基于Microduino控制器的教学实验箱的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及一教学实验箱，特别涉及一基于Microduino控制器的教学实验箱
【背景技术】
[0002]目前，我国教学实验箱主要有:物联网实验箱、通信实验箱、嵌入式实验箱等几大类。在这些教学实验箱的类型中，可以根据教学目的的需要，例如偏重于硬件设计还是偏重与软件开发等，来选择不同类型的教学实验箱。在教学过程中，教学实验箱的首要目的要保证教学课程的常规实行，这样学生可以在教室的指导下学会教学计划中应该掌握的知识以及达到将理论知识付诸实践的目的。但是，除了基本的教学质量的需求以外，学生通过教学实验箱要激发自己的兴趣和提高实践能力。因此在教学内容相同的情况下，不同类型的教学实验箱给学生的学习体验是不同的。在这些体验中，可以激发兴趣和操作简单的教学实验箱是教学过程中所青睐的。
[0003]但是，在教学实验设备的各个关键部位来说，控制器是很核心的部位。控制器的不同类型会决定了整个教学实验质量的好坏。甚至会影响学生对教学的体验。目前基于传统控制器的教学实验设备存在一些缺点。例如集成化和模块化程度不高，实验模块零散导致的实际实验操作起来较为繁琐等等原因，造成实验操作前的准备工作和实验完毕后的整理工作占用了较多实验时间，这样不仅影响了教室和工作人员的工作效率，更重要的是繁琐的的实验步骤会导致学生对教学实验的兴趣的下降。这都不利于学生能够的自学能力以及学生创意的实现。另外，一些传统的教学实验箱所基于的传统控制器涉及的计算机语言较为复杂，在学生在使用传统实验箱之前还要熟练掌握相关的控制语言，造成学习成本的提高。从而影响了整个教学课程的常规实行，不利于高效、互动式教学。
[0004]为了解决上述问题，市场上出现了一基于开放原始码的软硬件平台基础上的教学实验箱。其中以基于Ardu1n控制器的教学实验设备居多。Arduino是一个基于开放原始码的软硬件平台，构建于开放原始码simple I/O介面版，并且具有使用类似Java，C语言的Processing/Wiring开发环境。Arduino IDE可以在Windows、Macintosh OSX、Linux三大主流操作系统上运行。Arduino语言基于wiring语言开发，是对AVRGCC库的二次封装，不需要太多的单片机基础、编程基础，简单学习后，也可以快速的进行开发。由于Arduino具有相对简单的开发方式，使得开发者更关注创意与实现，更快的完成自己的项目开发，大大节约了学习的成本，缩短了开发的周期。因为Arduino的种种优势，越来越多的专业硬件开发者已经或开始使用Arduino来开发他们的项目、产品，与此同时更多的软件开发者使用Arduino进入硬件、物联网等开发领域;在大学各高校也纷纷开展了 Arduino相关课程和实验。
[0005]但是，上述教学实验箱也没有能够很好地解决前述问题，只是达到了一定程度的改善。而且往往结构复杂，核心和USB芯片集合的方式也不利于开发者开发成本的降低。此夕卜，基于Ardu1n的教学实验设备在体积上较大，功能上有自身限制，没有广泛的应用性。因此，在本实用新型中如何基于新型控制器的教学设备来解决前述问题以及解决在本实用新型中随之出现的各种问题，成为本实用新型要致力解决的问题
【发明内容】
[0006]本实用新型的一个目的在于提供一基于Microduino控制器的教学实验箱，其中所述教学实验箱可以使学生在烧录现有的学习软件后，即可以实验教学方式带动学生深入自学和拓展实践的目的，激发学生对电子产品的制作兴趣，使得学生在实验中逐步提高Microduino编程开发能力和硬件认知水平。
[0007]本实用新型的一个目的在于提供一基于Microduino控制器的教学实验箱，其中所述教学实验箱可以使得开发者更关注创意与实现，更快的完成自己的项目开发，大大节约了学习的成本，缩短了开发的周期。
[0008]本实用新型的一个目的在于提供一基于Microduino控制器的教学实验箱，其中所述教学实验箱结构简单，体积较小，可以降低开发者的开发成本。
[0009]本实用新型的一个目的在于提供一基于Microduino控制器的教学实验箱，其中所述教学实验箱可以为用户提供一个从功能和体积上都符合要求的开发平台。
[0010]本实用新型的一个目的在于提供一基于Microduino控制器的教学实验箱，其中所述教学实验箱是面向用户使用的集成物联网的感知控制层、网络协议层、应用层和云端服务层一体化的多功能教学实验箱。
[0011 ]为了达到上述目的，本实用新型提供一基于Microduino控制器的教学实验箱，其包括:
[0012]—实验箱体;和
