开发板和学习教具的制作方法

本发明涉及教具技术领域，特别涉及一种开发板和学习教具。

背景技术：

随着人工智能的发展，人工智能在教育，特别是在中小学教育中，变得越来越重要，中小学生通过编程软件结合硬件来学习，效率好且高。

现有的感应式触摸按键在电路板中经常被用到，但都需单独设计，需要占用pcb板的一定面积，对于小面积的pcb板，单独设计一个触摸按键导致电路板尺寸变大，不利于产品的小型化设计。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提供一种开发板，旨在提高开发板的功能多样性以及简化开发板的结构。

为实现上述目的，本发明提出的一种开发板包括电路板及设置在电路板上的主控芯片、usb接口、显示模块、蓄电池、电源开关和金手指模块；

所述电路板包括相对设置的第一侧面和第二侧面，所述金手指模块包括多个触控金手指和多个输入输出金手指；

多个所述触控金手指设置在所述第一侧面上，多个所述输入输出金手指设置在所述第二侧面上，每一所述触控金手指包括导电触片和设置在所述导电触片上的电容传感器；

所述主控芯片通过所述输入输出金手指以及所述导电触片与外部设备通信，或者经所述电容传感器接收用户触控指令，并输出图像控制信号至所述显示模块进行图像显示；

所述蓄电池，用于为所述主控芯片提供直流电源；

所述usb接口，用于接收外部设备的程序包或者查询信号，以使所述主控芯片运行相应程序或者进行信息查询；

所述电源开关，用于控制所述主控芯片工作或者停止工作。

优选地，所述第二侧面上还设置有多个用于接地的接地金手指和用于接入直流电源的电源金手指，所述接地金手指和所述电源金手指均与所述多个输入输出金手指并排设置。优选地，所述显示模块为led点阵或者led显示屏。

优选地，所述电路板上还设置有与所述主控芯片连接的多个控制按键，所述主控芯片还用于根据多个所述控制按键的按键信号控制所述显示模块显示对应的图像。

优选地，所述电路板上还设置有用于获取所述开发板位移状态的三轴加速度传感器，所述三轴加速度传感器与所述主控芯片连接。

优选地，所述电路板上还设置有用于采集环境温湿度、气压的气象传感器和用于采集环境光线强度的光线传感器，所述气象传感器和所述光线传感器与所述主控芯片分别连接。

优选地，所述电路板上还设置有用于采集外界音频信号的麦克风，所述麦克风与所述主控芯片连接。

优选地，所述电路板上还设置有用于接入物联网的无线通讯电路，所述无线通讯电路的信号端与所述主控芯片连接。

优选地，所述电路板上还设置有用于提示所述开关板工作状态的蜂鸣器。

本发明还提出一种学习教具，包括如上所述的开发板。

本发明技术方案通过将主控芯片、usb接口、显示模块、蓄电池、电源开关和金手指模块设置在电路板上，电路板包括相对设置的第一侧面和第二侧面，金手指模块包括多个触控金手指和多个输入输出金手指，多个触控金手指设置在第一侧面上，多个输入输出金手指设置在第二侧面上，每一触控金手指包括导电触片和设置在导电触片上的电容传感器，主控芯片通过输入输出金手指以及导电触片与外部设备通信，或者经电容传感器接收用户触控指令，并输出图像控制信号至显示模块进行图像显示，以及可通过usb接口接收外部设备的程序包或者查询信号进行信号查询或者程序运行。本发明开发板的金手指模块在实现信号通讯的同时接收触控指令，从而提高了开发板的功能多样性以及简化了开发板的结构。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明开发板一实施例的功能模块示意图；

图2为本发明开发板一实施例中金手指模块的结构示意图；

图3为本发明开发板另一实施例中金手指模块的结构示意图；

图4为本发明开发板又一实施例中的功能模块示意图；

图5为本发明开发板一实施例中第一侧面结构示意图；

图6为本发明开发板一实施例中第二侧面结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为：包括三个并列的方案，以“a/b”为例，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案，另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种开发板。

如图1至图6所示，图1为本发明开发板一实施例的功能模块示意图，图2为本发明开发板一实施例中金手指模块的结构示意图，图3为本发明开发板另一实施例中金手指模块的结构示意图，图4为本发明开发板又一实施例中的功能模块示意图，图5为本发明开发板一实施例中第一侧面结构示意图，图6为本发明开发板一实施例中第二侧面结构示意图。

开发板包括电路板设置在电路板上的主控芯片10、usb接口40、显示模块60、蓄电池20、电源开关50和金手指模块30；

所述电路板包括相对设置的第一侧面和第二侧面，所述金手指模块30包括多个触控金手指30a和多个输入输出金手指30b；

多个所述触控金手指30a设置在所述第一侧面上，多个所述输入输出金手指30b设置在所述第二侧面上，每一所述触控金手指30a包括导电触片(图未示出)和设置在所述导电触片上的电容传感器(图未示出)；

所述主控芯片10通过所述输入输出金手指30b以及所述导电触片与外部设备通信，或者经所述电容传感器接收用户触控指令，并输出图像控制信号至所述显示模块60进行图像显示；

所述蓄电池20，用于为所述主控芯片10提供直流电源vcc；

所述usb接口40，用于接收外部设备的程序包或者查询信号，以使所述主控芯片10运行相应程序或者进行信息查询；

所述电源开关50电源开关50，用于控制所述主控芯片10工作或者停止工作。

本实施例中，开发板适用于学习教具方面，主控芯片10可通过usb接口40下载预设程序，例如labplus程序，用户可利用开发板学习编程以及控制显示模块60的图像变化。

