[发明专利]一种集成多款传感器的Arduino教学开发板

说明书

本发明公开了一种集成多款传感器的Arduino教学开发板，其中，板载传感器模块包括：七星型或W型布置的LED组合、及多款传感器，用于完成数字输入、数字输出、模拟输入和模拟输出实验；内外部供电切换模块用于判断当前供电模式，自动实现供电切换功能；内外部信号切换模块用于根据实验场景选择内部传感器信号或外部传感器信号；Arduino核心模块，包括：相互连接的ATMEGA328P‑AU芯片和复位电路；ATMEGA328P‑AU芯片分别与其他各个模块连接。该开发板具有高度集成性，操作简单、易于上手，接口方便，扩展性高；有助于使学生掌握数字输入、模拟输入、数字输出、PMW输出、IIC通信的实际应用。

技术领域

本发明涉及Arduino教学开发板技术领域，特别涉及一种集成多款传感器的Arduino教学开发板。

背景技术

Arduino在中小学编程教育中越来越普及，但是实践中发现，传统的拼插方式存在很多问题，一方面小学生动手能力差，拼插过程浪费宝贵的时间，可能会因为连线错误造成影响实验效果，甚至烧坏元件；

市面上现有的集成开发板使用，并非针对中小学生群体开发，使用的很多传感器，例如加速度传感器、气压传感器等，使用过程较为复杂，且成本较高，多为国外开发，不适合国内中小学基础教育大规模普及。

因此需要研发一种针对中小学基础教育大规模普及、容易使用和操作的开发板，以克服现有技术中Arduino拼插过程复杂和繁琐的问题。

发明内容

针对基于现有技术中Arduino拼插过程复杂和繁琐的问题，本发明提出了一种集成多款传感器的Arduino教学开发板。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明提供一种集成多款传感器的Arduino教学开发板，包括基板；所述基板上集成有板载传感器模块、内外部供电切换模块、内外部信号切换模块、Arduino核心模块和USB串口通信模块；

其中，所述板载传感器模块，包括：七星型或W型布置的LED组合、及多款传感器，用于完成数字输入、数字输出、模拟输入和模拟输出实验；

所述内外部供电切换模块，用于判断当前供电模式，自动实现供电切换功能；

所述内外部信号切换模块，用于根据实验场景选择所述板载传感器模块的信号或外部传感器信号；

所述Arduino核心模块，包括：相互连接的ATMEGA328P-AU芯片和复位电路；

所述USB串口通信模块为CH340C或者CP2102型号芯片；

所述ATMEGA328P-AU芯片分别与所述板载传感器模块、内外部供电切换模块、内外部信号切换模块和USB串口通信模块连接。

进一步地，所述基板上还包括：连接器；所述连接器采用40Pin插座；

在所述40Pin插座引脚中，SV-开头引脚为电源信号引脚，控制P沟道MOS管的G极，同时在板内默认下拉至低电平；如果当外部扩展电路需要关闭时，通过高电平关闭所述板载传感器模块。

进一步地，所述板载传感器模块包括七星型布置的LED组合时，该LED组合由7个RGBLED按照北斗七星形状布置，采用5个PWM输出引脚和5个数字输出引脚，用于实现每一个对每一颗星的点亮、熄灭、颜色、亮度进行独立控制；所述板载传感器模块，还包括：

3个PWM引脚：通过三个N沟道MOS管，分别控制7个RGBLED的阴极；

1个无源蜂鸣器：占用一个PWM输出引脚，实现音频输出；

2个光线传感器：占用2个模拟输入引脚，对开发板两侧的光线变化进行监测，通过光线变化，判断外部光照、运动情况；