DIS方块电路实验系统技术方案

一种DIS方块电路实验系统，包括电路模块；电路模块上设置连接端口，连接端口之间设置电子元器件或电路；相邻电路模块之间通过磁性吸合连接并实现电路导通，形成完整电路。所述电路模块包括外壳、主电路板和导通电路板，外壳上设置有块间连接磁铁和吸板磁铁，主电路板设置在外壳内，主电路板上连接导通电路板，导通电路板上焊有弹簧针，弹簧针凸出外壳侧边。该系统通过磁力使实验中用到的各种电路模块连接在一起并可吸附在磁性平面上，相邻电路模块通过弹簧针弹性接触方式实现电路的导通，形成完整实验电路，方便快捷，整齐有序，不再依赖导电胶带进行线路连接，任何模块可随意直接拼接即可完成线路连接，不易脱落，简单易用，实现了教学的方便性。

DIS Block Circuit Experimental System

【技术实现步骤摘要】
DIS方块电路实验系统
本专利技术涉及一种用于物理教学中DIS(数字化信息系统)实验的系统，属于实验教学

技术介绍
目前，利用数字化信息系统(DIS)完成的电学实验是目前物理教学中的重要实验，学生通过使用电压表、电流表、滑动变阻器、电池等各种电路或元器件进行连接实验，通过导线连接，完成对各种电学原理(比如欧姆定律)的探索研究。但是通过传统的电学实验方法连接的电路，连接完毕后，导线比较凌乱，外观看上去与教材中所绘电路相去甚远，不仅增加了学生连接电路的难度，也不利于学生对电路的理解，虽然如此对学生分析问题的能力有所提升，但是杂乱的电路容易给学生造成错误的总结，不易掌握实际电学原理，需要学生反复连接验证，也能懵懵懂懂的理解实验原理，效率低，效果也差。为解决以上问题，中国专利文献CN109192019A公开了一种《DIS百变电路实验系统》，包括电路模块；电路模块上设置连接端口，连接端口之间设置电子元器件或电路；相邻电路模块之间通过磁性拼接在一起，并通过导电胶带作为连接线粘接在相邻电路模块的连接端口，形成完整实验电路。所述电路模块包括外壳和电路板，外壳侧面设置有磁铁，电路板固定在外壳内，电路板上设置连接端口，连接端口之间设置电子元器件或电路。上述系统虽然解决了现有实验电路连接存在的多样性、连接凌乱及不方便等问题，但是相邻电路模块之间是通过导电胶带作为连接线粘接在相邻电路模块的连接端口。这样，一方面需要学生在实验过程中不断根据实际电路的长短对导电胶带进行剪裁，降低实验效率，而且导电胶带在反复使用几次后，出现不黏连的情况，不可再实现模块连接，需要使用新胶带进行替代，浪费资源，而且一旦导电胶带丢失或找不到，学生就无法进行实验；另一方面，百变电路只能放置于桌面上进行拼接，在多个小组学生同时进行研究时，老师或学生不易观察到别人研究思路及时给予指导或学习。
技术实现思路
本专利技术针对现有实验电路连接存在的多样性、连接凌乱、使用导电胶带不方便及受场地限制等问题，提供一种能够方便的进行各种电路连接实验和演示，并可反复使用的DIS方块电路实验系统。本专利技术的DIS方块电路实验系统，采用以下技术方案：该系统，包括电路模块；电路模块上设置连接端口，连接端口之间设置电子元器件或电路；相邻电路模块之间通过磁性吸合连接并通过弹性接触连接实现电路导通，形成完整电路。所述弹性接触通过弹簧针实现。所述电路模块包括外壳、主电路板和导通电路板，外壳上设置有块间连接磁铁和吸板磁铁，主电路板设置在外壳内，主电路板上连接导通电路板，导通电路板上焊有弹簧针，弹簧针凸出外壳侧边。块间连接磁铁用于相邻电路模块之间的吸合连接，吸板磁铁用于将整个电路实验系统通过磁性固定在演示板上(比如现有的带有磁性的白色教学板)。所述外壳侧面至少设置两处块间连接磁铁，使相互接触的两个外壳可以更稳定地吸附在一起。所述外壳与主电路板或导通电路板固定连接在一起。所述连接端口的数量根据电子元器件的引脚数量或电路的输入端和输出端的数量确定。不设置电子元器件的电路模块，使用内部的导电线路及端口配合各模块电路实现各种实验电路的连线。所述电路模块分为电源模块、接口模块、电子元器件模块、声光模块、测量模块、开关模块、导线模块和扩展模块。所述电子元器件模块包括可变电阻模块、电阻模块、电位器模块、光敏电阻模块和热敏电阻模块、二极管模块和NPN三极管模块模块。所述声光模块包括电机、继电器和小灯泡。所述测量模块包括电压表模块和电流表模块。所述开关模块包括单向开关模块、双向开关模块。所述导线模块包括直角线模块、T型线模块、直线模块。所述扩展模块包括扩展板模块、扩展板并联模块。所述电源模块的电路板上设有正负两个连接端口，两个连接端口之间设置可充电锂电池，外壳侧面设有充电口。所述接口模块的电路板上设置有两个插座，用于外接电源或传感器。所述测量模块中电压表模块的电路板上设有两个连接端口并设置充电口，两个连接端口之间设置电压测量电路。电压表模块由三块电路板卡组成，为主板卡、USB板卡和开关板卡。主板卡包括主控电路、显示屏电路、电源管理电路、数据存储电路、无线通信电路、电压基准电路、信号调理电路、USB板卡接口电路、开关板卡接口电路、USB板卡电路和开关板卡电路，显示屏电路、电源管理电路、数据存储电路、无线通信电路、电压基准电路、信号调理电路均与主控电路相连；电源管理电路为主控电路、显示屏电路、数据存储电路、无线通信电路、电压基准电路、信号调理电路提供电源。信号调理电路将电压信号整理后传输至主控电路；电压基准电路为信号调理电路提供基准电压；USB板卡接口电路将USB板卡电路与电源管理电路、主控电路连接在一起；开关板卡接口电路将开关板卡电路与电源管理电路连接在一起。使用电压表模块和电流表模块代替传统的电压表和电流表，以获得更高的精度，并能通过蓝牙无线传输数据到手机、平板等移动设备。所述测量模块中电流表模块的电路板上设有两个连接端口并设置充电口，两个连接端口之间设置电流测量电路。所述电流测量电路与电压测量电路构成基本相同，只是通过放大电路(采用运算放大器)将电流信号进行调理，调理后的电流信号传输至主控电路。本专利技术通过磁力使实验中用到的各种电路模块连接在一起，相邻电路模块通过弹簧针弹性接触方式实现电路的导通，形成完整实验电路，方便快捷，整齐有序，通过可吸附在磁性平面上的特性实现了教学的方便性。本专利技术不再依赖导电胶带进行线路连接，任何模块可随意直接拼接即可完成线路连接，不易脱落，简单易用。附图说明图1是本专利技术方块电路系统的结构分解示意图。图2是本专利技术中的电源模块示意图。图3是本专利技术中的接口模块示意图。图4是本专利技术中的电阻1KΩ模块示意图。图5是本专利技术中的可变电阻10KΩ模块示意图。图6是本专利技术中的可变电阻100KΩ模块示意图。图7是本专利技术中的电位器1KΩ模块示意图。图8是本专利技术中的电位器10KΩ模块示意图。图9是本专利技术中的光敏电阻模块示意图。图10是本专利技术中的热敏电阻模块示意图。图11是本专利技术中的二极管模块示意图。图12是本专利技术中的NPN三极管模块示意图。图13是本专利技术中的电机模块示意图。图14是本专利技术中的继电器模块示意图。图15是本专利技术中的小灯泡模块示意图。图16是本专利技术中的电压表模块示意图。图17是本专利技术中的电流表模块示意图。图18是本专利技术中的单向开关模块示意图。图19是本专利技术中的双向开关模块示意图。图20是本专利技术中的角线模块示意图。图21是本专利技术中的T型线模块示意图。图22是本专利技术中的直线模块示意图。图23是本专利技术中的扩展板模块示意图。图24是本专利技术中的扩展板并联模块示意图。图25是电压表模块的主控电路原理图。图26是电压表模块的显示电路原理图。图27是电压表模块的电源管理电路原理图。图28是电压表模块的数据存储电路原理图。图29是电压表模块的无线通信电路原理图。图30是电压表模块的电压基准电路原理图。图31是电压表模块的信号调理电路原理图。图32是电压表模块的USB板卡接口电路原理图。图33是开关板卡接口电路原理图。图34是电压表模块的USB板卡电路原理图。图35是开关板卡电路原理图。图36是电流表模块的主控电路原理图。图37电流表模块的信号调理电路原理图。图38是实施例1的电路组成示意图。图39是实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种DIS方块电路实验系统，包括电路模块；其特征是：电路模块上设置连接端口，连接端口之间设置电子元器件或电路；相邻电路模块之间通过磁性吸合连接并通过弹性接触连接实现电路导通，形成完整电路。

