實現數字測距功能的Arduino教學儀器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型是實現數字測距功能的Arduino教學儀器。該實用新型主要涉及Arduino板、超聲波測距模塊、LCD顯示模塊、LED燈等電子設備的應用，具體涉及計算機輔助教育、電子應用、智能儀器、數字儀表等相關技術領域。
【背景技術】
[0002]Arduino是一個開放的互動開發平臺，能夠被廣泛地用來設計開發各種互動產品，由于其簡單、方便、資料豐富，吸引了越來越多的非電子專業愛好者。用形象的比喻，Arduino是互動產品的大腦，但是互動產品要想能夠與外界實現互動，不僅需要具有嗅覺、視覺、觸覺等功能，還需要具有表達能力。實現各種感覺的器官是傳感器等各種輸入設備、實現表達能力的顯示器、聲卡、指示燈等各種輸出設備。因此，要想熟練使用Arduino設計互動設備，不僅需要掌握Arduino的各種功能，還需要掌握各種各樣的傳感器、輸出設備的使用。目前市場上的大多數Arduino類教學儀器，存在著過度封裝和側重理論等問題。過度封裝的產品已經把Arduino和各種元器件進行了基礎封裝，封裝后的元器件被屏蔽了細節信息，學習者僅僅需要類似插拔積木的操作即可完成一個互動設備。這樣的過程對于學習者掌握各種器件的功能及使用并沒有太大的幫助。另一類教學儀器，往往在理論講解的基礎上，側重單個器件功能、使用的介紹，并沒有把各種器件進行整合，學習者通過學習往往僅了解了某一個器件的操控，但是無法將其應用到實際的設計中。
【發明內容】
[0003]為了克服當前Arduino教學儀器存在的不足，本實用新型采用廢棄硬質包裝材料構建測距儀器的外殼，該儀器使用超聲波測距模塊、IXD模塊、LED燈、Arduino板等電子設備構建，該測距儀器能夠以數字顯示的形式顯示需要測量的距離，儀器配有三個LED指示燈，分別用來指示當前工作狀態。通過對該儀器的學習，能夠有效掌握各個模塊的使用方法，從而達到學習各個模塊的目的。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:該教學儀器的主要組件構圖如圖1所示，實現數字測距功能的Arduino教學儀器包含一個盒子，盒子采用硬質廢棄包裝材料裁剪而成，盒子內放置有Arduino開發板，盒子的側面一端安裝有超聲波測距模塊，盒子頂部分別安裝有IXD顯示模塊、三個LED指示燈。LDE指示燈分別用來指示工作狀態、近距離狀態、遠距離狀態。當正常工作時LED指示燈I (5)燈亮，當被測目標距離當前位置2米內時LED指示燈2(6)亮，當被測目標距離當前位置2米及2米以外時LED指示燈3(7)亮。該教學儀器的電路圖如圖2所示，超聲波測距模塊的Echo引腳、Trig引腳依次與Arduino板的D1、D9引腳相連；IXD的BLA、VO引腳分別通過1000歐姆的可變電阻4 (8)、I Ok歐姆的可變電阻5 (9)與Arduino板的電源輸出端相連，IXD的RW、BLK、GND均與Arduino板的接地端GND相連；LCD的D4、D5、D6、D7引腳依次與Arduino的D4、D5、D6、D7引腳相連；用于指示的LED指示燈1、LED指示燈2、LED指示燈3依次通過1000歐姆的可變電阻與Arduino板的D2、D3、D8相連。
[0005]本實用新型的有益效果是，本實用新型采用廢棄的材料構建儀器的組件，節省了能源，避免了浪費，體現了節能環保的綠色理念；教學儀器所使用的元器件均為未經過封裝的原始器件，能夠幫助學習者學習各種組件的使用方法，了解其具體的細節信息。采用的指示燈，能夠讓學習者對LED燈的使用有進一步的認識，同時能直觀地了解教學儀器當前的工作狀態。
【附圖說明】
[0006]圖1是實現數字測距功能的Arduino教學儀器的主要組件設計圖。
[0007]圖1中，附圖標記I是采用廢棄材料裁剪的盒子、2是Arduino開發板、3超聲波測距模塊、4是IXD顯示模塊、5是LED指示燈1、6是Led指示燈2、7是LED指示燈3。
[0008]圖2是實現數字測距功能的Arduino教學儀器電路圖。
