MX377362B

Modular electronic building systems with magnetic interconnections and methods of using the same

Abstract

Electrical connectors, modules and electrical systems are provided. In one aspect, an electrical connector includes a housing defining a side surface, an electrical conductor supported by the housing, and including a mating portion proximate the side surface of the housing. The coupling portion is suitable for coupling with another electrical conductor of another electrical connector. The connector also includes a magnet supported by the housing near the side surface of the housing, a projection extending from the side surface of the housing, and a receptacle defined on the side surface of the housing. In other aspects, an electrical module includes at least one of these electrical connectors. In additional aspects, a system includes a plurality of these modules and the modules are selectively coupleable together.

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Expires 20 February 2035.

14 claims: 14 independent, 0 dependent

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Un aparato que comprende:un primer tablero de circuitos que tiene una primera superficie del borde externo, una segunda superficie del borde 5 externo opuesta a la primera superficie del borde externo, una primera superficie de extremo y una segunda superficie de extremo opuesta a la primera superficie de extremo, la primera superficie del borde externo y la segunda superficie del borde externo siendo cada una diferentes que ambas la primera 10 superficie de extremo y la segunda superficie de extremo, el primer tablero de circuitos define un ancho entre la primera superficie del borde externo y la segunda superficie del borde externo, el primer tablero de circuitos define una longitud entre la primera superficie de extremo y la segunda superficie 15 de extremo;un primer conector montado al tablero de circuitos de modo que una superficie externa del primer conector está sustancialmente alineada con una de la primera superficie del borde externo y la segunda superficie del borde externo del 20 primer tablero de circuitos;y un segundo conector montado al circuito de tableros de modo que una superficie externa del segundo conector está sustancialmente alineada con una de la primera superficie del borde externo y la segunda superficie del borde externo del 25 primer tablero de circuitos;IMPI INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL el primer conector incluye por lo menos un primer conductor configurado para conectarse con un segundo conductor sobre un tercer conector acoplado a un segundo tablero de circuitos, el segundo conector incluye por lo menos un tercer 5 conductor configurado para conectarse con un cuarto conductor sobre un cuarto conector acoplado a un tercer tablero de circuitos.
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El aparato de la reivindicación 1, en donde el primer conector incluye un primer elemento de montaje configurado para 10 ser recibido dentro de una primera abertura de una pluralidad de aberturas definidas en un tablero de montaje, el tablero de montaje siendo distinto del primer tablero de circuitos y el segundo tablero de circuitos, y un segundo elemento de montaje configurado para ser recibido dentro de una segunda abertura 15 de la pluralidad de aberturas definidas en el tablero de montaje, el segundo conector incluye un primer elemento de montaje configurado para ser recibido dentro de una tercera abertura de la pluralidad de aberturas definidas en el tablero de montaje y un segundo elemento de montaje configurado para 20 ser recibido dentro de una cuarta abertura de la pluralidad de aberturas definidas en el tablero de montaje.
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El aparato de la reivindicación 1, que comprende además:un tablero de montaje que tiene un primer lado que define 25 una pluralidad de aberturas y un segundo lado que incluye una IMPI INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL pluralidad de proyecciones, cada uno del primer conector y el segundo conector están configurados para ser acoplados removiblemente al primer lado del tablero de montaje, 5 el segundo lado del tablero de montaje configurado para ser acoplado removiblemente a al menos un bloque que tiene una proyección y perteneciendo a un sistema de bloques interconectados.
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El aparato de la reivindicación 1, en donde el primer 10 conector tiene una primera altura e incluye un primer elemento de montaje y un segundo elemento de montaje, cada uno configurado para ser recibido dentro de una abertura diferente definida en un tablero de montaje, el tablero de montaje siendo distinto del primer tablero de circuitos, el aparato comprende 15 además:un primer adaptador configurado para ser acoplado a una superficie inferior del primer elemento de montaje;y un segundo adaptador configurado para ser acoplado a una superficie inferior del segundo elemento de montaje, 20 el primer conector tiene una segunda altura cuando el primer adaptador y el segundo adaptador son acoplados al primer conector, la segunda altura es mayor que la primera altura.
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El aparato de la reivindicación 1, en donde el segundo conector incluye un primer elemento de montaje y un segundo 25 elemento de montaje, el aparato comprende además:IMPI INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL el tercer tablero de circuitos, el cuarto conector montado al tercer tablero de circuitos de modo que una superficie externa del cuarto conector está sustancialmente alineada con una superficie de extremo del 5 tercer tablero de circuitos, el cuarto conector del tercer tablero de circuitos incluye un primer elemento de montaje y un segundo elemento de montaje, el primer elemento de montaje del segundo conector configurado para ser recibido dentro de una primera abertura 10 de una pluralidad de aberturas definidas en un tablero de montaje, el tablero de montaje siendo distinto del primer tablero de circuitos, y el segundo elemento de montaje del segundo conector eléctrico configurado para ser recibido dentro de una segunda abertura de la pluralidad de aberturas para 15 acoplar removiblemente el primer tablero de circuitos al tablero de montaje, el primer elemento de montaje del cuarto conector configurado para ser recibido dentro de la primera abertura y el segundo elemento de montaje del tercer conector montado al 20 segundo tablero de circuitos configurado para ser recibido dentro de la segunda abertura, para acoplar removiblemente el segundo tablero de circuitos al tablero de montaje.
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El aparato de la reivindicación 1, en donde el por lo menos un primer conductor del primer conector tiene una porción 25 de conexión configurada para conectar el segundo conductor IMPI INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL sobre el tercer conector del segundo tablero de circuitos y una porción de acoplamiento formada monolíticamente con la porción de conexión. Ί. El aparato de la reivindicación 1, en donde el primer 5 conector está montado fijamente al primer tablero de circuitos, y el segundo conector está montado fijamente al primer tablero de circuitos.
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8. El aparato de la reivindicación 1, en donde el primer tablero de circuitos tiene una superficie superior y una 10 superficie inferior, cada una de la superficie superior y la superficie inferior siendo diferentes que ambas de la primera superficie del borde externo y la segunda superficie del borde externo y ambas de la primera superficie de extremo y la segunda superficie de extremo. 15
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9. El aparato de la reivindicación 1, en donde el primer conector está montado directamente al primer tablero de circuitos, y el segundo conector está montado directamente al primer tablero de circuitos.
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10. El aparato de la reivindicación 1, en donde:20 la superficie externa del primer conector es una superficie lateral exterior, el primer conector incluye una superficie de extremo exterior diferente de la superficie lateral exterior del primer conector, una porción del al menos un primer conductor se extiende desde la superficie de extremo 25 exterior del primer conector;IMPI INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL el segundo tablero de circuitos, el segundo tableros de circuitos tiene una longitud, una primera superficie del borde externo a lo largo de la longitud y una segunda superficie del borde externo a lo largo de la longitud sobre un lado opuesto 5 del segundo tablero de circuitos;y el tercer conector, el tercer conector tiene una superficie lateral exterior y una superficie de extremo exterior diferente de la superficie lateral exterior del tercer conector, el tercer conector montado al segundo tablero de 10 circuitos de modo que una de la primera superficie del borde externo y la segunda superficie del borde externo del segundo tablero de circuitos este sustancialmente alineada en un mismo plano con la superficie lateral exterior del tercer conector, el tercer conector tiene al menos un segundo conductor, una 15 porción del al menos un segundo conductor se extiende desde la superficie de extremo exterior del tercer conector y configurado para acoplar el al menos un primer conductor sobre el primer conector.
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11. El aparato de la reivindicación 10, en donde la 20 superficie de extremo exterior del primer conector y la superficie de extremo exterior del tercer conector incluyen cada uno una primera porción alargada que se extiende en una dirección vertical y una segunda porción alargada que se extiende en una dirección horizontal, la primera porción 25 alargada del primer conector configurada para ponerse en IMPI INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL contacto con la primera porción alargada del tercer conector, la segunda porción alargada del primer conector configurada para ponerse en contacto con la segunda porción alargada del tercer conector, cuando el primer conector es acoplado al 5 tercer conector.
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12. El aparato de la reivindicación 10, que comprende además:un tablero de montaje que tiene un primer lado que define una pluralidad de aberturas y un segundo lado que incluye una 10 pluralidad de proyecciones, el tablero de montaje siendo distinto del primer tablero de circuitos y el segundo tablero de circuitos, cada uno del primer conector y el segundo conector configurados para ser acoplados removiblemente al primer lado del tablero de montaje, el segundo lado del tablero 15 de montaje configurado para ser acoplado removiblemente a al menos un bloque que tiene una proyección y perteneciendo a un sistema de bloques interconectados.
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13. El aparato de la reivindicación 10, en donde el primer conector incluye un primer elemento de montaje configurado para 20 ser recibido dentro de una primera abertura de una pluralidad de aberturas definidas en un tablero de montaje, el tablero de montaje siendo distinto del primer tablero de circuitos y el segundo tablero de circuitos, y un segundo elemento de montaje configurado para ser recibido dentro de una segunda abertura 25 de la pluralidad de aberturas definidas en el tablero de IMPI INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL montaje para acoplar removiblemente el primer tablero de circuitos al tablero de montaje, el tercer conector incluye un primer elemento de montaje configurado para ser recibido dentro de la primera abertura en el tablero de montaje y un segundo elemento de montaje configurado para ser recibido dentro de la segunda abertura en el tablero de montaje para acoplar removiblemente el segundo tablero de circuitos al tablero de montaj e.
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14. El aparato de la reivindicación 10, en donde el primer conector tiene una primera altura e incluye un primer elemento de montaje y un segundo elemento de montaje, cada uno configurado para ser recibido dentro de una abertura diferente definida en un tablero de montaje, el tablero de montaje siendo distinto del primer tablero de circuitos y el segundo tablero de circuitos, el aparato comprende además:un primer adaptador configurado para ser acoplado a una superficie inferior del primer elemento de montaje;y un segundo adaptador configurado para ser acoplado a una superficie inferior del segundo elemento de montaje, el primer conector tiene una segunda altura cuando el primer adaptador y el segundo adaptador son acoplados al primer conector, la segunda altura es mayor que la primera altura.
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15. El aparato de la reivindicación 10, en donde:el primer conector incluye un primer elemento de montaje configurado para ser recibido dentro de una primera abertura IMPI INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL definida en un elemento de soporte y un segundo elemento de montaje configurado para ser recibido dentro de una segunda abertura definida en el elemento de soporte, el tercer conector incluye un primer elemento de montaje configurado para ser 5 recibido dentro de la primera abertura del elemento de soporte y un segundo elemento de montaje configurado para ser recibido dentro de la segunda abertura del elemento de soporte, el elemento de soporte configurado para mantener el primer conector acoplado al tercer conector. 10 16. El aparato de la reivindicación 10, en donde: el primer conector está montado directamente al primer tablero de circuitos;y el tercer conector está montado directamente al primer tablero de circuitos.

