可编程磁吸式智能电子模块系统技术方案

本发明专利技术公开了编程磁吸式智能电子模块系统，由若干子模块组成，若干子模块之间的物理连接方式采用壳体磁吸式级连，电性能通信采用4PIN顶针连接方式，4PIN顶针定义为：电源正极脚、负极脚、信号1脚、信号2脚共4线。子模块由输入模块、电源模块、输出模块和信号中转桥组成，电源模块与输入模块连接，输入模块通过信号中转桥与输出模块连接，输入模块和输出模块采用4PIN顶针接口，信号中转桥由二极管、三极管、放大器、跟随器和MCU处理器电路连接组成。相比以往线束两端接头对插方式，优化了线束连接的繁琐方式，达到两侧通讯简易而不受线束管束；有效防止子模块错向对接和实现了防呆的好处，简易化了使用者的学习难度。

Programmable magnetic intelligent electronic module system

【技术实现步骤摘要】
可编程磁吸式智能电子模块系统
本专利技术涉及电子信息
，具体涉及适用于不同龄年段的可编程磁吸式智能电子模块系统。
技术介绍
现如今芯片的集成度越来越高，很多时候一块芯片加少量的外围电路便可以实现复杂的功能，但同时越来越多的芯片只有贴片式封装，直插式封装几乎已经退出了电子舞台，这对电子产品设计是个好事儿，体积更小、成本更低，却对DIY爱好者来说没那么轻松。虽然可以使用一些免费的PCB设计软件制作电路板，然而为每个项目做一块电路板既费时、又费力，还不灵活，而且焊接贴片元件也并不是件易事。又或者购买一些转接板，将贴片转成直插，然而外围电路还要自己补上，也不方便。在这种情况下电子模块可以说是DIY爱好者的福音了，功能丰富，使用灵活，简单易用，简单地改动之后便可用于自己的项目中，极大地方便了模块的使用。然而，现有的电子模块存在以下问题：1、支持的编译平台过少，通用性较差；2、模块间连接线路复杂且连接方式单一；3、不具有无线编程方式，功能不够全面。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，设计了可编程磁吸式智能电子模块系统，该电子模块系统可适用于不同年龄阶段的使用者进行编程以获得目标功能的电子应用，同时该电子模块系统的连接方式更加简单，使用更加方便，实现“即插即玩”的目的。本专利技术通过以下技术方案实现的：编程磁吸式智能电子模块系统，其特征在于，包括若干子模块，若干子模块为可编程式功能模块，所述若干子模块可在不同的编程平台以及编程环境中实现功能模块的功能应用。进一步的，所述的编程平台为micro:bit、Arduino和树莓派中的一种，所述编程环境为makecode、ArdublockandScratch中的一种。进一步的，所述的子模块包括若干不同的功能模块，如数字信号模块、模拟信号模块、逻辑模块、传感器模块、电源、主控模块、拓展模块、IIC模块、串口模块等。可编程磁吸式智能电子模块系统，由若干子模块组成，若干子模块之间的物理连接方式采用壳体磁吸式级连，电性能通信采用4PIN顶针连接方式，4PIN顶针定义为：电源正极脚、负极脚、信号1脚、信号2脚共4线。子模块由输入模块、电源模块、输出模块和信号中转桥组成，电源模块与输入模块连接，输入模块通过信号中转桥与输出模块连接，输入模块和输出模块采用4PIN顶针接口，信号中转桥由二极管、三极管、放大器、跟随器和MCU处理器电路连接组成。其中输入模块的4PIN定义：左边凹的采用第一脚为信号，第二脚为NC,第三脚为电源正极，第四脚为电源负极。而右边凸的采用第一PIN为NC，第二脚为信号,第三脚为电源正极，第四脚为电源负极。输出模块的4PIN定义：左边凹的采用第一脚为NC，第二脚为信号,第三脚为电源正极，第四脚为电源负极；而右边凸的采用第一脚为NC，第二脚为信号,第三脚为电源正极，第四脚为电源负极，这样在即可防止输入、输出模块反接。其他需要双线通讯的模块左边凹的采用第一脚为信号1脚，第二脚为信号2脚,第三脚为电源正极脚，第四脚为电源负极脚；而右边凸的采用第一脚为信号1脚，第二脚为信号2脚,第三脚为电源正极脚，第四脚为电源负极脚，这样在即可防止输入、输出模块反接。子模块的数量越多，可编程磁吸式智能电子模块系统越高级，根据子模块的功能应用，可编程磁吸式智能电子模块系统可分为初级模块、中级模块、高级模块和应用模块。本专利技术中的子模块采用半包围设计，由外壳1以半包的形式包裹线路板2，露出组件3。子模块包括外壳、线路板、组件、4p母连接座4、4p公连接座、4个强磁、2组4p排针。模块中所搭载的线路板上设有4路信号线路，分别为正极电源线路、数据信号线路1、数据信号线路2和负极电源线路。其中，四路信号线路通过一侧的4p母连接座和4p公连接座与线路板上左右两端焊接的立式带凹槽4p排针触碰相连，达到了单个模块两侧通信效果。