[发明专利]一种沉浸式学习与虚实交互的PCB软件平台及应用方法

说明书

一种沉浸式学习与虚实交互的PCB软件平台，包括PCB板刻录加工设备、模型PCB电路板，还具有布线安装单元、布线提示单元、布线模板单元、布线验证单元、部件库单元、数据采集单元、控制单元、加工单元、积分单元、推送单元、交互单元；PCB板刻录加工设备包括安装在一起的电动打孔机、电动划线机、电动直线滑台、电动升降平台、固定机构，一种沉浸式学习与虚实交互的PCB软件平台的应用方法包括六个步骤。本发明学生能根据老师的教学要求采用布线模板单元内的相应模板、或者自己的电路设计方案在屏幕上虚拟将不同的元器件做组合进行电路组合实训，且相关单元能给出实训结果提示，还能根据需要得到虚拟电路板的的实物，学生能学习到更好的电路知识。

技术领域

本发明涉及教学技术领域，特别是一种沉浸式学习与虚实交互的PCB软件平台及应用方法。

背景技术

在大中专院校或者其他教学领域、对于电路板布线教学中，一般方式是通过学生根据教学老师的要求，或者自己设计将各种电子部件(比如说电阻、电容、电感、集成电路、三极管、二极管、电阻、电容、开关、灯、扬声器、蜂鸣器、连接器、电源、马达、电机、连接线等)在PCB板上进行不同的连接，实现不同的电路设计教学目的。

上述方式存在以下缺点。其一：由于需要学生人为逐一将各种不同电子部件插入PCB板(印制电路板)上相应位置、并焊接，因此速度相对慢，学习效率也相对不高。其二：学生在对各种电子部件插接组合中，无法得到提示，也就是说当学生将多种电子部件组合过程中，无法得到插接电子部件是否正确的提示，这样，后续组合完毕焊接后的电路板整体、存在无法实现相应功能以及因为短路等因素影响损坏的几率。其三：为了实现学生能学习更多功能电路组合的目的，需要配备数量更多的PCB(每种PCB电路板的电路插接件工位以及印制线路的分布不同，不同部件组合后相应电路板实现相应的电气功能)，这样会增加教学的成本，且由于PCB板的数量不可能无限制，所以对于电路板的设计教学存在局限性，学生无法学习到更多的电路知识。

发明内容

为了克服现有电路板设计教学等中，由于技术所限存在如背景所述弊端，本发明提供了在相关机构及单元模块共同作用下，学生能通过PC机的显示界面，根据老师的教学要求或者自己的设计方案在屏幕上虚拟将不同的元器件做组合，屏幕能实时生成对应的电路板布线，系统内的仿真及验证单元能逐一给出当前组合的多种电子元器件之间的信号流程及功能，并及时对当前的电子部件组合进行验证、学生根据错误提示进行修改，学生能得到更好的电路板元件布线及电气原理教学效果，设计完成后，可通过PCB板刻录加工机按照设计的电路板图样对电路板进行刻线及打孔操作，进而能得到具有相应布线及元器件固定工位的实物电路板，学生端能后续根据设计的图样在实物电路板上进行相应的部件安装，且生产厂家能根据需要一键式订购相应PCB板，给厂家带来了便利、并给设计端带来了经济效益，同时也对老师进行无师化教学，解决科技老师缺乏、师资难问题，减轻教学老师压力，更好进行教学过程管控起到了有利技术支持的一种沉浸式学习与虚实交互的PCB软件平台及应用方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：