Independent claims14

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SISTEMAS DE CONSTRUCCIÓN ELECTRÓNICOS MODULARES CON INTERCONEXIONES MAGNÉTICAS Y MÉTODOS DE USO DE LOS MISMOS SOLICITUDES RELACIONADAS

La presente solicitud reclama prioridad a y el beneficio de la solicitud de patente estadounidense provisional No. 61/728,103, titulada Sistemas de construcción electrónicos modulares con interconexiones magnéticas y métodos de uso de los mismos, presentada el 19 de noviembre de 2012 y es una continuación en parte de la solicitud de patente estadounidense No. 13/593,891, titulada Sistemas de construcción electrónicos modulares con interconexiones magnéticas y métodos de uso de los mismos, presentada el 24 de agosto de 2012, que reclama prioridad a la solicitud de patente estadounidense provisional No. 61/527,860, presentada el 26 de agosto de 2011; cada una de las revelaciones de las cuales es incorporada en la presente por referencia en su totalidad.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención es concerniente con el campo de electrónica y más en particular con bloques de construcción electrónicos y conjuntos de construcción de juguetes.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Actualmente, la gente pasa muchas horas al día con

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL dispositivos tecnológicos, sin embargo, la mayoría no saben cómo funcionan o no saben cómo elaborar los suyos. Por toda la interactividad de estos dispositivos, la gente está limitada al consumo pasivo. Además, la reproducción, creación o integración de componentes electrónicos en proyectos, juguetes y productos es intimidante, consume mucho tiempo, requiere un conjunto de habilidades de experto, también como plataformas de elementos físicos/elementos de programación especializadas. La gente tiene el temor de conectar los objetos electrónicos de manera incorrecta o de electrocutarse. Esto hace a los objetos de construcción con luces, sonidos, botones y otros componentes electrónicos muy difíciles y prohibitivos para los niños, estudiantes jóvenes, diseñadores, no técnicos y otros que carecen de la experiencia necesaria. Sin embargo, a medida que se incrementan los avances en la miniaturización de la tecnología, los componentes electrónicos necesitan hacerse más accesibles a los no expertos de una manera efectiva en el costo.

Por consiguiente, se hace claro que hay oportunidad y necesidad de crear una plataforma de bloques de construcción electrónicos simple, fácil de usar, accesible que pueda todavía permitir la creación de sistemas complejos interdependientes. Tal plataforma mejoraría el aprendizaje, permitiría la experimentación del siglo 21 y promovería la

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL innovación. También, lo que se necesita es un sistema que actúe como un material adicional en el proceso creativo y permita que los niños y adultos combinen e incorporen el sistema o sus partes con otros materiales tradicionales tales como papel, cartón y tornillos.

Las siguientes referencias proveen información de antecedentes y son incorporadas por medio de la presente por referencia en su totalidad: Ayah Bdeir, (2009), Electronics as material: ÜttleBits, In Proceedings of the 3rd International Conference on Tangible and Embedded Interaction (TEI '09), ACM, New York, NY, USA, 397-400, D01=10.1145/1517664.1517743, at http://doi.acm.org/10.1145/1517664.1517743 y Ayah Bdeir y Ted Ullrich, (2010), Electronics as material: littleBits, In Proceedings of the fifth International conference on Tangible, embedded, and embodied interaction (TEI '11), ACM, New York, NY, USA, 341-344, DOI=10.1145/1935701.1935781, en http://doi.acm.org/10.1145/1935701.1935781.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

En algunos aspectos ejemplares, se provee un sistema de construcción o juguete educacional electrónico que enseña la lógica de programación e integración de circuitos sin requerir experiencia ya sea de uno u otro. El sistema de construcción de bloques modulares consiste de tableros de

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL circuitos impresos (PCB) pre-ensamblados interconectados por imanes pequeños. Cada bloque efectúa una o más funciones discretas (por ejemplo, un LED, un botón pulsador, un sensor de luz con un umbral, etc.) y los bloques pueden ser combinados para crear circuitos más grandes. Algunos bloques responden a eventos externos tales como fuerzas mecánicas, tacto, proximidad, señales de radiofrecuencia, condiciones ambientales, etc. Otros bloques son pre-programados tales como sintetizadores, osciladores, etc. Todavía otros bloques simplemente hacen pasar la corriente como bloques de cableado. Todavía otros bloques proveen corriente tales como bloques/módulos de energía.

En algunos aspectos, el sistema incluye módulos que tienen muchas maneras diferentes de interacción entre los módulos. La interacción entre los módulos, no los módulos en sí mismos, pueden formar los bloques de construcción de la plataforma creativa. En kits electrónicos previos, el componente electrónico puede estar en el centro de la manipulación: resistores, capacitores, baterías, etc. Al manipular los módulos en aquellos kits, los niños aprenden como fluye la electricidad, como diseñar un circuito o como identificar componentes. Este conocimiento, sin embargo, es específico de la aplicación y comprende un solo circuito. Tiene poco o no lleva nada en cuanto a cómo funciona la rueda sensible al tacto de un iPodTM, por ejemplo o como funciona

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL una luz nocturna o como vibra un teléfono celular o como un teléfono puede detectar la rotación y hacer girar automáticamente las imágenes en la pantalla en respuesta a aquella rotación o cómo hacer que los objetos de uno mismo tengan aquella interactividad. En tanto que somos una sociedad obsesionada con dispositivos electrónicos complejos (tales como por ejemplo, reproductores de DVD, reproductores MP3, teléfonos celulares, alarmas de humo), las herramientas de aprendizaje actuales en el mercado solamente enseñan lo más básico de electrónica y electricidad, tal como permitirnos encender una luz o ver el flujo de corriente. Hay una amplia separación entre lo que se enseña al estadounidense promedio y lo que se usa y consume por aquel estadounidense. Esto es por lo que la mayoría de los kits y juguetes electrónicos son de muy corta vida en que los kits y juguetes no son relevantes a la vida diaria del usuario. A la fecha, no hay manera de que los niños o adultos sean aptos de crear sus propios objetivos interactivos con un comportamiento interactivo diseñado a la medida, sin tener que programar o aprender las muchas complej idades involucradas con electrónica avanzada. Con el sistema modular presente, la gente será apta de programar la interactividad intuitivamente y de manera tangible.

La descripción y dibujos en la presente pretenden ser una ilustración de una o más modalidades ejemplares de la

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL invención, sin embargo no deben ser considerados como limitantes o restrictivos. Como tal, hay una diversidad de modos de modificación sin desviarse del espíritu y alcance de la invención. En el texto siguiente, las palabras módulo y bloque pueden ser usados intercambiablemente para dar a entender los tableros de circuitos modulares.

Los módulos pueden ser divididos en categorías correspondientes a su función. Ejemplos de categorías incluyen pero no están limitados a: módulos de energía, módulos de entrada, módulos de salida, módulos de cableado, etc. Los módulos de energía por ejemplo toman la corriente de una batería, un enchufe de pared u otra fuente de energía y la convierten en corriente que alimenta a los otros componentes del sistema. En cualquier configuración de trabajo de los módulos, puede haber por lo menos un módulo de energía. Los módulos de entrada incluyen pero no están limitados a: botones, interruptores, sensores, bloques lógicos, etc. Los módulos de salida incluyen pero no están limitados a: LED, pantallas, módulos de sonido, etc. Los módulos de cableado no efectúan una función particular pero actúan como extensiones de cableado, cambiadores de configuración y en algunos casos módulos lógicos y de estado.

En una modalidad ejemplar, se proveen bloques autónomos que pueden permitir a los usuarios con poca o nada de experiencia de electrónica o programación, construir

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL circuitos análogos y digitales a base de sensor y de interacción básicos y complejos.

En otra modalidad ejemplar, la operación eléctrica general del sistema es como sigue. Todos los módulos pueden 5 incluir una interface estándar y comunicarse automáticamente cuando son conectadas. Cada módulo incluye tres líneas eléctricas y tales líneas son interconectadas entre y en todos los módulos. Estas líneas incluyen energía, señal y tierra. En los módulos de energía, las líneas de energía y 10 señal están a 5 voltios, el sistema es de baja energía y las líneas de energía y tierra son compartidas entre todos los módulos. En otras modalidades ejemplares, la energía puede ser algo diferente de 5 voltios, tal como por ejemplo 3 voltios, 9 voltios, 12 voltios, 15 voltios de corriente 15 alterna (CA), etc. Los módulos de entrada toman la línea de señal de control entrante y la manipulan de acuerdo con la función del módulo y emiten el voltaje de señal modificado. En caso de un sensor de presión conectado al módulo de energía, por ejemplo, el módulo de sensor lleva 5 voltios a 20 la línea de señal y emite un voltaje de entre 0 y 5 voltios dependiendo de la cantidad de presión aplicada al sensor. Los módulos de salida responden a la línea de señal al visualizar el voltaje en forma de luz, sonido, indicación u otras formas.

Todos los módulos son pre-ensamblados, pre-diseñados y

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL contienen la lógica y circuitos requeridos para hacer el componente fácilmente utilizable. Por ejemplo, un módulo de LED contiene un resistor correspondiente a su corriente nominal, un amplificador de operación (OpAmp) como regulador del resto del circuito y un módulo de batería de botón incorpora un circuito de protección de descarga. En algunas modalidades ejemplares, el sistema no requiere ningún conocimiento previo de electrónica y no requiere ninguna plataforma de elementos físicos o elementos de programación. En otras modalidades ejemplares, el sistema puede incluir una plataforma de elementos físicos y/o elementos de programación. También, en algunas modalidades ejemplares, debido a que los módulos no necesitan ser programados y no requieren un circuito central que los controles, el sistema es autónomo y no necesita una computadora o concentrador. Sin embargo, de acuerdo con una modalidad ejemplar, el sistema puede ser conectado a un dispositivo tal como una computadora, concentrador, almacenamiento de memoria o dispositivo móvil electrónico personal tal como un teléfono celular, teléfono inteligente, etc., con el fin de crear funcionalidad adicional o para recuperar información o energía del dispositivo.

En algunos aspectos, los módulos están diseñados para acoplarse conjuntamente y conectarse en cascada uno después del siguiente. Los módulos incluyen conectores magnéticos que

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL aseguran conectividad eléctrica y pueden ser desarrollados y montados sobre el PCB. Los conectores magnéticos pueden estar en forma de macho y en forma hembra y en algunos ejemplos pueden corresponder a las caras norte y sur de los imanes. Para bloques estándar, cada bloque puede tener dos conectores magnéticos montados sobre el mismo, uno con la cara norte del (los) imán (es) de frente hacia afuera y el otro con la cara sur del(los) imán(es) de frente hacia afuera. El lado de frente hacia el sur del conector magnético de un módulo se conecta al lado de frente hacia el norte del conector magnético en el siguiente módulo. Esto asegura conexión apropiada y polaridad apropiada. Las polaridades repelentes impiden que los imanes se conecten de manera inapropiada para facilitar la conexión de los módulos de manera correcta.

En otra modalidad ejemplar, el conector magnético incluye dos imanes y tres conductores incrustados en un cuerpo de plástico moldeado por inyección. Los dos imanes actúan como elementos polarizantes y elementos de bloqueo, mientras que los conductores portan la señal de un tablero de circuitos al siguiente por medio del acoplamiento de los conectores macho y hembra. En la versión macho del conector, los tres conductores son sondas de muelle. En la versión hembra del conector, los conductores pueden ser ya sea sondas de muelle o placas de metal pequeñas. De una u otra manera, las sondas de metal o las placas de metal se ponen en

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL contacto con las sondas de muelle del conector macho y transfieren las señales eléctricas al tablero de circuitos. El conector magnético también comprende un sistema de entrelazamiento como parte de la caja de plástico en forma de componentes complementarios macho y hembra. En un ejemplo, se incluye una protuberancia macho sobre un bloque y una indentación hembra es incluida en un segundo bloque. La protuberancia e indentación cooperan para impedir que los bloques se deslicen entre sí. En otro ejemplo, una protuberancia macho y una indentación hembra son incluidos en cada bloque y las protuberancias macho y las indentaciones hembra en los bloques de entrelazamiento cooperan para impedir que los bloques se deslicen uno con respecto al otro.

