传感器教学实验箱的制作方法

本实用新型涉及传感器教学技术领域，特别是一种传感器教学实验箱。

背景技术：

现有的传感器教学实验箱一般都采用plc编程，通过plc程序来控制传感器，但是plc结构较复杂、成本高，并且现有的传感器实验箱功能单一，一个实验箱只能进行一种或一类实验。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种结构简单、成本低以及多功能的传感器教学实验箱。

本实用新型采用的技术方案是：

根据本实用新型的第一方面实施例的传感器教学实验箱，包括：面板；至少两种传感器模块，安装在所述面板上；单片机模块，安装在所述面板上，并且与所述传感器模块电性连接以控制所述传感器模块。

根据本实用新型实施例的传感器教学实验箱，至少具有如下有益效果：单片机模块与传感器模块电性连接以控制传感器模块的工作状态，并且单片机模块结构简单、价格低廉，可搭载测量对象不同的多种传感器模块进行多种传感器实验，使传感器教学试验箱的功能增加。

根据本实用新型的一些实施例，所述面板上设有轨道槽，所述轨道槽中空，所述传感器模块可拆卸地安装在所述轨道槽上，中空的轨道槽便于更换不同的传感器模块，灵活性高，使该实验箱可进行多种传感器实验。

根据本实用新型的一些实施例，所述单片机模块包括51单片机、stm32单片机或arduino单片机，这些单片机芯片的编程简单、集中化高，成本低，可实现对传感器模块的良好控制。

根据本实用新型的一些实施例，所述面板上设有led模块，所述单片机模块与所述led模块电性连接，led模块中包含有发光二极管，通过发光二极管的亮暗来观察相应传感器模块的工作状况，结构简单，便于观察。

根据本实用新型的一些实施例，所述面板上设有显示器模块，所述单片机模块与所述显示器模块电性连接，通过显示器模块的显示屏上所显示的内容来观察相应传感器模块的工作状况，结构简单，便于观察。

根据本实用新型的一些实施例，所述传感器模块包括触摸传感器模块和光敏传感器模块，这两种传感器的实验现象可通过led模块来观察，在试验箱上可进行触摸传感器和光敏传感器的实验，实现传感器教学试验箱的多功能化。

根据本实用新型的一些实施例，所述传感器模块包括震动传感器模块和超声波传感器模块，这两种传感器的实验现象可通过led模块来观察，在试验箱上可进行震动传感器和超声波传感器的实验，实现传感器教学试验箱的多功能化。

根据本实用新型的一些实施例，所述传感器模块包括声音传感器模块和人体热释电传感器模块，这两种传感器的实验现象可通过led模块来观察，在试验箱上可进行声音传感器和人体热释电传感器的实验，实现传感器教学试验箱的多功能化。

根据本实用新型的一些实施例，所述传感器模块包括加速度传感器模块和红外接收器模块，这两种传感器的实验现象可通过显示器模块来观察，在试验箱上可进行加速度传感器和红外接收器的实验，实现传感器教学试验箱的多功能化。

根据本实用新型的一些实施例，所述传感器模块包括颜色传感器模块和红外避障传感器模块，实验现象可通过显示器模块来观察，在试验箱上可进行颜色传感器和红外避障传感器的实验，实现传感器教学试验箱的多功能化。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的说明。

图1是传感器教学试验箱实施例的各模块的分布示意图。

图2是图1中触摸传感器模块的接线电路图。

图3是图1中光敏传感器模块的接线电路图。

图4是图1中震动传感器模块的接线电路图。

图5是图1中超声波传感器模块的接线电路图。

图6是图1中声音传感器模块的接线电路图。

图7是图1中人体热释电传感器模块的接线电路图。

图8是图1中加速度传感器模块的接线电路图。

图9是图1中红外接收器模块的接线电路图。

图10是图1中颜色传感器模块的接线电路图。

图11是图1中红外避障传感器模块的接线电路图。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

参照图1，本实用新型一种传感器教学试验箱，包括面板100以及安装在面板100上的传感器模块和单片机模块300，传感器模块是指将相关的传感器元器件与外围电路集中到一个芯片或电路板上，模块集中化，便于安装；在该传感器教学试验箱中传感器模块至少有两种，在某些实施例中，传感器模块包括触摸传感器模块210、光敏传感器模块220、震动传感器模块230、超声波传感器模块240、声音传感器模块250、人体热释电传感器模块260、加速度传感器模块270、红外接收器模块280和颜色传感器模块290中的任意两个或两个以上的传感器模块。

单片机模块300用于控制传感器模块的工作状态，单片机模块300与传感器模块之间可以通过杜邦线电性连接，便于学生实际动手接线，单片机模块300可以采用51单片机、stm32单片机或arduino单片机，学生可以通过简单地编程学习各传感器模块的使用，单片机的结构较简单、价格低廉，并且在该传感器教学试验箱上单片机模块可搭载测量对象不同的多种传感器模块进行多种传感器实验。

在某些实施例中，面板100上设有轨道槽110，轨道槽110中空，传感器模块可拆卸地安装在轨道槽110上，中空的轨道槽110便于更换不同的传感器模块，灵活性高，轨道槽110的宽度和长度根据实际传感器模块的的大小确定，在此不做限制，该实验箱可进行多种传感器实验，便于学生动手操作。

在某些实施例中，面板100上设有led模块120，单片机模块300与led模块120电性连接，led模块120中包含有发光二极管，通过发光二极管的亮暗来观察相应传感器模块的工作状况，结构简单，便于观察；如图2至图7所示，led模块120中电阻r的一端与发光二极管d20的阳极连接，发光二极管d20的阴极接地，电阻r的另一端与arduino单片机的io端口d13连接。

