一种教学用可兼容堆叠连接的电路模块制造技术

一种教学用可兼容堆叠连接的电路模块，包括电路板和边框，电路板至少一侧连接有边框，电路板上设置有板间连接器，边框中设置有磁铁，边框的顶面或底面设置有堆叠凸起，边框的底面或顶面设置有堆叠限位槽。该电路模块通过两个电路模块上下堆叠时是否相吸，判断是否具有兼容性，既方便又不会出现错误连接，提高了连接效率和准确性。实现了不同电路模块之间上下连接定位，不需要焊接等复杂的操作，解决了现有技术中硬件开发板和各个模块的复杂的连接兼容和通信问题。使用GSM模块、OLED显示模块、键盘模块、电源模块、控制模块等模块可以实现模块手机设计，并可根据自己的需要，增加电路模块实现复杂的功能。

A circuit module compatible with stack connection for teaching

【技术实现步骤摘要】
一种教学用可兼容堆叠连接的电路模块
本技术涉及一种用于硬件开发教学过程中的电路连接模块，属于教育

技术介绍
喜爱动手制作的创客们总是在与各种各样的复杂的电路板、线路和代码等打交道，比如STEM(科学、技术、工程和数学教育)用硬件编程系统，只要把相应的控制板、扩展板等模块组合在一起，组成需要的硬件系统，直接编写程序就能控制兼容外设，开发简单，但是也受到限制，主要是要进行焊接、连线等复杂的连接兼容问题，这让硬件开发这件事看上去好像难以入门，但其实一些基本的硬件开发原理是很简单易学的，只是硬件开发板和各个模块的相互兼容和通信的问题让它变得复杂了。因此，目前的STEM(科学、技术、工程和数学教育)用硬件编程系统如何告别焊接、连线等复杂的连接兼容问题，只专心于硬件开发最重要的部分，让初学者通过简单的组合就能够自己动手制作(DIY)出自己的硬件，避免开发硬件时一些复杂的连接和硬件模块相互不兼容的问题，降低硬件开发的入门难度，让开发者拥有更多的乐趣，即在简易化方面的提升具有迫切需求。CN106298713A公开的《一种垂直连接的功率模块及其堆叠连接的引脚》，至少包括三个相互分离的模块：第一电路模块、第二电路模块和第三电路模块，三个电路模块中至少有一个功率电路模块；该引脚至第一电路模块引出。该引脚包括：本体，该本体的上部与第一电路模块电性连接；第一连接面，设置在该本体的中部并与该本体具有一夹角，用于与第二电路模块电性连接；第二连接面，设置在该本体的末端，用于与第三电路模块电性连接。该技术只是通过三个电路模块在垂直方向上的互连实现了堆叠结构的功率模块，不能实现不同功能电路模块在垂直方向上的堆叠。CN202405510U公开的《一种堆叠式电连接器总成及其电连接器组件》，包括相互堆叠组接的多个电连接器组件，每一电连接器组件包含：基板、第一连接器、及第二连接器；基板具有相反的第一表面与第二表面，第一连接器设置于第一表面上以供检测电路板插接，第二连接器设置于第二表面上，并能够与另一电连接器组件的第一连接器相互插接组合。此堆叠结构是用于一次检测多个电连接器组件，目的是提升检测速率，不能实现不同功能电路模块在垂直方向上的堆叠。CN105206602A公开的《一种集成模块堆叠结构和电子设备》，所述集成模块堆叠结构包括第一集成模块、第二集成模块和连接层，所述连接层设置于所述第一集成模块和所述第二集成模块之间，所述连接层的布线根据所述第一集成模块和所述第二集成模块进行设置，所述连接层上设置用于电性连接所述第一集成模块和所述第二集成模块，以使得所述第一集成模块和所述第二集成模块之间能够进行数据传输。该堆叠结构需要通过连接层使两个集成模块上下连接。上述文献记载的技术方案均不能实现不同功能电路模块在垂直方向上的堆叠，且不能识别各个模块的兼容性，不能方便地进行硬件开发。
技术实现思路