De acuerdo con otra modalidad ejemplar, el conector magnético también comprende un sistema de entrelazamiento como parte de la caja de plástico con el fin de impedir que los módulos se deslicen uno con respecto al otro y para asegurar que los módulos sean ensamblados en la orientación correcta (esto es, para impedir una conexión de cabeza). Para impedir el movimiento lado a lado, los conectores pueden incluir una protuberancia en el lado macho o hembra que corresponde a una indentación sobre el lado hembra o macho correspondiente. Una vez que los módulos están conectados, la protuberancia entra a la indentación y los módulos son bloqueados conjuntamente de manera suficiente de tal manera

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL que se impide el movimiento lado a lado. En otra modalidad, los conectores pueden incluir un elemento con lengüeta para impedir el movimiento lado a lado. Por ejemplo, como se muestra en la figura 12, la porción del conector más cercana al tablero de circuitos (la base) incluye tanto una Lengüeta redondeada que sobresale lateralmente del conector como una indentación redondeada adyacente a la lengüeta. Un conector correspondiente incluirá una lengüeta redondeada e indentación en una configuración de tal manera que cuando los dos conectores están adjuntos, la lengüeta redondeada del primer conector se inserta a la protuberancia redondeada del segundo conector y la lengüeta redondeada del segundo conector se inserta a la protuberancia redondeada del primer conector, bloqueando mediante esto los dos conectores conjuntamente, de tal manera que se impide el movimiento lado a lado. Para impedir conexiones de cabeza, los conectores pueden incluir una o más protuberancias. Por ejemplo, como se muestra en la figura 12, la porción del conector más alejada del tablero de circuitos (la parte superior) incluye una serie de protuberancias horizontales. Cuando dos módulos son adjuntados por el usuario, las protuberancias horizontales en los dos módulos se alinearán apropiadamente. Además, debido a la lengüeta redondeada en el fondo del conector, como se muestra en la figura 12 por ejemplo, si un segundo conector fue anexado de cabeza, las protuberancias horizontales del

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL segundo conector se pondrán en contacto con la lengüeta redondeada del primer conector e impedirán que los dos conectores se unan apropiadamente.

Además de los conectores ejemplares descritos anteriormente, muchas modificaciones a los conectores son posibles, incluyendo pero no limitado a, la caja, el tipo de conectores usados, el número de conductores, también como si los imanes están actuando o no como conductores, el número de imanes, la forma de los imanes, la polaridad de los imanes, la manera en la cual los conectores se acoplan al tablero de circuitos del bloque, etc.

Con el fin de que el sistema sea expresivo y amplio, en lugar de restringir la creatividad, el número de módulos disponibles necesita ser abundante. En general, solamente tener unas pocas tuercas y pernos en el proceso de prototipo no es muy útil y alternativamente puede aún ser prohibitivo. La presente invención permite la adición de nuevos módulos de acuerdo con los estándares de interconexión y voltaje. Por ejemplo, partiendo de un conjunto de cien módulos, se pueden imaginar y diseñar cientos o miles de módulos adicionales que se adaptan y cooperan con el sistema presente para extender la funcionalidad del sistema. Por ejemplo, se pueden potencialmente integrar módulos tales como sensores de la piel galvánicos, detectores de arsénico, módulos de microcontrolador, etc., también como tableros de adaptador a

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL otros sistemas e interfaces de construcción de bloques electrónicos.

Por lo menos una modalidad ejemplar ha sido diseñada para permitir comportamientos complejos programados por medio de interacción física. El conjunto comprende módulos lógicos y de estado que introducen el concepto de programación a los novatos. Ejemplos de tales módulos son bloques de Y, O y NO, también como el bloque de Umbral. Estos permiten al usuario programar ciertos comportamientos de su sistema diseñado sin necesidad de aprender un lenguaje de programación, escribir códigos en una computadora o programar un circuito de microcontrolador. La programación se hace aquí por medio del uso de módulos lógicos para crear árboles de decisión. También, los módulos comprenden controles tales como interruptores, perillas y botones que permiten la selección de modos de comportamiento. Justo como una licuadora puede tener tres botones, cada botón correspondiente a una velocidad particular de su motor, algunos módulos en la presente invención permiten la selección de un modo o ajuste de su comportamiento. Por ejemplo, un bloque de sensores de proximidad puede contener un conmutador o interruptor de modo y un potenciómetro. Por medio de la manipulación del potenciómetro incrustado, el nivel de umbral puede ser ajustado, que determina el nivel de voltaje de entrada más allá del cual el módulo debe emitir un alto. También, al

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL hacer bascular el conmutador o interruptor, el módulo puede ir de normalmente alto a normalmente bajo, en esencia invirtiendo su respuesta al umbral deseado.

Todos los bloques pueden ser diseñados con restricciones de espacio en mente y pueden ser mantenidos al mínimo tamaño posible con el fin de hacer los bloques fácilmente integrables con otros materiales, tales como por ejemplo cartón, plástico, limpiadores de tubos, etc. Los bloques son amigables para el usuario en su apariencia, también como en cuanto a su tamaño y hacen al juego y la elaboración de prototipos con ellos atractivo a los niños y adultos de la misma manera sin consideración del objetivo.

Los módulos pueden ser ofrecidos como bloques individuales o como conjuntos. Estos pueden variar de componentes de bloque estándar a conjuntos especializados tales como conjuntos de sensores, conjuntos mecánicos, conjuntos biológicos, conjuntos de sonido, etc. También, los usuarios pueden diseñar e integrar sus propios módulos o conjuntos para extender la biblioteca.

En algunos aspectos, se provee un conector eléctrico e incluye un alojamiento que define una superficie lateral, un conductor eléctrico soportado por el alojamiento y que incluye una porción de conexión próxima a la superficie lateral del alojamiento, en donde la porción de conexión es apta para conectarse con otro conductor eléctrico de otro

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL conector eléctrico, un imán soportado por el alojamiento próximo a la superficie lateral del alojamiento, una proyección que se extiende desde la superficie lateral del alojamiento y un receptáculo definido en la superficie lateral del alojamiento.

En otros aspectos, se provee un módulo eléctrico e incluye un tablero de circuitos y un conector eléctrico. El conector eléctrico incluye un alojamiento que define una superficie lateral, un conductor eléctrico soportado por el alojamiento y que incluye una porción de acoplamiento y una porción de conexión, en donde la porción de acoplamiento es apta para conectarse y comunicarse eléctricamente con el tablero de circuitos y en donde la porción de conexión es próxima a la superficie lateral del alojamiento, un imán soportado por el alojamiento, próximo a la superficie lateral del alojamiento, una proyección que se extiende desde la superficie lateral del alojamiento y un receptáculo definido en la superficie lateral del alojamiento.

En aspectos adicionales, se provee un sistema e incluye una pluralidad de módulos eléctricos acoplables de manera selectiva conjuntamente para transmitir corriente eléctrica de un módulo eléctrico a otro módulo eléctrico, cada módulo tiene por lo menos una funcionalidad asociada con el mismo e incluye un conector eléctrico apto para acoplarse a otro conector eléctrico de otro de los módulos eléctricos, en

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL donde, con los conectores eléctricos acoplados conjuntamente, la funcionalidad de por lo menos uno de la pluralidad de módulos eléctricos es dependiente de por lo menos otro de la pluralidad de módulos eléctricos.

En todavía otros aspectos, se provee un sistema e incluye una pluralidad de módulos eléctricos aptos para ser acoplados selectivamente entre sí, en donde la pluralidad de módulos eléctricos incluye por lo menos un primer módulo eléctrico y un segundo módulo eléctrico, el primer módulo eléctrico incluye un primer tablero de circuitos y un primer conector eléctrico que incluye un primer alojamiento, un primer conductor eléctrico soportado por el primer alojamiento y que incluye un primera porción de acoplamiento y una primera porción de conexión, en donde la primera porción de acoplamiento es apta para conectarse y comunicarse eléctricamente con el primer tablero de circuitos, un primer imán soportado por el primer alojamiento, una primera proyección que se extiende desde el primer alojamiento y un primer receptáculo definido en el primer alojamiento. El segundo módulo eléctrico incluye un segundo tablero de circuitos y un segundo conector eléctrico que incluye un segundo alojamiento, un segundo conductor eléctrico soportado por el segundo alojamiento y que incluye una segunda porción de acoplamiento y una segunda porción de conexión, en donde la segunda porción de acoplamiento es apta para conectarse y

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL comunicarse eléctricamente con el segundo tablero de circuitos, un segundo imán soportado por el segundo alojamiento, una segunda proyección que se extiende desde el segundo alojamiento y un segundo receptáculo definido en el segundo alojamiento, en donde, con el primer módulo eléctrico acoplado al segundo módulo eléctrico, el primer imán es acoplado magnéticamente al segundo imán, la primera porción de conexión se conecta a la segunda porción de conexión, la primera proyección es colocada por lo menos parcialmente dentro del segundo receptáculo y la segunda proyección es colocada por lo menos parcialmente dentro del primer receptáculo.

La presente invención es apta de varias modificaciones y construcciones alternativas, algunas de las cuales son detalladas en los dibujos a continuación. Sin embargo, debe ser claro que la intención no es limitar la invención a una modalidad o forma particular, sino que más bien la presente invención debe cubrir cambios, adiciones y modificaciones como parte de su alcance. Aspectos independientes y ventajas independientes de la presente invención se harán evidentes a aquellos experimentados en la técnica, después de la revisión de la descripción detallada y los dibujos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 es una vista superior de un módulo ejemplar

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL del sistema;

La figura 2 es una vista lateral del módulo mostrado en la figura 1, la figura 3 es una vista superior de un conjunto de tres módulos antes de conectar los tres módulos;

La figura 4 es una vista superior de los tres módulos mostrados en la figura 3 después de la conexión, para ilustrar como los módulos se conectar conjuntamente usando conectores magnéticos de los módulos;

La figura 5 es una vista en perspectiva de una modalidad ejemplar de un conector magnético de un módulo;

La figura 6 es una vista superior del conector magnético mostrado en la figura 5;

La figura 7 es una configuración ejemplar de cuatro módulos;

La figura 8 es una vista superior de un módulo ejemplar del sistema que comprende controles;

La figura 9 es una vista en perspectiva de un conjunto ejemplar de tres módulos del sistema, que incluye un módulo que ilustra la programación física por medio de controles;

La figura 10 es una vista en perspectiva de un kit empacado ejemplar que incluye una pluralidad de módulos ejemplares y un tablero de montaje ejemplar para montar módulos;

La figura 11 es una vista en perspectiva de un módulo de

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL cableado ejemplar del sistema;

La figura 12 es una vista en perspectiva superior de un módulo de salida ejemplar del sistema;

La figura 13 es una vista en perspectiva superior de otro módulo de salida ejemplar del sistema;

La figura 14 es una vista en perspectiva superior de un módulo de entrada ejemplar del sistema;

La figura 15 es una vista en perspectiva superior de otro módulo de entrada ejemplar del sistema;

La figura 16 es una vista en perspectiva superior de un módulo de entrada de energía ejemplar del sistema;

La figura 17 es una vista en perspectiva superior de un kit de multi-módulos ejemplar del sistema;

La figura 18 es una vista en perspectiva superior de otros módulos ejemplares y otro tablero de montaje ejemplar del sistema ejemplar, cada módulo incluye por lo menos uno de otro conector ejemplar para acoplar conjuntamente módulos;

La figura 19 es una vista en perspectiva inferior de dos módulos acoplados conjuntamente mostrados en la figura 18;

La figura 20 es una vista en despiece superior de uno de los módulos mostrados en la figura 18;

La figura 21 es una vista en despiece superior de uno de los conectores mostrados en la figura 18;

La figura 22 es una vista en perspectiva inferior de dos módulos ejemplares acoplados conjuntamente y un elemento de

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL soporte ejemplar acoplado a dos de los conectores;

La figura 23 es una vista en perspectiva superior del elemento de soporte mostrado en la figura 22;

La figura 24 es una vista en perspectiva superior de un tablero de montaje ejemplar acoplado a una configuración ejemplar de bloques de construcción de juguetes;

La figura 25 es una vista en perspectiva inferior del tablero de montaje y bloques de construcción de juguetes ejemplares mostrados en la figura 24;

Cada una de las figuras 26A-26D son una ilustración esquemática de una vista superior de una modalidad diferente de un módulo y

Cada una de las figuras 27A-27B son una ilustración esquemática de una vista superior de una modalidad diferente de un módulo.