在某些实施例中，面板100上设有显示器模块130，单片机模块300与显示器模块130电性连接，通过显示器模块130的显示屏上所显示的内容来观察相应传感器模块的工作状况，结构简单，便于观察；显示器模块可以采用液晶显示器或oled显示器，如图8至图10所示，显示器模块130采用oled显示器，oled显示器的接收端sda和控制端scl分别与arduino单片机的端口a0至a5中的两个端口连接，传感器模块的信号经arduino单片机处理传输到oled显示器中，oled显示器的显示屏上就会显示出相应的信息。

在某些实施例中，面板100上设有面包板140，在面包板140上可插接多种电器元件，扩展该试验箱的功能。

在某些实施例中，面板100上设有继电器150，继电器150的一端与传感器模块连接，另一端与单片机模块300连接，用于控制各个传感器模块与单片机模块300连接的通断，可同时进行多个传感器实验，也可单独进行一个传感器实验。

如图2所示，触摸传感器模块210的输出端out与arduino单片机的io端口d1连接，当触摸传感器模块210检测到触摸时，触摸传感器模块210的输出端out输出低电平，经arduino单片机点亮发光二极管d20，当触摸传感器模块210未检测到触摸时，发光二极管d20不亮；便于学生亲自动手操作和观察实验现象。

如图3所示，光敏传感器模块220的模拟输出端adc与arduino单片机的输入端口a2连接，当光敏传感器模块220检测到光线变化时，光敏传感器模块220的模拟输出端adc输出有效的模拟信号，经过arduino单片机点亮发光二极管d20，当光敏传感器模块220未检测到光线变化时，发光二极管d20不亮；便于学生亲自动手操作和观察实验现象。

如图4所示，震动传感器模块230的输出端out与arduino单片机的io端口d2连接，当震动传感器模块230检测到震动时，震动传感器模块230的输出端out输出低电平，经arduino单片机点亮发光二极管d20，当震动传感器模块230未检测到震动时，发光二极管d20不亮；便于学生亲自动手操作和观察实验现象。

如图5所示，超声波传感器模块240的控制端trig与arduino单片机的io端口d10连接，超声波传感器模块240的返回端echo与arduino单片机的io端口d11连接，当arduino单片机给超声波传感器模块240的控制端trig高电平时，超声波传感器模块240向外部物体发出超声波，超声波被反射，超声波传感器模块240的返回端echo输出有效信号使发光二极管d20点亮，即当物体离超声波传感器模块240越近，发光二极管d20闪烁的越快；便于学生亲自动手操作和观察实验现象。

如图6所示，声音传感器模块250的模拟输出端adc与arduino单片机的输入端口a0连接，当声音传感器模块250检测到音频时，声音传感器模块250的模拟输出端adc输出有效的模拟信号，经过arduino单片机点亮发光二极管d20，当声音传感器模块250未检测到音频时，发光二极管d20不亮；便于学生亲自动手操作和观察实验现象。

如图7所示，人体热释电传感器模块260的输出端adc与arduino单片机的io端口d3连接，当人体进入到人体热释电传感器模块260的检测区域内，人体热释电传感器模块260的输出端adc输出低电平经arduino单片机点亮发光二极管d20，当人体未进入到人体热释电传感器模块260的检测区域内时，发光二极管d20不亮；便于学生亲自动手操作和观察实验现象。

如图8所示，加速度传感器模块270的控制端scl与arduino单片机的io端口d5连接，加速度传感器模块270的发送端sda与arduino单片机的io端口d4连接，显示器模块1采用oled显示器，oled显示器的控制端scl与arduino单片机的输出端口a3连接，oled显示器的接收端sda与arduino单片机的输出端口a2连接，当晃动加速度传感器模块270中的陀螺仪时，加速度传感器模块270的发送端sda输出低电平经arduino单片机使oled显示器的显示屏上显示晃动产生的的左右倾角和前后倾角，便于学生亲自动手操作和观察实验现象。

如图9所示，红外接收传感器模块280的输出端out与arduino单片机的io端口d12连接，显示器模块1采用oled显示器，oled显示器的控制端scl与arduino单片机的输出端口a1连接，oled显示器的接收端sda与arduino单片机的输出端口a0连接，当红外遥控器对着红外接收传感器模块280按下数字键时，红外接收传感器模块280的发送端sda输出低电平经arduino单片机使oled显示器的显示屏上显示红外遥控器所按下的数字，便于学生亲自动手操作和观察实验现象。

如图10所示，颜色传感器模块290的控制端scl与arduino单片机的io端口d7连接，颜色传感器模块290的发送端sda与arduino单片机的io端口d6连接，显示器模块1采用oled显示器，oled显示器的控制端scl与arduino单片机的输出端口a5连接，oled显示器的接收端sda与arduino单片机的输出端口a4连接，当颜色传感器模块290检测到有颜色的物体时，颜色传感器模块290的发送端sda输出低电平经arduino单片机使oled显示器的显示屏上显示出相应的颜色，便于学生亲自动手操作和观察实验现象。

如图11所示，红外避障传感器模块291的输出端out与arduino单片机的io端口d9连接，当物体距离红外避障传感器模块291的距离小于设定值时红外避障传感器模块291的输出端out输出低电平，经arduino单片机点亮发光二极管d20，便于学生亲自动手操作和观察实验现象。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述优选方式可以自由地组合和叠加。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。