立志创新电子积木「第二届立创商城电子制作节30强作品」

 本作品为第二届立创商城电子制作节30强入围作品，作者立创社区ID：老张；转载请注明出处，未经允许不得用作商业用途。作品原链接：http://club.szlcsc.com/article/details_7431_1.html。

一、作品简介

1.作品外观

经过若干次修改和调整，出了个V1.0版本，虽然不完美，但应该可以先用一下了。 

下面是若干设计图。已经在嘉立创下订单制板了。

图1、电子积木的小号底板（正面）

图2、电子积木的小号底板（反面）

图3、电子积木的中号底板（正面）

图4、电子积木的积木板（正面）

（已经发加工，后期是可以切开一块块来使用的。特别注明：STM8实验板参考了商城开源板的设计，在此感谢！）

图5、电子积木的积木板（反面，已经发加工）

图6、电子积木的积木板（启发使用方式之用，未发加工）

2.研究背景

电子积木市面上有一些，但除了超低端和高端的，中间有明显的断层。本设计旨在设计好电子积木的规则、接口、电气和机械尺寸等，为后期扩展提供广阔的空间。

电子积木采用10x10cm底板，底板上以九宫格，按3x3cm的尺寸布置模块；模块拟采用2.54mm排针排母连接；模块的电源、地、功能端均有2.54mm跳线可以供快速连接。底板有总线可以快速连接，也可以用2.54mm杜邦线连接；对于超过3x3cm的模块，可以占据九宫格1x2、2x2、1x3、2x3等多种位置；底板也可以推出10x20cm大型底板，但模块的接口是通用的。

对于电子初学者～中级的电子爱好者，这个电子积木的好处是，不失洞洞板的灵活，又不需要每次从零开始布置洞洞板，各种CPU、电源、显示、接口、模拟电路，均有可用的模块可用。

中级的电子爱好者，可以用这个作为原理样机的基础，拼接自己的电子设备。初学者可以分模块、分单元学习电子技术，减少因为初学对于焊接掌握的不好引起的故障，也降低了一次设计好所有子模块的难度。

这个设计，适合在立创平台发展和壮大，PCB、元器件、供货、使用者，各方均受益。本设计完全开源，本人作为一个做电子20年的大学老师，希望看到的是各方共赢的发展方向和实际成果。

PCB源文件已经上传，供大家批评、指正。

立志创新——电子积木——PCB开源文件下载：http://club.szlcsc.com/article/downFile_D76DCB83B3563483.html

3.作品亮点

总结一下这个设计的几个特点：

（1）方便程度：底板的所有孔位按照2.54间距布置，可以方便地与目前市面上的万能板、扩展模块、接口板相连接，可以做为最基本的万能板来起步。现在做为电子设计，节奏比较快，拿起一块板来，15分钟即可将基础部分跑起来，是非常高效和方便的。

（2）可扩展性：本底板按照现在主流的电路模块或者芯片大小来设计，经过研究和分析，使用了2.54间距的排针排母，单个单元是44针（孔）的布置方式。同时可以扩展1X2，2X2等各种扩大模块。目前已经做了几个模块，比如驱动模块、运放模块、DC-DC模块、FT232 USB接口模块等等。扩展是没有极限的，梦想中可以把立创商城中所有的封装都配成一种模块积木板，对于快速验证的需求，可以买来芯片，再配一块积木板，迅速就可以开展测试。

（3）实用性：这个电子积木对于初学者，可以是探索、研究电子技术的敲门砖，对于电子老手来说，是实验电路的快速启动的钥匙。 以我自己的经验，在开展一个新项目时，总要东拼西凑用以前的各种板子和模块的资源，把没有把握的电路部分搭接起来测试好了，才设计第一版的电路主板。所以这设计个是很实用的。

（4）公益性：立创商城的发展充满了公益性的要素，比如商城元器件的资料齐全、封装库也较为齐全。如果能把常用芯片都有一个可选的电子积木的积木板，那实在是太理想了。本项目的所有成果，希望转交给立创，在立创的平台下发展壮大，同时希望有识之士都能加入到这个项目中，使得本项目可以不断提升水平，适合大多数电子工程师和爱好者使用。

（5）趣味性：希望大家也能够一起来玩这个电子积木，发挥每个人的特长，把自己成熟应用的电路模块做成积木的一部分，这样非常有趣，也会使更多的玩家乐享其中！

二、系统构架图

本作品的构架很简单，是制作一种使用方便，功能灵活的电子积木。立创商城可以做为组织者和管理者，使得积木模块可以流通、不断升级、提高可玩性。

三、硬件部分的描述

作品实现原理：

设计过程中也走了不少弯路，最后发现，把最大的主动性留给用户，是最方便的。主要的设计闪光点在于底部有三圈可以搭焊的铜箔，可以根据需要，把积木模块的某个管脚，通过电阻、电容或者电感，搭接到三圈铜箔总线上面。靠近焊盘的可以直接使用焊锡搭接。 对于内圈的总线，建议使用1206的电阻或者其它器件搭接，比如1206 0R电阻，或者是上拉、下拉电阻。对于简单的电路，2圈总线或许就够用。对于复杂的双电源模块，可以使用到所有的3圈的总线。

下图简要说明了搭焊的方式：

红色的可以是0603 0R电阻来搭焊到周边的铜箔，也可以是去耦电容。对于内圈的铜箔，以蓝色方框所示，可以使用1206 0R的电阻来搭接，方便快捷。一圈的电路连接满意后，中部的三个接线端子可以用于连接电源，这时模块插装到积木底板上，就可以快速开始测试了。

PCB收到了，焊了个初样给大家看下：

如上图，快速接好需要的供电和GND是特色之一。 去耦电容可以直接搭焊在管脚和环形的铜箔带上面。需要两种电源的芯片，可以用0R 1206的电阻来搭接，很方便。

演示板使用的是立创商城的如下物料：

ST(意法半导体) / STM8L051F3P6TR 编带：http://www.szlcsc.com/product/details_18776.html

四、作品演示

五、总结

本作品感谢立创提供的交流平台，如果有条件，本方案的成果和设计版权希望转交给立创，做为社区或者商城的开源项目。造福所有立创用户。很多型号的芯片验证板，也可以用这个方案做快速原型验证板，可省去不少处理周边电路的工夫。