了驱动器和显示部件、电路板的封装部件，提供积木模块的安装结构，实现智能积木模块的标准安装结构，便于积木模块之间的自由拼接。

本实用新型的目的至少通过如下技术方案之一实现。

用于智能电子积木的物理量表达硬件模块，包括：输入端、输出端、模数转换器、处理器、数模转换器、驱动器、显示部件、电路板、上壳体和下壳体；

所述输入端包括高电平输入端、数据总线输入端、信号输入端和低电平输入端；所述输出端包括高电平输出端、数据总线输出端、信号输出端和低电平输出端；数据总线输入端和数据总线输出端所连接的数据总线，是整个智能积木系统的共同通讯总线；数据总线的数据由调节器调节控制；数据总线输入端与上位智能积木模块连接，获得上位智能积木传递的数据；数据总线输出端与下位智能积木模块连接，向下传递数据；数据总线与处理器连接，处理器通过数据总线与调节器双向通讯；调节器通过数据总线对处理器的运算规则进行设置；模数转换器实时接收来自信号输入端的电压信号，将其转换为数字信号，数字信号传递给处理器；处理器根据调节器对处理器运算规则的设定，对数字信号进行运算得到运算结果，运算结果信号传送给驱动器，驱动器将数字信号转换为驱动电压信号，电压信号驱动显示部件，得到物理量显示；处理器还将运算结果的数字信号传送给数模转换器，将数字信号变换为电压信号，从信号输出端输出给下位积木模块；高电平输入端和高电平输出端及它们之间的连线构成了高电平供电线路；低电平输入端和低电平输出端及它们之间的连线构成了低电平供电线路；高电平和低电平供电线路形成了电压差回路，为模数转换器、处理器、数模转换器、驱动器、显示部件提供电力；

所述处理器、模数转换器、数模转换器、驱动器和显示部件封装在电路板上；输入端和输出端与电路板连通；电路板连接固定并封装在下壳体和上壳体中间，仅有输入端和输出端总共8个接头露出在壳体外部，用于与其他积木模块连接；

下壳体在靠近输出端接头的部位设置了接头凸台，在靠近输入端接头的部位设置了接头凹槽；一个积木模块的接头凸台能与另一个积木模块的接头凹槽组装配合；下壳体在底面设置了安装凹槽；上壳体在顶面设置了安装凸台；一个积木模块的安装凸台能与另一个积木模块的安装凹槽组装配合。

进一步地，所述调节器自身包括处理器、LCD显示屏、按键输入、通讯接口和供电接口；调节器的通讯接口包括数据总线输出端和信号输出端，这两个接口能将调节器的处理器的输出信号传递到智能积木中的数据总线和信号线；调节器的供电接口包括了低电平输入端和高电平输入端，这两个输入端分别与智能积木系统的低电平导线和高电平导线连通，获得供电模块的供电；用户通过调节器设有的按键作为信息输入端，通过调节器进行信息的编码，并通过通讯接口输出以及对智能积木模块进行设定；调节器的LCD显示屏是调节器的显示端。

进一步地，智能电子积木模块所设置的显示部件为蜂鸣器、高亮LED灯、彩色LED灯、LED灯条中的一种以上。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优点和技术效果：