一种基于树莓派的实验展板装置的制作方法

本发明涉及实验展板装置，尤其涉及一种基于树莓派的实验展板装置。

背景技术

目前对于实验装置的设计基本上采用的都是黑箱设计，即将需要实验的各种器件固定放置在不透明的箱子中，而且每种实验装置的各种器件是固定的方式，对于实验的展示效果不直观，互动效果也不佳，降低了实验的趣味性并且创意性不够好，不能够应用于各种灵活的实验需求。尤其在现如今物联网的快速发展中，传统的实验器材已经不能满足物联网实验设计的需求，不能有机的将实验与在线编程结合起来。

树莓派（英文名为“raspberrypi”）是为学习计算机编程教育而设计的，只有信用卡大小的微型电脑，其系统基于linux，且树莓派具备所有pc的基本功能，并配备了蓝牙、wifi、100m以太网、usb接口等模块。

有鉴于此，设计出一种基于树莓派的实验展板装置显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种基于树莓派的实验展板装置，该装置通过将微控制器、可触摸液晶显示屏、各种传感器等组件有机的组合在透明亚克力板之上，便于观察整个实验装置的运行方式与效果。

为了达到上述发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于树莓派的实验展板装置，包括透明亚克力板、微控制器、可触摸液晶显示屏、液晶显示屏驱动板、面包板与传感器构成，所述微控制器、可触摸液晶显示屏、液晶显示屏驱动板、面包板与传感器均安装于透明亚克力板之上，所述微控制器采用的是系统基于linux编程的树莓派（英文名为“raspberrypi”）微型电脑模块。

优选地，在透明亚克力板中间固定有可触摸液晶显示屏，所述可触摸液晶显示屏的上方、左侧、右侧各安装有一块面包板，且面包板与面包板之间通过排线1相连，且右侧的面包板上面安装有一块t型扩展板；所述可触摸液晶显示屏的下方布置有一块液晶显示屏驱动板，且可触摸液晶显示屏与液晶显示屏驱动板通过排线2连接。

优选地，所述液晶显示屏驱动板通过排线4分别于红外接收模块、按键模块连接；通过dc电源给液晶显示屏驱动板供电。

优选地，所述微控制器固定于右侧的面包板下方，微控制器通过安装在gpio扩展口上的排线3与t型扩展板连接，微控制器右侧安装有usb接口组和网卡模块，并通过直流电源给微控制器供电；所述微控制器与液晶显示屏驱动板通过hdmi线连接。

优选地，所述上方的面包板右侧依次固定有灯1、二路继电器，左侧依次固定有灯2、四路继电器、摄像头模块；所述灯1、二路继电器、灯2、四路继电器、摄像头模块均通过排线4与上方的面包板连接。

优选地，所述上方的面包板插有红外接收模块、有源蜂鸣器模块、光敏电阻模块、温湿度模块、mq-2烟雾传感器模块、声音检测模块；所述左侧的面包板插有ad转换模块、人体红外感应模块、超声波测距模块、倾斜开关、rgb三色灯、bt05蓝牙模块、火焰传感器模块、nb-iot物联网模块。

优选地，所述排线1、hdmi线通过卡扣固定于透明亚克力板上。

采用了上述技术方案后，本发明取得了诸多有益效果，例如：

（1）本发明通过使用透明亚克力板作为载体，可以使观察者从各个方面了解实验装置的运行方式与效果。

（2）本发明采用了可触摸液晶显示屏，配合液晶显示屏驱动板将微控制器的实时处理信息以及各传感器的状态信息反映在可触摸液晶显示屏中，便于观察者查看微控制器与各传感器的运行状态。

（3）本发明采用的微控制器采用系统基于linux编程的树莓派（英文名为“raspberrypi”）微型电脑模块，此微型电脑模块拥有蓝牙、wifi功能，可以通过该蓝牙、wifi网络与其他设备相连接。

（4）本发明装置的布局是灵活配置的，可以根据不同的实验环境做出相应的布局调整。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的完整装置示意图。

图中：10-排线1，11-排线2，12-排线3，13-排线4，14-dc电源，15-直流电源，16-hdmi线，17-卡扣，100-透明亚克力板，200-可触摸液晶显示屏，201-微控制器，202-网卡模块，203-usb接口组，204-gpio扩展口，220-液晶显示屏驱动板，221-红外接收模块，222-按键模块连接，230-面包板，231-t型扩展板，232灯1，233-灯2，234-二路继电器，235-四路继电器，236-摄像头模块，237-有红外接收模块，238-有源蜂鸣器模块，239-光敏电阻模块，240-温湿度模块，241-mq-2烟雾传感器模块，242-声音检测模块，243-ad转换模块，244-人体红外感应模块，245-超声波测距模块，246-倾斜开关，247-rgb三色灯，248-bt05蓝牙模块，249火焰传感器模块，250-nb-iot物联网模块。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明做进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合总而达到更好的技术效果。

实施例1：

本发明揭示了一种基于树莓派的实验展板装置，如图1所示，是较为优化的实施方案，装置由透明亚克力板、微控制器、可触摸液晶显示屏、液晶显示屏驱动板、面包板与传感器构成。该微控制器、可触摸液晶显示屏、液晶显示屏驱动板、面包板与传感器均安装于透明亚克力板之上。

在透明亚克力板中间固定有可触摸液晶显示屏，该可触摸液晶显示屏的上方、左侧、右侧各安装有一块面包板，且面包板与面包板之间通过排线1相连，且右侧的面包板上面安装有一块t型扩展板；该可触摸液晶显示屏的下方布置有一块液晶显示屏驱动板，且可触摸液晶显示屏与液晶显示屏驱动板通过排线2连接。

该液晶显示屏驱动板通过排线4分别于红外接收模块、按键模块连接；通过dc电源给液晶显示屏驱动板供电。

该微控制器固定于右侧的面包板下方，微控制器通过安装在gpio扩展口上的排线3与t型扩展板连接，微控制器右侧安装有usb接口组和网卡模块，并通过直流电源给微控制器供电；该微控制器与液晶显示屏驱动板通过hdmi线连接。

该上方的面包板右侧依次固定有灯1、二路继电器，左侧依次固定有灯2、四路继电器、摄像头模块；该灯1、二路继电器、灯2、四路继电器、摄像头模块均通过排线4与上方的面包板连接。

该上方的面包板插有红外接收模块、有源蜂鸣器模块、光敏电阻模块、温湿度模块、mq-2烟雾传感器模块、声音检测模块；该左侧的面包板插有ad转换模块、人体红外感应模块、超声波测距模块、倾斜开关、rgb三色灯、bt05蓝牙模块、火焰传感器模块、nb-iot物联网模块。

排线1、hdmi线通过卡扣固定于透明亚克力板上。

本发明的所有传感器均采用直接插在面包板上或者固定在透明亚克力板上的方式安装，已达到实验器件的最大化的灵活安装功能；采用可触摸液晶显示屏方面实验者直接对数据进行编程与操作。

实施例2：

本发明在实施例1的基础上，该摄像头模块可用于图像的抓取，进行拍照与录像等操作，也可以使用该摄像头模块进行深度学习，为人工智能机器学习研究提供实验基础。

实施例3：

本发明在实施例1的基础上，采用的微控制器采用系统基于linux编程的树莓派（英文名为“raspberrypi”）微型电脑模块，此微型电脑模块拥有蓝牙、wifi功能，可以通过该蓝牙、wifi网络与其他设备相连接，并通过对此微型电脑模块进行编程，可以达到及时对程序进行编程的目的。

本发明虽然已经给出了一些实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。