Antes de que cualesquier aspectos y modalidades independientes de la invención sean explicados en detalle, se comprenderá que la invención no está limitada en su aplicación a los detalles de la construcción y la disposición de los componentes resumidos en la siguiente descripción o ilustrados en los dibujos. La invención es apta de otras modalidades y de ser llevada a la práctica o de llevarse a cabo de varias maneras. También, se comprenderá que la fraseología y terminología usada en la presente es por propósito de descripción y no debe ser considerada como

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL limitante. Por ejemplo, términos direccionales tales como superior, inferior, por encima, por debajo, frontal, posterior, etc., no pretenden ser limitantes y son usados para describir las modalidades ilustradas ejemplares en la presente.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Se provee un sistema de construcción electrónico ejemplar 30. El sistema de construcción electrónico 30 no solo pretende ser para uso con los componentes y módulos prediseñados 34, sino que puede también permitir a los usuarios combinar estos módulos 34 con otros ítems de prototipo y de juego tradicionales en un estudio de diseño o en casa. Tales materiales pueden incluir por ejemplo, papel, cartón, madera, cola, limpiadores de tubos, espuma, etc., alentando mediante esto a los individuos a tratar los componentes electrónicos como un material en el proceso creativo.

En algunas modalidades ejemplares, el sistema 30 puede incluir por lo menos cuatro tipos diferentes de módulos 34; energía; entrada; salida y cableado; aunque más tipos de módulos 34 son posibles. Los módulos de energía 34 proveen electricidad al sistema 30. Los módulos de entrada 34 interpretan datos o sus alrededores y proveen aquellos al sistema 30. Los módulos de salida 34 hacen cambios visuales, físicos o audibles a sus alrededores en base a entrada(s) al

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL sistema 30. Los módulos de cableado 34 enrutan la energía y comunicación entre los módulos 34 en el sistema 30.

De acuerdo con una modalidad ejemplar, cuando un primer módulo 34 es conectado a un segundo módulo 34, la señal de energía es transferida del primer módulo 34 al segundo módulo 34. Así, el segundo módulo es energizado completamente por el primer módulo 34. Si un módulo de botón 34, módulo de sensor 34 u otro módulo 34 es colocado en alguna parte entre un primer módulo 34 y un segundo módulo 34, la corriente puede ser afectada por la acción del módulo de botón 34 o módulo de sensor 34. Por ejemplo, la corriente puede no pasar (o alternativamente puede pasar continuamente) del primer módulo 34 al segundo módulo 34 a no ser que el botón en el módulo de botón 34 sea oprimido o el sensor en el módulo de sensor 34 sea activado. Similarmente, si un módulo de sensor 34 es solo activado parcialmente, entonces solamente se transfiere corriente parcial del primer módulo 34 al segundo módulo 34.

Muchos tipos diferentes de módulos 34 son posibles en cada categoría, incluyendo pero no limitados a los siguientes: (i) módulos de energía: módulos de enchufe de pared, módulos de energía de batería, módulos de energía solar, circuitos de protección de descarga; (ii) módulos de entrada: módulos de impulso, módulos de sensor de presión, módulos de proximidad, módulos de registro de entrada, módulos de potenciómetro, módulos de botón, módulos de

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL temperatura, módulos de acelerómetro, módulos de memoria, módulos de temporizador; (iii) módulos de salida: módulos de movimiento, módulos de motor de vibración, módulos de ventilador, módulos de LED de RGB, módulos de LED, módulos de gráfica de barras, módulos de altavoz y (iv) módulos de cableado: módulos de cableado de varias longitudes, módulos de extensor, módulos de divisor y módulos de cableado electroluminiscente. Cualquier tipo conocido de circuito o componente electrónico o combinación de componentes puede ser usado para crear un módulo 34 y así formar una porción de un sistema 30 integrado usando tales componentes.

El sistema modular 30 descrito en la presente es reutilizable, escalable de circuitos pequeños y simples a circuitos grandes y complejos y son lo suficientemente sofisticados para la programación compleja de comportamiento por medio de la manipulación de objetos tangibles (usando módulos lógicos y de estado 34) . Adicionalmente, justo como los programadores usan módulos de elementos de programación y bibliotecas para crear programas de elementos de programación más grandes y más complejos, los módulos 34 son transformados a una biblioteca de componentes electrónicos que pueden ser usados para crear sistemas de componentes más grandes y más complejos. Por supuesto, el usuario puede expandir la biblioteca de módulos casi indefinidamente, agregando cualquier nuevo componente que se desea usar a su depósito de

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL módulos.

Los usuarios pueden aun crear sus propios módulos 34 y agregarlos al resto de la biblioteca. Por ejemplo, de acuerdo con una modalidad ejemplar, los usuarios pueden ser provistos con componentes de un módulo 34 - tal como conectores magnéticos macho 38A y conectores magnéticos hembra 38B que son aptos de insertarse o acoplarse de otra manera a un tablero de circuitos pequeño, sensor u otro componente electrónico, de tal manera que los conectores 38A/38B transmiten corriente de un módulo 34 a otro - que pueden ser usados para crear sus propios módulos inter-conectables 34 integrados de tableros de circuitos, sensores o mecanismos de salida que han integrado o reunido de otra fuente.

De acuerdo con otra modalidad ejemplar, un sistema 30 que comprende varios módulos 34 puede ser comercializado como un solo kit o juego. El kit puede incluir uno más módulos diferentes 34 (de energía, entrada, salida y/o cableado), puede comprender uno o más tipos de cada módulo 34, un recipiente en el cual se pueden almacenar los módulos 34, un tablero de montaje o sustrato sobre el cual se pueden colocar o acoplar los módulos, puede incluir materiales de aprendizaje, accesorios, instrucciones o una variedad de otros componentes. Por ejemplo, un kit puede comprender un puñado de módulos 34 que pueden ser conectados en un número casi ilimitado de combinaciones para efectuar numerosas

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL funciones de entrada y salida diferentes (véanse figuras 10 y 17) . En otras modalidades ejemplares, el kit puede también comprender un número limitado de módulos 34 que están diseñados para ser ensamblados en un número limitado de combinaciones, incluyendo una sola combinación, para efectuar un número limitado de funciones. Por ejemplo, para formar un kit que está diseñado para ser integrado a un sistema funcional, el kit puede comprender tanto como decenas o centenas o más módulos 34 o puede comprender solo dos módulos 34 (un módulo de energía y un módulo de salida) . Alternativamente, el kit puede estar diseñado para aumentar una biblioteca de módulos existente, en cuyo caso puede comprender solo un tipo de módulo 34, tal como un kit de solamente módulos de cableado 34 o solamente módulos de salida 34, por ejemplo. Los kits pueden también ser dirigidos a un cierto grupo de edad, un kit para el nivel elemental comprende menos módulos y/o módulos menos complicados 34 que un kit diseñado para el nivel de preparatoria, por ejemplo. En una modalidad ejemplar, los kits pueden incluir instrucciones, videos u otros medios que informan al usuario en cuanto a una o más combinaciones posibles de los módulos 34. Por ejemplo, las instrucciones pueden instruir al usuario en cuanto a cómo ensamblar los módulos 34 a un sensor de movimiento energizado por batería, que emite una alarma audible tras la detección del movimiento.

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Un aspecto potencial de los kits, sistemas y módulos ejemplares puede ser extender el concepto de la plataforma modular a componentes más complejos. De acuerdo con una modalidad ejemplar, el sistema 30 es apto para dar acceso a dispositivos sofisticados por ejemplo por medio de interfaces análogas de tres líneas. Dispositivos complejos ejemplares pueden incluir pero no están limitados a pantallas de LCD, pantallas OLED, temporizadores, acelerómetros, compuertas lógicas y mucho más. Esto se puede llevar a cabo al prediseñar todos los módulos 34 y proveer puntos de entrada a los dispositivos. Los puntos de entrada son por ejemplo, perillas o conmutadores que permiten al usuario ajustar la intensidad o frecuencia de pulsación, cambiar modos de operación, establecer umbrales, tomar decisiones o recordar una configuración, entre muchas otras operaciones. Estos pueden ser considerados puntos de entrada debido a que están basados en dispositivos similares que la gente sabe cómo usar de sus vidas diarias. Los sistemas modulares ejemplares en la presente pueden tomar lecciones e iconografía de componentes electrónicos del consumidor (tales como por ejemplo licuadoras, reproductores de DVD, relojes de alarma, consolas de juego) y aplicarlos a estos módulos electrónicos semi-sin procesar 34. De esta manera, el sistema modular 30 puede tratar a los componentes electrónicos como si fueran dispositivos electrónicos. Esto significa que la

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INSTITUTO MEXICANO W DE LA PROPIEDAD σ> INDUSTRIAL NI curva de aprendizaje para usar y crear con el sistema modular 30 es muy baja y se puede tomar ventaja del conocimiento preexistente del usuario obtenido de la manipulación de sus propios componentes electrónicos del consumidor para permitir a los usuarios programar nuevos objetos por medio de interacción.

Un punto de entrada ejemplar puede incluir un módulo de pantalla de OLED 34 que requiere una ranura de tarjeta SD en la cual los usuarios pueden insertar una tarjeta SD precargada con imágenes y video. El módulo de pantalla de OLED 34 puede también incluir un microcontrolador a bordo que está pre-programado con elementos fijos para tener acceso a y mostrar las imágenes. También integrado en el módulo de pantalla de OLED 34 puede estar un conmutador basculante y una perilla, en donde el conmutador basculante selecciona entre imágenes fijas/video o iteración y la perilla ajusta la velocidad de iteración. En el ejemplo anterior, aunque el tablero de circuitos y elementos fijos mismos pueden ser complejos, el resultado final será un módulo de pantalla de OLED fácil de usar 34 con iconografía apropiada que puede ser accesible a niños y usuarios novatos también. El sistema ejemplar 30 puede permitir e incluir el pre-diseño y diseño de otros numerosos módulos complejos 34 similares al ejemplo de pantalla de OLED.