【技术特征摘要】
1.一种DIS方块电路实验系统，包括电路模块；其特征是：电路模块上设置连接端口，连接端口之间设置电子元器件或电路；相邻电路模块之间通过磁性吸合连接并通过弹性接触连接实现电路导通，形成完整电路。2.根据权利要求1所述的DIS方块电路实验系统，其特征是：所述弹性接触通过弹簧针实现。3.根据权利要求1所述的DIS方块电路实验系统，其特征是：所述电路模块包括外壳、主电路板和导通电路板，外壳上设置有块间连接磁铁和吸板磁铁，主电路板设置在外壳内，主电路板上连接导通电路板，导通电路板上焊有弹簧针，弹簧针凸出外壳侧边。4.根据权利要求1所述的DIS方块电路实验系统，其特征是：所述外壳侧面至少设置两处块间连接磁铁。5.根据权利要求1所述的DIS方块电路实验系统，其特征是：所述外壳与主电路板或导通电路板固定连接在一起。6.根据权利要求1所述的DIS方块电路实验系统，其特征是：所述连接端口的数量根据电子元器件的引脚数量或电路的输入端和输出端的数量确定。7.根据权利要求1所述的DIS方块电路实验系统，其特征是：所述电路模块分为电源模块、接口模块、电子元器件模块、声光模块、测量模块、开关模块、导线模块和扩展模块。8.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鼎，赵进，张莉，隋立成，
申请(专利权)人：山东远大朗威教育科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37