针对现有硬件开发技术中硬件开发板和各个模块存在的连接不便及不兼容问题，本技术提供一种连接效率高、准确可靠，能够解决各个模块连接兼容性和通信问题的教学用可兼容堆叠连接的电路模块。本技术的教学用可兼容堆叠连接的电路模块，采用以下技术方案：该电路模块，包括电路板和边框，电路板至少一侧连接有边框，电路板上设置有板间连接器，边框中设置有磁铁。所述电路板与边框通过销轴实现定位连接。所述电路板和边框上均设置有所述销轴插入的定位孔。所述板间连接器的母座位于电路板的正面，公座位于电路板的背面，母座和公座的引脚定义为水平镜像，母座和公座的引脚在电路板的正反面一一对应连接。所述板间连接器为BTB接口方式。所述边框的顶面或底面设置有堆叠凸起，与堆叠凸起所在面相对的边框底面或顶面设置有堆叠限位槽。所述边框中设置有电路板限位槽，电路板嵌入该限位槽中，实现电路板与边框的插接。所述电路板限位槽的顶面或底面设置磁铁固定槽，磁铁固定槽中均设置有所述磁铁。所述边框中磁铁的极性方向根据上下堆叠的两个电路模块是否具有兼容性决定，两个上下堆叠的电路模块兼容时则其上磁铁相吸，否则相斥。上述结构，通过磁铁的相吸或相斥判断两个电路模块是否兼容，当上下两个电路模块能够兼容时，这两个电路模块就会通过各自上的磁铁吸引在一起，而当上下两个电路模块不兼容时，则这两个电路模块就会通过各自上的磁铁互相排斥。上一个电路模块的边框底面的堆叠限位槽(或堆叠凸起)与下一个电路模块的边框顶面的堆叠凸起(或堆叠限位槽)嵌合在一起，实现上下电路模块的定位，同时使上一个电路模块上电路板底面的板间连接器公座插入下一个电路模块上电路板的板间连接器母座，实现上下电路模块的电路连接。通过定位实现，不需要焊接等复杂的操作。上述结构的电路模块根据功能可以包括：1.核心模块，如控制模块，USB控制模块，下载模块，电源模块。2.输入模块，如键盘模块，气象模块，姿态模块，手势模块。3.输出模块，如蜂鸣器模块，电机驱动模块，OLED显示模块，彩灯矩阵模块。4.通信模块，如GSM模块，蓝牙模块，WIFI模块。5.扩展模块：如基板X2，基板X3，接口模块，Arduino兼容模块，Arduino扩展板。本技术通过两个电路模块上下堆叠时是否相吸判断是否具有兼容性，相互不兼容的模块，会通过磁力“拒绝”对方，既方便又不会出现错误连接，提高了连接效率和准确性。实现了不同电路模块之间上下连接定位，不需要焊接等复杂的操作，解决了现有技术中硬件开发板和各个模块的复杂的连接兼容和通信问题，实现了硬件系统堆叠，减小了系统面积。可实现许多有趣的创意，例如使用GSM模块、OLED显示模块、键盘模块、电源模块、控制模块等模块可以实现模块手机设计，并可根据自己的需要，增加电路模块实现复杂的功能。附图说明图1是本技术教学用可兼容堆叠连接的电路模块的结构分解示意图。图2是本技术教学用可兼容堆叠连接的电路模块的正面结构示意图。图3是本技术教学用可兼容堆叠连接的电路模块的背面结构示意图。图4是本技术中控制模块的电路原理图。图5是本技术中控制模块板件连接器的线序定义。图6是本技术中下载模块电路原理图。图7是本技术中下载模块的接口定义。图8是本技术中电源模块电路原理图。图9是本技术中电源模块的接口定义。图10是本技术中USB控制模块电路原理图。图11是本技术中USB控制模块的接口定义。图12是本技术中键盘模块电路原理图。图13是本技术中键盘模块的接口定义。图14是本技术中气象模块电路原理图。图15是本技术中气象模块的接口定义。图16是本技术中姿态模块电路原理图。图17是本技术中姿态模块的接口定义。图18是本技术中手势模块电路原理图。图19是本技术中手势模块的接口定义。图20是本技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种教学用可兼容堆叠连接的电路模块，其特征是：该电路模块，包括电路板和边框，电路板至少一侧连接有边框，电路板上设置有板间连接器，边框中设置有磁铁。/n

【技术特征摘要】
1.一种教学用可兼容堆叠连接的电路模块，其特征是：该电路模块，包括电路板和边框，电路板至少一侧连接有边框，电路板上设置有板间连接器，边框中设置有磁铁。


2.根据权利要求1所述的教学用可兼容堆叠连接的电路模块，其特征是：所述电路板与边框通过销轴实现定位连接。


3.根据权利要求2所述的教学用可兼容堆叠连接的电路模块，其特征是：所述电路板和边框上均设置有所述销轴插入的定位孔。


4.根据权利要求1所述的教学用可兼容堆叠连接的电路模块，其特征是：所述板间连接器的母座位于电路板的正面，公座位于电路板的背面，母座和公座的引脚定义为水平镜像，母座和公座的引脚在电路板的正反面一一对应连接。


5.根据权利要求1或4所述的教学用可兼容堆叠连接的电路模块，其特征是：所述板间连接器...

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