Refiriéndose ahora a las figuras 1 y 2, se ilustra un

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL módulo o bloque ejemplar 34 del sistema de construcción electrónico 30 (sistemas ejemplares 30 ilustrados en las figuras 3, 4, 7, 9 y 10). El bloque ilustrado 34 es un módulo de conmutación por tacto 34 o un botón pulsador e ilustra como componentes electrónicos discretos son convertidos en bloques 34. Un componente de botón pulsador 42 es acoplado (por ejemplo, soldado) sobre un tablero de circuitos impresos 46 que tiene dos interfaces, la interface de entrada y la interface de salida. Un conector magnético es montado a cada una de las dos interfaces. En algunas modalidades ejemplares, los conectores magnéticos pueden ser el mismo tipo de conector. En otras modalidades ejemplares, los conectores pueden incluir un conector macho 38A en el lado de interface de entrada y un conector hembra 3 8B en el lado de interface de salida.

La ínterface de entrada del módulo de conmutador de tacto 34 en la figura 1 está diseñado para acoplarse con la interface de salida de un módulo previo 34 y la interface de salida del módulo ilustrado 34 está diseñada para acoplarse con la interface de entrada del siguiente módulo 34. El módulo 34 comprende trazas eléctricas diseñadas para cerrar conexiones entre dos superficies de conexión para una línea de energía y una línea de conexión a tierra. Una línea de señal avanza a través del botón 42, que cierra o interrumpe el circuito y así transfiere una línea de señal modificada a

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL la interface de salida correspondiente a la función del módulo. En la modalidad ejemplar ilustrada, los conectores magnéticos 38A/B son acoplados (por ejemplo, soldados) al PCB (tablero de circuitos impresos) 46 por medio de zapatas de montaje superficial. El dibujo descrito anteriormente también ilustra el diseño modular del sistema 30, también como los estándares de conexión y comunicación que forman el sistema 30.

Una configuración ejemplar de un sistema de construcción electrónico 30 es ilustrado en las figuras 3 y 4 e incluye el módulo de conmutador de tacto ejemplar mostrado en las figuras 1 y 2. En estas figuras y las figuras después de estas, diferentes módulos serán identificados con un número de referencia común 34 y una letra (por ejemplo, 34C, 34D, 34E, etc.) asociada con cada módulo diferente. Asimismo, los componentes similares entre los módulos serán identificados con números de referencia similares y una letra correspondiente a la letra asociada con el módulo (por ejemplo, módulo 34F, conector 38F, tablero de circuitos 46F, etc.) .

En las figuras 3 y 4, un módulo de conmutador de tacto ejemplar 34A es mostrado en la parte media entre un módulo de enchufe de pared 34B y un módulo de diodo emisor de luz (LED) 34C. El conector macho 38A en el módulo de conmutador de tacto 34A es atraído al conector hembra 3 8B en el módulo de

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL enchufe de pared 34B vía los conectores magnéticos descritos en detalle posteriormente en la presente. La misma manera de acoplamiento se aplica al módulo de conmutador de tacto 34A y el módulo de LED 34C que contiene un componente de LED de empaque de inmersión 50 acoplado (por ejemplo, soldado) al PCB 46C. Cuando los conectores magnéticos en los tres módulos ilustrados 34 se acoplan conjuntamente como en la figura 4 y el usuario oprime el conmutador de tacto 42 del módulo de conmutación 34A, se cierra el circuito y el LED 50 se ilumina. El módulo de energía 34B tiene un conector adaptador de energía 54 que desvía el voltaje de CD al módulo de energía 34B. Luego, los circuitos pre-integrados en el módulo de energía 34B hacen bajar el voltaje a un voltaje requerido, tal como por ejemplo 5 voltios en el ejemplo presente. Nótese que si el módulo de conmutador de tacto 34A es removido de entre los otros dos módulos, el módulo de LED 34C será atraído al módulo de energía 34B y el LED 50 permanecerá iluminado todo el tiempo. En el escenario mencionado anteriormente, hay un bloque de energía (la energía del enchufe de pared), un bloque de entrada (el conmutador) y un bloque de salida (el LED). Se debe entender que los bloques ejemplares 34 pueden ser reemplazados por otros bloques 34 que tienen otra funcionalidad. Por ejemplo, el bloque de LED 34C puede ser reemplazado por un bloque de zumbador y cuando el botón es oprimido, el zumbador hace un sonido audible.

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Cientos de otras combinaciones son posibles con bloques diferentes que tienen diferente funcionalidad, todos formando circuitos diferentes, con respuesta inmediata de los elementos y sin necesidad de programación, soldadura o ensamble de circuitos.

Refiriéndose ahora a las figuras 5 y 6, se ilustra una modalidad ejemplar de un conector magnético. En la modalidad ejemplar ilustrada, el conector es un conector magnético macho 38A. Los conectores magnéticos hembra pueden ser similares al conector macho, excepto que los conectores hembra pueden tener sondas de muelle 66 que se proyectan menos del conector. En algunas modalidades ejemplares, un par de conectores magnéticos 38A/B son acoplados eléctricamente a un PCB 46 para proveer un módulo 34. Alternativamente, cualquier número de conectores magnéticos pueden ser acoplados eléctricamente a un PCB 46, inclusive uno y estar dentro del espíritu y alcance pretendidos de la presente invención. El conector magnético ejemplar ilustrado 38A, versión macho en la presente, incluye un alojamiento 58 en el cual dos imanes 62 son moldeados con polos de superficie expuestos para actuar como los elementos polarizantes y de bloqueo entre los módulos 34. En algunas modalidades ejemplares, el alojamiento 58 puede ser fabricado de un material no conductor, tal como plástico. Incrustados en el alojamiento 58 están tres conductores eléctricos o sondas de

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL muelle 66 que son responsables de portar la corriente de un módulo 34 al módulo siguiente 34. Además y para soporte extra, el conector magnético 38A es montado sobre el PCB 46 por medio de lengüetas de montaje 70 sobre ambos lados del conector 38A. El conector macho descrito anteriormente se acopla con un conector hembra que se ve similar, sin embargo, las sondas de muelle 66 en el conector hembra pueden ser reemplazadas con placas de metal y la superficie expuesta al imán es opuesta a aquella del conector macho. En otras modalidades ejemplares, las sondas de muelle 66 en el conector hembra pueden ser similares a las sondas de muelle 66 en el conector macho, excepto que se pueden proyectar menos del alojamiento del conector 58 que las sondas de muelle 66 del conector macho. También nótese que cada conector (tanto macho como hembra) incluye una protuberancia 71 y una indentación o receptáculo 72 en el alojamiento 58. Las protuberancias 71 son aptas para insertarse y acoplarse con las indentaciones 72 en otros conectores, cuando los conectores son acoplados conjuntamente. Esta conexión entre las protuberancias 71 y la indentaciones 72 impide que los bloques 34 se deslicen entre sí. Este diseño asegura que los bloques 34 se acoplen conjuntamente para impedir el deslizamiento entre los bloques 34 y también facilita el acoplamiento de los bloques 34 de manera correcta. Los usuarios tienen un tiempo difícil haciendo conexiones

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL eléctricas erróneas o peligrosas como es menudo posible con otros componentes electrónicos. Esto hace al sistema de construcción electrónico presente 30 accesible y amigable para niños, aprendices y usuarios que tienen poca experiencia o no tienen experiencia en electrónica.

Mientras que el conector 3 8A mostrado en las figuras 5 y 6 incluye tres sondas de muelle 66, se puede usar cualquier número de sondas de muelle 66, incluyendo solo una o mucho más de tres para acomodar la corriente eléctrica y/o comunicación de un módulo 34 al módulo siguiente 34. Por ejemplo, el conector 38A puede incluir cuatro, cinco, seis o más líneas eléctricas. Además, se pueden usar muchos medios diferentes de sondas de muelle para transmitir corriente eléctrica y/o comunicación de un módulo 34 a otro módulo 34, como se reconocería por aquel de habilidad en la técnica. En cada sistema, el conector hembra 38B puede ser estructurado para recibir apropiadamente las sondas de muelle 66 u otros medios de transmisión de corriente del conector macho 38A, de tal manera que la corriente es transmitida apropiadamente entre los conectores 38A/B y los módulos 34. En otras modalidades ejemplares, los conectores pueden no incluir un conector hembra y un conector macho, sino que más bien, pueden incluir dos conectores estructurados similarmente que se acoplan y facilitan la transferencia de corriente eléctrica y/o comunicación eléctrica de un módulo 34 a otro

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL módulo 34.

Con referencia a la figura 7, se ilustra otra configuración ejemplar de módulos o bloques 34 y esta configuración ejemplar provee un módulo de sensor de presión 34D. En la modalidad ejemplar ilustrada, el módulo de energía es un bloque de batería 34E, tal como por ejemplo, un bloque de batería de botón. En este bloque 34E, una batería de botón 82 alimenta poco más de 3 voltios escalados hacia arriba a 5 voltios por el circuito electrónico ejemplar ilustrado. El circuito también incluye un circuito de protección de descarga que demuestra un ejemplo como se puede diseñar el sistema de construcción electrónico 30 para hacer el sistema más fácil de usar y seguro para los usuarios. El circuito puede también incluir un conmutador incrustado que permite que el usuario encienda o apague el bloque de batería 34E para no desperdiciar la energía de la batería. El siguiente bloque conectado al bloque de batería 34E es el módulo de sensor de presión 34D que lee la cantidad de presión aplicada a un componente de sensor de presión 86 y emite el voltaje en el intervalo de 0 a 5 voltios, dependiendo de la cantidad de presión aplicada. A medida que se aplica más presión al componente de sensor de presión 86, se transmite voltaje más alto a los módulos siguientes. En este ejemplo, los módulos siguientes incluyen un bloque de motor de vibración 34F y un bloque de LED 34G, ambos de los cuales respectivamente vibran

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL más y se iluminan más brillantes a medida que la presión aplicada se incrementa. Las figuras 3, 4 y 7, entre otras, ilustran como el sistema de construcción electrónico 30 es autónomo y no requiere ninguna plataforma de elementos físicos o computadora sean conectados. El sistema ejemplar descrito anteriormente podría ser usado, por ejemplo, por un niño que desea crear su versión de medidor de intensidad de carnaval. A medida que se aplica presión con más fuerza por medio de un dedo o martillo, el juguete vibra más y el LED 98 se vuelve más brillante.

En algunas modalidades ejemplares, cada módulo 34 puede incluir circuitos de control y protección para facilitar una operación segura y fácil del módulo 34. Adicionalmente, cada módulo 34 puede incluir un componente de amplificador operacional usado en una configuración de regulador con el fin de reducir la cantidad de consumo de corriente global en el sistema global 30 de módulos acoplados 34. Esto ayuda a facilitar la disposición en cascada de múltiples módulos 34 sin pérdida significativa de energía, también como escalar el sistema 30 como se desee. En otras modalidades ejemplares, el sistema 30 puede incluir un módulo de refuerzo en el sistema global de módulos acoplados 34 con el fin de reforzar la corriente y/o energía que viaja a través de las líneas de energía y asegurar el funcionamiento apropiado de todos los módulos 34 en el sistema 30.