[0009]圖中2，附圖標記2是Arduino開發板、3是超聲波測距模塊、4是IXD顯示模塊、、5是LED指示燈1、6是Led指示燈2、7是LED指示燈3、51是1000歐姆的可變電阻1、61是1000歐姆的可變電阻2、71是1000歐姆的可變電阻3、8是1000歐姆的可變電阻4、9是1k歐姆的可變電阻5。
【具體實施方式】
[0010]實現數字測距功能的Arduino教學儀器的主要組件設計圖如圖1所示。使用廢棄的包裝硬質材料裁剪一個盒子，在盒子中間放置Arduino板，在盒子的一側安裝超聲波測距模塊，在盒子頂部的一端安裝LCD顯示模塊，在LCD的旁邊依次安裝三個LED指示燈。
[0011]實現數字測距功能的Arduino教學儀器電路圖如圖2所示。圖1、圖2中的附圖標記3是超聲波測距模塊，該模塊在具體實施時可以采用HC-SR04型超聲波測距模塊，該模塊在實施時的引腳連接為:VCC引腳連接到Arduino板的+5V引腳、GND引腳連接到Arduino的GND引腳、Echo引腳連接到Arduino的DlO引腳、Trig引腳連接到Arduino的D9引腳；IXD模塊(3)可以采用HD44780型顯示模塊，該模塊在實施時的引腳連接為:VDD連接到Arduino的+5V引腳、背光模塊電源的正極引腳BLA通過一個1000歐姆的可變電阻4(8)連接到Arduino的+5V引腳，對比度調節引腳VO通過一個1k歐姆的可變電阻5(9)連接到Arduino的+5V引腳，其數據引腳D4、D5、D6、D7分別依次連接到Arduino的數字引腳D4、D5、D6、D7，寄存器引腳RS連接到Arduino的數字引腳D12、使能引腳EN連接到Arduino的數字引腳D11，背光模塊電源的陰極引腳BLK連接到Arduino的GND引腳、讀/寫引腳RW連接到Arduino的GND引腳、GND引腳連接到Arduino的GND引腳。LED指示燈I (5) 一端通過一個1000歐姆的可變電阻I (51)與Arduino的數字引腳D2相連，另一端與Arduino的GND引腳相連；LED指示燈2 (6) 一端通過一個1000歐姆的可變電阻2 (61)與Arduino的數字引腳D3相連，另一端與Arduino的GND引腳相連；LED指示燈3 (7) 一端通過一個1000歐姆的可變電阻3 (71)與Arduino的數字引腳D8相連，另一端與Arduino的GND引腳相連。
【主權項】
1.一種實現數字測距功能的ArdUino教學儀器，其特征是:該教學儀器包含一個盒子，盒子采用硬質廢棄包裝材料裁剪而成，盒子內放置有Arduino開發板，盒子的側面一端安裝有超聲波測距模塊，盒子頂部分別安裝有LCD顯示模塊、三個LED指示燈；LDE指示燈分別用來指示工作狀態、近距離狀態、遠距離狀態；當正常工作時LED指示燈I (5)燈亮，當被測目標距離當前位置2米內時LED指示燈2 (6)亮，當被測目標距離當前位置2米及2米以外時LED指示燈3(7)亮；該教學儀器的電路圖組成上，超聲波測距模塊的Echo引腳、Trig引腳依次與Arduino板的D10、D9引腳相連；IXD的BLA、V0引腳分別通過1000歐姆的可變電阻4(8)、1k歐姆的可變電阻5(9)與Arduino板的電源輸出端相連，LCD的RW、BLK、GND均與Arduino板的接地端GND相連；LCD的D4、D5、D6、D7引腳依次與Arduino的D4、D5、D6、D7引腳相連；用于指示的LED指示燈1、LED指示燈2、LED指示燈3依次通過1000歐姆的可變電阻與Arduino板的D2、D3、D8相連。
【專利摘要】本實用新型的名稱是實現數字測距功能的Arduino教學儀器，本實用新型涉及計算機輔助教育、電子應用、智能儀器、數字儀表等相關技術領域。外觀組成上，盒子采用硬質廢棄包裝材料裁剪而成，盒子內放置有Arduino開發板，盒子的側面一端安裝有超聲波測距模塊，盒子頂部分別安裝有LCD顯示模塊、三個LED指示燈。LDE指示燈分別用來指示工作狀態、近距離狀態、遠距離狀態。該教學儀器的電路圖如圖所示。該教學儀器能夠廣泛地應用于Arduino板的教學活動中。
【IPC分類】G09B19-00
【公開號】CN204516134
【申請號】CN201520208014
【發明人】李立宗
【申請人】天津職業技術師范大學
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月9日