开发板可采用内部蓄电池20供电，例如锂电池，还可通过金手指模块30接入直流电源vcc，以拓宽开发板的使用环境。

需要说明的是，金手指模块30包括多个触控金手指30a和多个输入输出金手指30b，分别相对设置在电路板的两个端面，且设置在同一侧，输入输出金手指30b和触控金手指30a分别与主控芯片10连接，金手指模块30可插接在信号端口上与外部设备连接进而与主控芯片10实现信号交互，金手指模块30还可接收用户触控指令实现对显示模块60的图像控制，例如上下左右等，用户点击或者触摸设置在导电触片上的电容式传感器，不同电容式传感器根据电容变化输出不同反馈信号至主控芯片10，进而控制显示模块60进行图像的显示或者图像控制，从而增强开发板的趣味性。

本发明技术方案通过将主控芯片10、usb接口40、显示模块60、蓄电池20、电源开关50和金手指模块30设置在电路板上，电路板包括相对设置的第一侧面和第二侧面，金手指模块30包括多个触控金手指30a和多个输入输出金手指30b，多个触控金手指30a设置在第一侧面上，多个输入输出金手指30b设置在第二侧面上，每一触控金手指30a包括导电触片和设置在导电触片上的电容传感器，主控芯片10通过输入输出金手指30b以及导电触片与外部设备通信，或者经电容传感器接收用户触控指令，并输出图像控制信号至显示模块60进行图像显示，以及可通过usb接口40接收外部设备的程序包或者查询信号进行信号查询或者程序运行。本发明开发板的金手指模块30在实现信号通讯的同时接收触控指令，从而提高了开发板的功能多样性以及简化了开发板的结构。

进一步地，所述第二侧面上还设置有多个用于接地的接地金手指和用于接入直流电源的电源金手指，所述接地金手指和所述电源金手指均与所述多个输入输出金手指并排设置。

本实施例中，触控金手指30a和输入输出金手指30b分别相对设置在电路板的两侧，且与主控芯片10的信号端分别连接，在第二侧面上还设置有接地金手指和电源金手指，电源金手指与直流电源vcc连接，直流电源vcc提供开发板供电电源，并且接地金手指和电源金手指与输入输出金手指并排设置，且排列位置可变，可根据具体情况设置位置，在此不做具体限制。

可选地，所述显示模块60为led点阵或者led显示屏。

本实施例中，显示模块60可设计为5*5led点阵或者led显示屏，led点阵可根据预设程序进行图像显示，例如贪食蛇、跳动的音频等，led显示屏相比与led点阵显示更加直观，还可采用rgb点阵表示，增强图像多样性，可根据需求进行设置，在此不做具体限制。

可选地，所述电路板上还设置有与所述主控芯片10连接的多个控制按键70，所述主控芯片10还用于根据多个所述控制按键70的按键信号控制所述显示模块60显示对应的图像。

本实施例中，多个控制按键70可实现对显示模块60的间接控制，例如上下左右等，用户除了通过触控金手指30a进行图像的控制外，还可通过控制按键70进行显示模块60的图像控制，进而提高开发板的多样性。

可选地，所述电路板上还设置有用于获取所述开发板位移状态的三轴加速度传感器80，所述三轴加速度传感器80与所述主控芯片10连接。

三轴加速度传感器80可分为压电式、电容式及热感应式三种，可感知开发板的运动以及位移方向，可作用开发板的保护，例如当开发板跌落发生时，三轴加速度传感器80系统会检测到加速的突然变化，并反馈至主控芯片10执行相应的自我保护操作，如关闭抗震性能差的电子或机械器件，从而避免其受损，主控芯片10也可以使用加速的突然变化来控制显示模块60内容，如实现计步器。

可选地，所述电路板上还设置有用于采集环境温湿度、气压的气象传感器90和用于采集环境光线强度的光线传感器100，所述气象传感器90和所述光线传感器100与所述主控芯片分别连接。

需要说明的是，开发板还可设置多种传感器，从而采集外界温湿度、气压以及光线强度，提高开发板的功能多样性，用户可通过显示模块60确认当前环境状态。

可选地，所述电路板上还设置有用于采集外界音频信号的麦克风110，所述麦克风110与所述主控芯片10连接。

麦克风110可用于采集外界音频信号，并输出音频反馈信号至主控芯片10，主控芯片10可对应输出控制信号至显示模块60进行图像控制，例如控制显示模块60根据音频信号进行图像跳动等，进而提高开发板的趣味性以及多样性。

可选地，所述电路板上还设置有用于接入物联网的无线通讯电路120，所述无线通讯电路120的信号端与所述主控芯片10连接。

开发板通过无线通讯电路130可实现蓝牙或者wifi连接，进而实现组网，并与上位机进行连接，开发板与开发板之间可进行信号交互，从而提高开发板的功能多样性。

可选地，所述电路板上还设置有用于提示所述开关板工作状态的蜂鸣器(图未示出)。

蜂鸣器可以发出蜂鸣声提示开发板的工作状态，在开发板工作异常时发出蜂鸣声，在开发板正常工作时保持静音。

本发明还提出一种学习教具，该学习教具包括开发板，该开发板的具体结构参照上述实施例，由于本学习教具采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。