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Más allá de ser apto de producir comportamientos discretos al disponer en cascada los módulos 34, el sistema de construcción electrónico 30 permite la programación de cierto comportamiento y estética de los módulos 34 por medio 5 de controles. En la figura 8, se muestra un bloque de LED de rojo verde azul (RGB) ejemplar 34H. En este módulo 34H, el color de salida del LED RGB 102 es controlado por el valor de una combinación de tres potenciómetros o perillas 106 provistos en el módulo 34H. Al cambiar el valor de cada 10 potenciómetro (uno para rojo, uno para verde, uno para azul) usando un destornillador 110 u otro dispositivo, el usuario es apto de ajustar el LED 102 a un color deseado. En otras modalidades ejemplares, los potenciómetros 106 de este bloque 34H podrían ser provistos separados del tablero de circuitos 15 mismo y el color del LED RGB 102 podría ser modificado externamente. En modalidades ejemplares adicionales, los potenciómetros pueden incluir perillas u otros dispositivos ajustables manualmente, eliminando mediante esto la necesidad de herramientas para efectuar el ajuste.

Todavía otro ejemplo de programación de comportamiento del sistema de construcción electrónico 30 por medio de controles es mostrado en la figura 9. Otra vez, el usuario es apto de programar el comportamiento del circuito mediante manipulación de elementos físicos y sin ninguna escritura de 25 códigos. En la modalidad ejemplar ilustrada, se muestra una

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL batería de 9 voltios 114 y es parte del módulo de energía 341 que es conectado a un módulo de sensor de temperatura 34J que incluye un componente de umbral, seguido por un módulo de audio 34K. En este ejemplo, el módulo de sensor de temperatura 34 J puede ser más avanzado que un módulo de sensor tradicional. El bloque 34J comprende un potenciómetro 118 que puede ser ajustado para establecer un umbral de temperatura. Si la temperatura detectada por el sensor de temperatura 122 está por encima del umbral de temperatura establecido, el módulo 34J emite una lectura alta. Este es un ejemplo de integración de la lógica con los bloques análogos más simples con el fin de habilitar configuraciones de circuitos complejas. En este ejemplo, una salida de una lectura alta del módulo de sensor de temperatura 34J provocará que el módulo de audio 34K se active y que un altavoz 126 reproduzca un mensaje pre-grabado asociado con la lectura alta. Por ejemplo, este circuito ejemplar podría ser usado por una persona que desea que una alarma active el aire acondicionado. Cuando la temperatura excede una temperatura de umbral pre-establecida, el módulo de audio 34K podría reproducir el mensaje tiempo de encender el aire acondicionado. También, el módulo de audio 34 puede ser reemplazado en lugar de esto con un módulo de ventilador, que puede ser activado al recibir una señal de lectura de temperatura alta del módulo de sensor de temperatura 34J.

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En algunas modalidades ejemplares, el módulo de sensor de temperatura puede incorporar un conmutador de modo 130 que puede cambiar el comportamiento del bloque 34J de normalmente bajo a normalmente alto. En contraste a la 5 primera configuración explicada (que fue normalmente baja), una configuración normalmente alta provocaría que el módulo 34J emita una lectura alta, excepto cuando la temperatura excede el umbral. Esto significa que el módulo de audio 34K estaría reproduciendo recurrentemente hasta que la habitación 10 se vuelve más caliente, punto en el cual el módulo de audio 34K cesaría de emitir audio. Estos controles, además de los bloques pre-programados, bloques lógicos y bloques de estado, permitirán que el sistema 30 habilite prototipos y circuitos complejos sin ningún conocimiento de programación o 15 electrónica.

Refiriéndose ahora a la figura 10, se ilustra un kit ejemplar 132. En la modalidad ejemplar ilustrada, el kit 132 puede incluir una pluralidad de módulos o bloques 34 y un sustrato o tablero de montaje 134 sobre el cual los módulos 20 34 pueden ser colocados, soportados y/o conectados. El tablero de montaje 134 puede ser de cualquier tamaño y puede ser fabricado de cualquier material. En algunas modalidades ejemplares, el tablero de montaje 134 es fabricado de un material no conductor. Adicionalmente, el kit 132 puede 25 incluir un recipiente 138 en el cual se pueden almacenar los

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL módulos 34 cuando no están en uso. La pluralidad de bloques 34 y sustrato 134 pueden ser el comienzo de un kit o biblioteca que un usuario agrega al crear o adquirir nuevos módulos y kits, todos encajando conjuntamente como parte del sistema de construcción electrónico 30. La descripción y dibujos previos tienen como objetivo servir como ejemplos de configuraciones y módulos habilitados por el sistema. Estos no son de ninguna manera restrictivos o limitantes y aquellos de habilidad ordinaria en la técnica entenderán y apreciarán la existencia de variaciones, combinaciones y equivalentes de las modalidades, métodos y ejemplos en la presente.

Con referencia a las figuras 11 - 16, los módulos 34L, 34M, 34N, 34P, 34Q y 34R puede ser configurados de manera única para proveer una indicación visual rápida a un usuario de la función de cada módulo. Los módulos pueden ser configurados de manera única de cualquier manera y tener cualquier característica para identificar la funcionalidad de los módulos. Adicionalmente, cualquier porción del módulo 34 puede ser configurada de manera única y tener cualquier característica para representar el elemento de configuración única. Por ejemplo, los módulos pueden tener una característica que identifica de manera única los módulos mediante codificación de colores, plantillas o pueden incluir estructuración única tales como formas, alojamientos, interconexión o acoplamientos, etc. Las modalidades

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL ejemplares ilustradas demuestran la codificación de colores de los conectores 38 como la manera ejemplar de configurar de manera única los módulos para proveer indicadores visuales en cuanto a la función de los módulos. Sin embargo, se debe entender que esta modalidad ejemplar ilustrada de los conectores codificados por colores 38 no pretende ser limitante y que los módulos pueden ser configurados de manera única de cualquier manera y estar dentro del espíritu y alcance de la presente invención. La funcionalidad de los módulos identificados por las configuraciones y características únicas puede ser cualquier tipo o nivel de funcionalidad. Por ejemplo, las configuraciones únicas pueden indicar que los módulos son módulos de entrada, módulos de energía, módulos de cableado, módulos de salida, etc. En otros ejemplos, las configuraciones únicas de los módulos pueden ser más específicas, tales como por ejemplo, un módulo de LED, un módulo de batería de 9 voltios, un módulo de batería de celda, un módulo de potenciómetro, un módulo de conmutador, un módulo de sensor de presión, un módulo de impulso, un módulo de botón, un módulo de motor de vibración, un módulo de cableado, etc.

En la modalidad ejemplar ilustrada, la codificación por colores provee al usuario una confirmación visual rápida del tipo de módulo, la funcionalidad del módulo, también como permitir que el usuario aprenda que combinaciones de colores

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL son posibles. Para representar conectores 38 que tienen varios colores en las figuras 11 - 16, los conectores 38 son sombreados de maneras diferentes. El sombreado de los conectores 38 de maneras diferentes para ilustrar colores es una manera ejemplar de representar varios colores y no pretende ser limitante. Otras maneras de representar diferentes colores son contempladas y se pretende que todas de tales estén dentro del espíritu y alcance de la presente invención. Adicionalmente, los conectores 38 son aptos de tener cualquier color y no están limitados a los colores ejemplares y sombreado asociado incluido en las figuras.

De acuerdo con una modalidad ejemplar como se muestra en la figura 11, los módulos de cableado 34L pueden incluir conectores anaranjados 38L. Tras la lectura del manual de instrucciones, recibir instrucción en línea o por medio de prueba y error, el usuario aprende que los conectores anaranjados 38L se pueden conectar a otros conectores anaranjados 38L, a conectores verdes 38M, 38N de los módulos de salida (la figura 12 ilustra una gráfica de barras 34M y la figura 13 ilustra un motor de vibración 34N) y/o los conectores rosa 38P, 38Q de los módulos de entrada (la figura 14 ilustra un módulo de impulso 34P y la figura 15 ilustra un sensor de presión 34Q), dependiendo del sistema 30 que el usuario está intentando construir. Cada sistema 30 requerirá probablemente un módulo de energía (la figura 16 ilustra un

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL módulo de energía de enchufe de pared 3 4R), que incluirá conectores codificados de color azul 38R de acuerdo con una modalidad ejemplar. En esta modalidad ejemplar ilustrada y con referencia a la figura 17 que ilustra un kit 132 asociado con el sistema ejemplar, el kit 132 puede incluir un módulo de energía azul 34R, uno o más módulos de cableado anaranjados 34L, una pluralidad de módulos de entrada rosa 34P, 34Q, 34S, 34T y una pluralidad de módulos de salida verdes 34M, 34N, 34ü, 34V. Otros kits ejemplares pueden incluir cualquier número de módulos 34 que incluyen cualquier funcionalidad posible y estar dentro del espíritu y alcance planeado de la presente invención.

Refiriéndose a la figura 18, se ilustra otro sistema ejemplar 30 que incluye una pluralidad de módulos ejemplares 34W, 34X y 34Y y un tablero o sustrato de montaje 148 sobre el cual se pueden acoplar y soportar los módulos. El sistema 30 ilustrado en la figura 18 es apto de incluir cualquier tipo de módulo descrito en la presente o cualquier otro tipo de módulo que tenga cualquier tipo de funcionalidad. Así, los módulos ejemplares ilustrados y descritos en la presente en relación con la figura 18 no pretenden ser limitantes. El tablero de montaje 148 puede ser de cualquier tamaño y puede ser fabricado de cualquier material. En algunas modalidades ejemplares, el tablero de montaje 148 puede ser de 10 cm (4 pulgadas) por 3 0 cm (12 pulgadas) . En otras modalidades

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL ejemplares, el tablero de montaje 148 puede ser fabricado de cualquier material no conductor. En modalidades ejemplares adicionales, el tablero de montaje 148 puede ser descompuesto o separado de otra manera en porciones más pequeñas a un tamaño deseado apropiado a la aplicación deseada. En tales modalidades, el tablero de montaje 148 puede ya sea ser fabricado de un material y tener una configuración que permitan la ruptura o separación del tablero de montaje 148 en porciones más pequeñas o el tablero de montaje 148 puede incluir perforaciones, áreas de espesor disminuido u otras características estructurales que proporcionen sitios predeterminados para facilitar la fácil ruptura o separación del tablero de montaje 148 en porciones más pequeñas.

Como se indica anteriormente, los módulos son aptos de tener una variedad de tipos de funcionalidad diferentes e incluir los conectores, tableros de circuitos apropiados y componentes eléctricos asociados acoplados a los tableros de circuitos para efectuar la funcionalidad deseada. Los módulos mostrados en la modalidad ejemplar ilustrada son por propósitos ejemplares y demostrativos y no pretenden ser limitantes. Los módulos ilustrados ejemplares incluyen un módulo de energía de pared 34W (energía), un módulo de gráfica de barras 34X (entrada) y módulo de LED 34Y (salida).