[0013]连接于所述实验箱体并为所述实验箱体供电的一供电单元，其特征在于:所述实验箱体设置有一Microduino控制模块、一Microduino可扩展模块实验平台、一电机控制实验平台、一无线传感网实验平台、一0PENWRT及智能无线路由模块MT7620A通信实验实验平台、一基于S5PV210C0RTEX-A8应用处理器模块嵌入式开发实验平台、一基于PC端CS架构的桌面应用程序实验平台、一基于物联网的安卓的APP应用设计实验平台、一基于物联网的1S的APP应用开发实验平台以及一云端服务接口通信实验平台，其中所述实验箱体的所述Mi croduino控制模块与各所述实验平台相连接，其中所述Mi croduino控制模块为Microduino控制器，所述供电单元为220V转24V、12V和5V的一开关电源、一集成各扩展实验模块接口的电路板以及一控制开关。
[0014]根据本实用新型的一个优选的实施例，所述Microduino可扩展模块实验平台包括一 RCW-0006超声波测距模块、一 AM2302温湿度采集模块、一 H)5714有源蜂鸣器模块、一光敏电阻模块、一 10D0F姿态传感器模块、一 Microduino-OLED模块、一音频驱动模块、一功率放大器模块、一 SD存储模块和一 RTC时钟模块以及一迷你遥控器。
[0015]根据本实用新型的一个优选的实施例，所述电机控制实验平台包括一微型直流电机实验模块、一舵机实验模块和一两相双极性步进电机实验模块。其中所述微型直流电机实验模块包括一微型直流电机和一 Motor电机驱动模块，所述Mi croduino控制器经Motor电机驱动模块控制所述的微型直流电机。其中所述两相双极性步进电机实验模块，包括一两相双极性步进电机和一Stepper A4982步进电机驱动模块，所述Microduino控制器经所述Stepper A4982步进电机驱动器驱动所述两相双极性步进电机。
[0016]根据本实用新型的一个优选的实施例，所述舵机实验模块为MicroSG90。[ΟΟΠ] 根据本实用新型的一个优选的实施例，所述的Microduino控制器为Microduino-Core 或 Microduino-STM 控制板。
[0018]根据本实用新型的一个优选的实施例，所述Microduino可扩展模块实验平台包括一扩展模块部分和一模块接口部分，所述扩展模块部分包括针对Microduino控制器的所述实验平台，所述模块接口部分包括所述扩展模块部分与所述Microduino控制器的集成化接口端子。
【附图说明】
[0019]图1是根据本实用新型的一个优选实施例的基于Microduino控制器的教学实验箱的电路原理图。
[0020]图2是根据本实用新型的一个优选实施例的基于Microduino控制器的教学实验箱的模块结构连接示意图。
【具体实施方式】
[0021]以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。
[0022]如图1至图2所示是根据本实用新型的一个优选实施例的基于Microduino控制器的教学实验箱，所述基于Microduino控制器的教学实验箱包括一实验箱体和一供电单元。所述实验箱体设置有一Microduino控制模块、一Microduino可扩展模块实验平台、一电机控制实验平台、一无线传感网实验平台、一0PENWRT及智能无线路由模块MT7620A通信实验实验平台、一基于S5PV210C0RTEX-A8应用处理器模块嵌入式开发实验平台、一基于PC端CS架构的桌面应用程序实验平台、一基于物联网的安卓/1S的APP应用设计实验平台、一基于物联网的1S APP应用开发实验平台以及一云端服务接口通信实验平台。其中所述供电单元连接于所述实验箱体并为所述实验箱体供电。
[0023]其中所述Mi croduino控制模块为Mi croduino控制器，所述供电单元为一220V转24V、12V和5V的开关电源、一集成各扩展实验模块接口的电路板以及一控制开关。
[0024]其中所述Microduino控制模块以Microduino MEGA 328P控制器为核心，通过其在Microduino产品上的具有代表性意义，引导学生进入Microduino开发学习。通过多层变压、稳压、整流和滤波电路，实现把家用电转化为实验箱所需要的24V、12V、5V等多形式电源，满足多种实验条件要求。
[0025]如图2所示，在实用新型的一个优选的实施方式中，所述Microduino可扩展模块实验平台主要包括一 RCW-0006超声波测距模块、一 AM2302温湿度采集模块、一 F05714有源蜂鸣器模块、一光敏电阻模块、一 10D0F姿态传感器模块、一 Microduino-OLED模块、一音频驱动模块、一功率放大器模块、一 SD存储模块和一 R