各个子模块间信号互通，依靠两端居中的4p母连接座和4p公连接座，加上两侧隐藏于外壳内部的异极强磁，其中4p母连接座端强磁为N极性时，4p公连接座端则为S极，既美观又满足了异极相吸特性，各部件自动吸附。另外，外壳一侧母端设计成圆槽凹型，而4p公连接座中下部设计成圆凸台阶，有效防止模块错向对接和实现了防呆的好处，简易化了使用者的学习难度。4p母连接座分别由四支双头伸缩探针，和一个探针固定座；探针固定座上设计有4个通孔，双头伸缩探针以压铆方式嵌入于4个通孔中；由于探针一端伸出一段长度，因此外壳母头一端设计成凹槽，有效防止探针损坏，达到保护效果。4p公连接座组成，分别由四支双头伸缩探针，和一个探针固定座。探针固定座上设计有4个通孔，双头伸缩探针以压铆方式嵌入于4个通孔中。本专利技术的有益效果是：1、相比以往线束两端接头对插方式，优化了线束连接的繁琐方式，达到两侧通讯简易而不受线束管束；2、有效防止子模块错向对接和实现了防呆的好处，简易化了使用者的学习难度；3、学习者更直观了解主板上的元件的样式、使用方式和作用，从而加深对电子元件的认识；4、输出端只能连接于输入端的右侧，而不会对左边的输出端造成任何干扰和指令传达，让使用者更加准确地对要求工作的输出端进行调试或实验。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述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专利技术的一些实施例，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获得其他的附图。图1是可编程磁吸式智能电子模块系统结构框图；图2是实施例中初级模块的结构布置图；图3是可编程磁吸式智能电子模块系统组成的IOT互联网；图4是子模块的整体结构示意图；图5是子模块的组成结构示意图；图6是子模块的右视结构示意图；图7是子模块的剖面结构示意图；图8是子模块的内部连接结构示意图；图9是4p公连接座和4p母连接座之间的通信示意图；图10是4p母连接座的结构示意图；图11是4p公连接座的结构示意图；图12是初级模块电源模块电路图；图13是初级模块输入模块电路图；图14是初级模块的输出模块电路图；图15是高级模块的主控模块的电路图；图16是高级模块的串口模块的电路图；图17是高级模块的I2C模块的电路图；图18是高级模块的逻辑模块的电路结构图；图19是高级模块的扩展模块电路结构图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、外壳；2、线路板；3、组件；4、4p母连接座；5、4p公连接座；6、强磁；7、4p排针；4-1、双头伸缩探针；4-2、探针固定座。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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它实施例，都属于本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.编程磁吸式智能电子模块系统，其特征在于，包括若干子模块，若干子模块为可编程式功能模块，所述若干子模块可在不同的编程平台以及编程环境中实现功能模块的功能应用。/n

【技术特征摘要】
1.编程磁吸式智能电子模块系统，其特征在于，包括若干子模块，若干子模块为可编程式功能模块，所述若干子模块可在不同的编程平台以及编程环境中实现功能模块的功能应用。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的编程平台为micro:bit、Arduino和树莓派中的一种，所述编程环境为makecode、ArdublockandScratch中的一种。


3.根据权利要求1或2所的系统，其特征在于，所述若干子模块之间的物理连接方式采用壳体磁吸式级连，电性能通信采用4PIN顶针连接方式，4PIN顶针定义为：电源正极脚、负极脚、信号1脚、信号2脚共4线。


4.根据权利要求3所示的系统，其特征在于，子模块由输入模块、电源模块、输出模块和信号中转桥组成，电源模块与输入模块连接，输入模块通过信号中转桥与输出模块连接，输入模块和输出模块采用4PIN顶针接口，信号中转桥由二极管、三极管、放大器、跟随器和MCU处理器电路连接组成。


5.根据权利要求4所示的系统，其特征在于，所示的输入模块的4PIN定义：左边凹槽中4PIN顶针中第一脚为信号，第二脚为NC,第三脚为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志方，吴志军，钟明仁，
申请(专利权)人：李志方，
类型：发明
国别省市：广东;44