Refiriéndose ahora a las figuras 19 - 21, se ilustra cada módulo 34X y 34Y y cada uno incluye un par de conectores

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152 y un tablero de circuitos 156 apropiados a la funcionalidad deseada de la máquina. El módulo puede incluir los componentes eléctricos apropiados para efectuar la funcionalidad deseada del módulo. Cada conector 152 incluye un alojamiento 160 que consiste de dos porciones 160', 160 (véase figura 21) acoplados conjuntamente, un par de imanes 164 y una pluralidad de conductores eléctricos 168. Las dos porciones del alojamiento 160 pueden ser acopladas conjuntamente de una variedad de maneras, tal como por ejemplo, estampado térmico, soldadura ultrasónica, adhesión, ajuste a presión, ajuste por fricción, ajuste de interferencia, ajuste de inserción u otra manera de fijación positiva, etc., y pueden ser fabricadas de una variedad de materiales diferentes tales como por ejemplo plástico (por ejemplo, plástico ABS) u otros materiales no conductores. Una primera porción 160' del alojamiento define una cavidad 172 para recibir la segunda porción 160 del alojamiento en la misma. La cavidad 172 es formada complementariamente a la segunda porción 160 para asegurar que la superficie superior 176 de la segunda porción 160 esté sustancialmente nivelada con la superficie superior 180 de la primera porción 160' (véanse figuras 20 y 21) y la superficie lateral 184 de la segunda porción 160 esté nivelada con la superficie lateral 188 de la primera porción 160', cuando las dos porciones 160', 160 son acopladas conjuntamente.

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La primera porción 160' del alojamiento también define un par de aberturas de imán 192 (véase figura 21) en la superficie lateral 196 del mismo, en las cuales los imanes 164 son soportados. En la modalidad ilustrada, los imanes 164 son de forma cilindrica, proporcionando mediante esto una sección transversal circular tomada a lo largo de un plano perpendicular a la extensión longitudinal del imán 164. Así, las aberturas de imán 192 definidas en la primera porción 160' del alojamiento son de forma circular. Se debe entender que los imanes 164 pueden tener cualquier forma y las aberturas de imán 192 pueden similarmente tener cualquier forma que complemente la forma de los imanes 164. Por ejemplo, si la forma de sección transversal de los imanes es cuadrada, entonces las aberturas de imán en la primera porción del alojamiento pueden ser cuadradas. En otras modalidades ejemplares, las aberturas de imán pueden tener formas que no son complementarias -a la forma del imán. En tales modalidades, la abertura de imán puede ser de cualquier forma que impida que el imán pase a través de la abertura magnética y escape del alojamiento 160 del conector. Por ejemplo, el imán puede ser de forma cilindrica, proporcionando mediante esto una sección transversal circular y la abertura de imán pueden ser cuadradas, de tal manera que el cuadrado es dimensionado suficientemente pequeño para impedir que el imán pase a través de la abertura.

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Adicionalmente, la primera porción 160' del alojamiento define aberturas 200 del conductor eléctrico en la superficie lateral 196 del mismo para recibir y soportar una porción de los conductores eléctricos 168 (descritos en más detalle posteriormente en la presente). En la modalidad ejemplar ilustrada, las aberturas 200 del conductor eléctrico son de forma circular complementaria a la forma de una porción de los conductores eléctricos 168 recibidos en las mismas. Similarmente a las aberturas 192 de imán, las aberturas 200 del conductor eléctrico pueden tener cualquier forma y ser complementaria a la forma de una porción de los conductores eléctricos 168 recibidos en las mismas.

La primera porción 160' del alojamiento define además una pluralidad de ranuras 204 del conductor (véase figura 21) en la superficie inferior 2 08 de la misma para recibir los conductores 168 en la misma cuando el alojamiento 160 es ensamblado. Cada ranura 204 del conductor incluye un extremo superior 212 que tiene una primera dimensión, un extremo inferior 216 que tiene una segunda dimensión más pequeña que la primera dimensión y superficies laterales ahusadas 220 que se estrechan de más grande a pequeña desde el extremo superior 212 al extremo inferior 216. La forma de las ranuras 204 del conductor es complementaria a la forma de los conductores eléctricos 168 con el fin de proveer soporte suficiente a los conductores eléctricos 168 cuando el

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL alojamiento 160 es ensamblado.

Además, la primera porción 160' del alojamiento incluye un par de proyecciones 224 que se extienden hacia abajo desde una superficie inferior 208 de la misma para acoplar el conector 152 al tablero de circuitos 156 del módulo 34. En la modalidad ejemplar ilustrada, las proyecciones 224 son de forma cilindrica y se pueden insertar a las aberturas 228 (véase figura 20) definidas en el tablero de circuitos 156. Subsecuentemente a insertar las proyecciones 224 a las aberturas 228 del tablero de circuitos, las proyecciones 224 a las aberturas 228 del tablero de circuitos, las proyecciones 224 puede ser deformadas para impedir que se extraigan de las aberturas 228 en el tablero de circuitos 156. Las proyecciones 224 pueden ser deformadas de una variedad de maneras diferentes, tales como por ejemplo, fusión o calentamiento de las proyecciones 224, doblado, aplastamiento o cualquier otra manera que deforme suficientemente las proyecciones 224 para impedir que se extraigan de las aberturas 228 en el tablero de circuitos 156.

El alojamiento 160 también define un receptáculo 232 en la superficie lateral del mismo e incluye una proyección 236 que se extiende desde la superficie lateral y colocada adyacente al receptáculo 232. Tal receptáculo 232 y proyección 236 están incluidos en cada alojamiento de

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL conector 160 y ayudan con la colocación apropiada y acoplamiento conjuntamente de los módulos 34. El receptáculo 232 es formado complementario a la forma de la proyección 236, de tal manera que cuando una proyección 236 es recibida en el receptáculo 232, la proyección 236 llena sustancialmente el receptáculo 232. Cuando se acoplan dos módulos 34 conjuntamente, tales como los módulos 34X y 34Y, los conectores 152 son alineados con la proyección 2 36 en cada conector 152 alineado sustancialmente con el receptáculo 232 en el otro conector 152 y los módulos 34X y 34Y son movidos conjuntamente hasta que la fuerza magnética de los cuatro imanes 164 en los dos conectores 152 es suficiente para atraer los conectores 152 conjuntamente, provocando mediante esto que las proyecciones 23 6 se inserten a los receptáculos 232. Tras la conexión, las proyecciones 236 y receptáculos 232 de los conectores 152 cooperan para impedir el movimiento sustancial lateral y vertical de los módulos 34X y 34Y entre sí.

Con referencia continua a las figuras 19 - 21, la primera porción 160' del alojamiento incluye un par de elementos de montaje 240 que se extienden hacia debajo de ahí y aptos para conectarse con receptáculos formados complementariamente 244 definidos en el tablero de montaje 148 (véase figura 18) . Los elementos de montaje 24 0 y los receptáculos 244 están configurados para proveer soporte

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL apropiado a los módulos 34 cuando son montados sobre el tablero de montaje 148. En la modalidad ejemplar ilustrada, los elementos de montaje 240 tiene una forma que consiste de un cuarto de círculo y los receptáculos 244 sobre el tablero 5 de montaje 148 son de forma circular (véase por ejemplo figura 19 con respecto a los elementos de montaje 240) . Cuando dos conectores 152 en módulos adyacentes 34 son acoplados conjuntamente, los dos elementos de montaje 240 sobre los dos conectores 152 forman un semicírculo que puede 10 encajar a fricción a los receptáculos 244 en el tablero de montaje 148. El tablero de circuitos 156 puede tener varias longitudes y anchos configurados para proveer separación apropiada entre los módulos 34 y el tablero de montaje 148. Por ejemplo, como se muestra en la figura 18, el tablero de 15 circuitos 156 incluido en el módulo 34Y tiene una longitud de tal manera que, con los conectores 152 dispuestos sobre cada extremo del tablero de circuitos 156, los elementos de montaje 240 sobre un extremo del tablero de circuitos 156 son dispuestos dentro de receptáculos 244 que están separados 20 cuatro receptáculos a lo lejos de los receptáculos 244, en los cuales los elementos de montaje 240 sobre el extremo opuesto del tablero de circuitos 156 están dispuestos. En otras palabras, hay tres receptáculos 244 entre los conectores 152 sobre los extremos opuestos del tablero de 25 circuitos 156 del módulo 34Y. En otro ejemplo, el tablero de

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL circuitos 156 incluido en el módulo 34X mostrado en la figura 18 tiene una longitud que es mayor que la longitud del tablero de circuitos del módulo 34Y. Para el módulo 34X, los conectores 152 dispuestos sobre cada extremo del tablero de circuitos 152 son dispuestos en receptáculos 244 que están separados cinco receptáculos alejados de los receptáculos 244 en los cuales los elementos de montaje 240 sobre el extremo opuesto del tablero de circuitos 156 del módulo 34X están dispuestos. En este ejemplo, hay cuatro receptáculos 244 entre el conector 152 sobre los extremos opuestos del tablero de circuitos 156 del módulo 34Y. Así, el tablero de circuitos 156 puede ser provisto con varias longitudes, mientras que también acomoda el espaciamiento apropiado entre los receptáculos 244 en el tablero de montaje 148.

Además, cuando dos conectores 152 son acoplados conjuntamente como se muestra en la figura 19, una superficie del borde externo 157 del tablero de circuitos 156 puede ser dispuesta sustancialmente nivelada con una superficie externa 151 de los conectores 152, la superficie externa del conector es una superficie lateral exterior, el conector incluye una superficie de extremo exterior que es diferente de la superficie lateral exterior del conector. Alternativamente, la superficie del borde externo del tablero de circuitos puede ser dispuesta hacia adentro o hacia afuera de la superficie externa de los conectores. En otras palabras, en tales alternativas, la superficie del borde externo no está nivelada con la superficie externa de los conectores.

Con referencia continua a las figuras 19 - 21, los

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL conductores eléctricos 168 tiene una característica de muelle que permite el movimiento de los conductores 168 como resultado de fuerzas aplicadas a los mismos. Esta característica de muelle que facilita el movimiento de los conductores 168 ayuda a mantener el contacto con los conductores eléctricos 168 en un módulo adyacente 34 acoplado al módulo presente 34 durante la manipulación de los módulos 34. Tal manipulación puede dar como resultado fuerzas aplicadas a los módulos 34 que provocan el movimiento de los módulos 34 entre sí. En algunas modalidades, los conductores eléctricos 168 en módulos adyacentes pueden tener diferentes longitudes, de tal manera que los conductores eléctricos 168 se extienden del alojamiento 160 a distancias variables. Por ejemplo, los conductores eléctricos 168 mostrados en la figura 19 tienen una longitud que es mayor que la longitud de los conductores eléctricos 168 mostrados en la figura 20. En tales modalidades, un conector 152 que tiene conductores eléctricos 168, tales como aquellos mostrados en la figura 19 puede ser acoplado a un conector 152 que tiene conductores eléctricos 168, tales como aquellos mostrados en la figura 20 y los conductores eléctricos correspondientes 168 pueden ejercer una fuerza de muelle (o impulsada por muelle) entre sí para mantener sustancialmente la colocación de los conjuntos acoplados de conductores eléctricos 168 mientras que los dos conectores 152 son acoplados conjuntamente. En

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL otras palabras, como se describe anteriormente para modalidades previas, el conector 152 puede ser un conector macho o un conector hembra que puede ser acoplado casantemente con el otro tipo de conector (por ejemplo, un conector hembra o un conector macho, respectivamente). En la modalidad ejemplar ilustrada, cada conductor eléctrico 168 incluye una porción de conexión 248 (véase figura 21) colocada dentro de una abertura de conductor eléctrico respectiva 200, una porción de acoplamiento 252 que se extiende hacia abajo y apta para conectarse y comunicarse eléctricamente con el tablero de circuitos 156 y una porción media 256 (véase figura 21) que se extiende entre la porción de conexión 248 y la porción de acoplamiento 252. La porción de conexión 248 es apta para conectarse con un conductor eléctrico 168 de un módulo adyacente 34 acoplado al módulo presente 34. Debido a que el conductor eléctrico 168 es fabricado de un material conductor, la corriente eléctrica viaja a través del conductor eléctrico 168 del módulo presente 34 a su tablero de circuitos 156. Cada conductor eléctrico 168 incluye una porción ampliada 260 (véase figura 21) colocada entre los extremos del conductor 168 que encaja dentro de una ranura de conductor respectiva 204. La porción ampliada 260 tiene una forma complementaria a la ranura de conductor 204 para proveer soporte vertical y horizontal al conductor eléctrico 268 cuando el alojamiento 160 es

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL ensamblado. En la modalidad ejemplar ilustrada, la porción ampliada 260 incluye una porción ahusada 264 (véase figura 21) que complementa las superficies ahusadas 220 de la ranura del conductor 204.

