[實用新型]基于Arduino控制器的教學實驗箱

有效

• 申請號: 201420554652.5
• 申請日: 2014-09-25
• 公開（公告）號: CN204087572U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 葉大鵬;胡洪鈞;童向亞;許偉;陳文滔
• 申請（專利權）人: 福建農林大學
• 主分類號: G09B19/00
• 分類號: G09B19/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本實用新型涉及機電一體化實驗系統設計技術領域，具體地，涉及一種基于Arduino控制器的多功能教學實驗箱。?

背景技術

????Arduino是一個基于開放原始碼的軟硬件平臺，構建于開放原始碼simple?I/O介面版，并且具有使用類似Java，C語言的Processing/Wiring開發環境。Arduino?IDE可以在Windows、Macintosh?OSX、Linux三大主流操作系統上運行。Arduino語言基于wiring語言開發，是對?AVRGCC庫的二次封裝，不需要太多的單片機基礎、編程基礎，簡單學習后，你也可以快速的進行開發。由于Arduino具有相對簡單的開發方式，使得開發者更關注創意與實現，更快的完成自己的項目開發，大大節約了學習的成本，縮短了開發的周期。因為Arduino的種種優勢，越來越多的專業硬件開發者已經或開始使用Arduino來開發他們的項目、產品，與此同時更多的軟件開發者使用Arduino進入硬件、物聯網等開發領域；在大學各高校也紛紛開展了Arduino相關課程和實驗。

目前，基于Arduino控制器的教學實驗設備存在集成化、模塊化程度不高，實驗模塊零散，且實際實驗操作起來較為繁瑣，實驗操作前的準備工作和實驗完畢后的整理工作占用了較多實驗時間，從而影響了整個教學課程的常規實行，不利于高效、互動式教學，由于以上這些不足，從而使得學生在操作實驗前不僅要充分預習Arduino控制器編程資料，還得自主設計模塊化實驗電路，對相關所有硬件知識有較為深入的了解，連線過程也非常容易產生誤搭、誤接，加大學生實驗難度和課程時間，不利于學生迅速的掌握Arduino的基本知識，達不到以實驗指引學生進入Arduino初步開發簡單項目的目的。

在多數高校所制定的Arduino實驗內容往往都是采取和單片機模式類似的實驗項目，例如流水燈、led數碼管、繼電器、蜂鳴器等，由于51單片機和Arduino在控制器編程、硬件內容都存在很多差異，從而使得這些用于像51類單片機的小型實驗項目并不是很適合于Arduino實驗課程，51類單片機的編程相對于Arduino更為的復雜，且硬件接口更少，所以必須設計出要有更強針對性、更廣泛應用性的基于Arduino控制器的實驗課程，來指引學生更為簡捷、高效的在實驗課堂上學會Arduino的基本知識和初步開發。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種基于Arduino控制器的教學實驗箱，學生在燒錄現有的學習軟件后，即可以實驗教學方式帶動學生深入自學和拓展實踐的目的，激發學生對電子產品的制作興趣，使得學生在實驗中逐步提高Arduino編程開發能力和硬件認知水平。

本實用新型采用以下方案實現：一種基于Arduino控制器的教學實驗箱，包括實驗箱體，其特征在于：所述實驗箱體內設置有Arduino控制模塊、Arduino可擴展模塊實驗平臺、電機控制實驗平臺以及供電單元；

所述Arduino控制模塊為Arduino控制器；

所述的供電單元為220V轉24V、12V和5V的開關電源，且為系統供電；

所述的Arduino可擴展模塊實驗平臺包括：與所述Arduino控制器連接的HC-SR04超聲波測距模塊、DHT11溫濕度采集模塊、紅外接近開關模塊、紅外遙控模塊、Bluetooth-V3模塊、DS12C887時鐘模塊、LCD12864模塊、LCD1602模塊以及矩陣鍵盤模塊；

所述電機控制實驗平臺包括：微型減速直流電機實驗模塊和兩相雙極性步進電機實驗模塊；所述的微型減速直流電機實驗模塊包括設置有同軸式減速器和光電編碼器的微型直流電機、以及L298N電機驅動模塊；所述Arduino控制器經L298N電機驅動模塊控制所述的微型直流電機；

所述兩相雙極性步進電機實驗模塊包括設置有霍爾增量型旋轉編碼器的兩相雙極性步進電機以及TB6560?3A步進電機驅動器，所述Arduino控制器經TB6560?3A步進電機驅動器驅動所述兩相雙極性步進電機。

在本實用新型一實施例中，所述的實驗箱體為對開式實驗箱。

在本實用新型一實施例中，所述的矩陣鍵盤模塊為4X4矩陣鍵盤模塊。

在本實用新型一實施例中，所述的Arduino控制器為Arduino?mega?2560?控制板。