Refiriéndose ahora a las figuras 22 y 23, un elemento de soporte 268 es acoplado a dos módulos acoplados conjuntamente 34 para proveer soporte adicional a los módulos acoplados 34. En algunas modalidades ejemplares, el elemento de soporte 268 es usado en lugar del tablero de montaje 148 para proveer a los módulos 34 con soporte adicional. En otras modalidades ejemplares, el elemento de soporte 268 puede estar configurado para permitir que tanto el elemento de soporte 268 como el tablero de montaje 148 provean soporte a dos módulos acoplados conjuntamente 34. En la modalidad ejemplar ilustrada, el elemento de soporte 268 incluye un par de receptáculos 280 definidos en una superficie superior 276 del mismo para recibir elementos de montaje 240 de módulos acoplados conjuntamente 34. Los receptáculos 280 en los elementos de soporte 268 son dimensionados, formados y espaciados similarmente como los receptáculos 244 en el tablero de montaje 148. El elemento de soporte 268 también tiene una altura H que, cuando dos módulos 34 son acoplados entre sí y al elemento de soporte 268, la superficie superior 276 del elemento de soporte 268 está sustancialmente nivelada con y se acopla o conecta con la superficie inferior 288 del alojamiento 160. También, en la modalidad ejemplar ilustrada, el elemento de soporte 268 incluye un ancho W1 que es sustancialmente similar al ancho W2 de dos conectores acoplados conjuntamente 152 y una longitud L1 que es sustancialmente similar a la longitud L2 de los dos módulos acoplados conjuntamente 34. Alternativamente, el elemento de soporte 268 puede tener configuraciones diferentes que la modalidad ejemplar ilustrada, en tanto que el elemento de soporte 268 proporcione soporte a los módulos acoplados conjuntamente 34. Cuando múltiples módulos 34 en un sistema 30 son acoplados conjuntamente, el elemento de soporte 268 puede ser acoplado a cada par de conectores acoplados conjuntamente 152 en el sistema 30. Así, el sistema 30 puede incluir cualquier número de elementos de soporte 268 en el mismo y estar dentro del espíritu y alcance pretendido de la presente invención.

Los sistemas ejemplares 30 revelados en la presente son aptos para cooperar con otros tipos de sistemas para traer la funcionalidad y aspectos de los sistemas ejemplares 30 a otros tipos de sistemas. Los sistemas ejemplares 30 pueden cooperar con cualquier tipo de otro sistema y estar dentro del espíritu y alcance propuestos de la presente invención. Con referencia a las figuras 24 y 25, se muestra un tablero de montaje ejemplar 148 de un sistema ejemplar 3 0 de la presente invención que coopera con un sistema de bloques de

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL construcción de juguetes 292, tal como por ejemplo, un sistema de bloques de construcción LEGO® 292. Los sistemas ejemplares ilustrados no pretenden ser limitantes, sino que más bien, son para propósitos ejemplares y demostrativos. En la modalidad ejemplar ilustrada, el tablero de montaje 148 está configurado para cooperar con el sistema de bloques de construcción ejemplar LEGO® 292 y en particular está configurado para acoplarse con un sistema de bloques LEGO® 292. Un primer lado 296 del tablero de montaje 148 (por ejemplo, un lado superior) incluye la pluralidad de receptáculos 244 espaciados apropiadamente para recibir conectores 152 de los módulos 34. Un segundo lado 298 del tablero de montaje 148 (por ejemplo, un lado inferior) incluye una pluralidad de proyecciones 300 que tienen cavidades 304 definidas en las mismas, que están espaciadas apropiadamente entre sí para facilitar el acoplamiento al sistema de bloques de construcción LEGO® 292. Como se indica anteriormente, los sistemas 30 de la presente invención se pueden acoplar a cualquier tipo de otros sistemas y así, el segundo lado 298 del tablero de montaje 148 puede estar configurado de cualquier manera para acomodar cualquier tipo de otro sistema al cual se pretende acoplar el tablero de montaje 148.

Se debe entender que las estructuras, elementos, funcionalidad y otras características de las varias

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL modalidades de los sistemas revelados en la presente e ilustrados en las figuras 1-25 pueden ser combinados entre sí de cualquier manera y en cualquier combinación y que se pretende que todas de tales maneras y combinaciones estén dentro del espíritu y alcance de la presente invención. Por ejemplo, un(os) adaptador(es) o elemento de pata puede ser incluido para ajustar la altura de un conector, de tal manera que diferentes modalidades de conector pueden ser acopladas a un tablero de circuitos común o diferentes combinaciones de tablero de circuitos/conector pueden ser acopladas conjuntamente. Por ejemplo, un adaptador puede ser acoplado a una porción inferior del conector 3 8A (véase figura 5) para incrementar la longitud o altura del conector 38A de tal manera que el conector 38A puede ser acoplado al tablero de circuitos 156 junto con un conector 152. En otro ejemplo, un adaptador puede ser acoplado a una porción inferior del conector 38M (véase figura 12) para incrementar la longitud o altura del conector 38M en relación con un tablero de circuitos, de tal manera que el conector 38M puede ser acoplado a un tablero de circuitos diferente 156 que tiene un conector 152. Tales adaptadores pueden por ejemplo ser acoplados adhesivamente a una porción inferior del conector 38A o el conector 38M. En algunas modalidades, el adaptador puede incluir un elemento de montaje o porción similar a los elementos de montaje 240 descritos anteriormente, de tal

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL manera que el adaptador se puede conectar con receptáculos formados complementariamente (por ejemplo, receptáculo 244 descritos anteriormente) definidos en un tablero de montaje (por ejemplo, tablero de montaje 148 mostrado en la figura 18) .

Aunque se muestra y describe que las modalidades de los módulos 34 tienen un conector (por ejemplo, conectores 38 y 152) acoplado a un extremo o dos extremos o bordes opuestos de un tablero de circuitos (por ejemplo, tableros de circuitos 46 y 156), en otras modalidades, un módulo 34 puede incluir conectores acoplados a más de dos extremos o bordes de un tablero de circuitos. Por ejemplo, cada una de las figuras 26A-26D son una ilustración esquemática de una vista superior de un módulo que incluye un tablero de circuitos y uno o más conectores. Los módulos de las figuras 26A-26D puede incluir varias modalidades diferentes de un conductor y/o tablero de circuitos como se describe en la presente.

La figura 26A ilustra un módulo 334A que incluye un tablero de circuitos 356A y un conector 352A acoplado a un solo borde o porción del extremo del tablero de circuitos 356A. La figura 26B ilustra un módulo 334B que incluye un tablero de circuitos 356B y dos conectores 352B acoplado a un solo borde o porción de extremo del tablero de circuitos 356B. La figura 26C ilustra un módulo 334C que incluye un tablero de circuitos 356C y tres conectores 352C acoplados a

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL tres bordes diferentes o porciones del extremo del tablero de circuitos 356C. La figura 26D ilustra un módulo 334D que incluye un tablero de circuitos 356D y cuatro conectores 352d acoplados a cuatro bordes diferentes o porciones del extremo del tablero de circuitos 356D.

Las figuras 27A y 27B son ilustraciones esquemáticas de modalidades de un módulo que muestra bordes laterales de un tablero de circuitos en relación con un borde lateral o superficie de un conector. La figura 27A ilustra un módulo 434A que tiene una tablero de circuitos 456A y dos conectores 452A acoplados al tablero de circuitos 456A. En esta modalidad, cuando los conectores 452a son acoplados al tablero de circuitos 456A, los bordes laterales 457A del tablero de circuitos 456A son dispuestos hacia adentro de los bordes laterales o superficies 451A de los conectores 452A. Aunque no se muestra, en otras modalidades, los bordes laterales de un tablero de circuitos pueden estar dispuestos hacia afuera de los bordes laterales o superficies de los conectores. La figura 27B ilustra un 434B módulo que tiene un tablero de circuitos 456B y dos conectores 452B acoplados al tablero de circuitos 456B. En esta modalidad, cuando los conectores 452b son acoplados al tablero de circuitos 456B, los bordes laterales 457B del tablero de circuitos 456B son dispuestos sustancialmente nivelados con los bordes laterales o superficies 451B de los conectores 452B.

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Como se describe anteriormente en los muchos ejemplos de módulos y sistemas, numerosos módulos pueden ser acoplados conjuntamente para obtener varias funcionalidades de los sistemas. Los módulos pueden ser acoplados en cascada, en donde la inclusión de un módulo en el sistema puede afectar la funcionalidad de los módulos corriente abajo de una primera manera y la inclusión de un módulo diferente en el sistema puede afectar la función de los módulos corriente abajo de otra manera diferente de la primera manera. Esto es, los módulos acoplados conjuntamente en un sistema pueden tener dependencias entre sí para afectar la funcionalidad de los mismos y de todo el sistema. Un ejemplo simple para demostrar este concepto, pero que no pretende ser limitante, comprende un sistema que incluye tres módulos: Un módulo de energía, un módulo de botón y un módulo de LED. El módulo de botón y el módulo de LED son dependientes del módulo de energía y el módulo de LED es dependiente del módulo de botón. Para demostrar la dependencia el módulo de botón y el módulo de LED del módulo de energía, considérese lo siguiente: Si el módulo de energía no está proporcionando energía, ni el módulo de botón ni el módulo de LED pueden funcionar de su manera diseñada. Similarmente, para demostrar la dependencia del módulo de LED del módulo de botón, si el botón no es oprimido o activado de otra manera para cerrar el circuito, el módulo de LED no será iluminado y si el botón es

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INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL oprimido, el módulo de LED se iluminará. En otras palabras, los módulos en cascada en un sistema afectan la operación y funcionalidad de los módulos corriente abajo.

La descripción anterior ha sido presentada por propósitos de ilustración y descripción y no pretende ser exhaustiva o limitar la invención a la forma precisa revelada. La descripción fue seleccionada para explicar los principios de la invención y su aplicación práctica para permitir que otros experimentados en la técnica utilicen la invención en varias modalidades y varias modificaciones como sean apropiadas al uso particular contemplado. Aunque se han mostrado y descrito construcciones particulares de la presente invención, otras construcciones alternativas serán evidentes para aquellos experimentados en la técnica y están dentro del alcance propuesto de la presente invención.

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