第9课程序设计智能风扇教学案.docx

1、第9课 程序设计智能风扇教学案第9课 程序设计智能风扇教学案一、提出问题 在前面的课程中，我们制作了手摇风扇，如图9-1所示。那么如何让风扇更加智能呢?在日常生活中，我们都是通过开关来控制风扇，这节课我们就来给风扇加上开关，通过开关来控制风扇的转动。 二、联想 我们要利用EV3控制器(图9-2)控制风扇的转动。并且要使用一个按钮当作开关去控制风扇转动的开始和停止。图9-1 手摇风扇 图9-2 EV3控制器三、要求 智能风扇制作 1. 使用EV3控制电机转动风扇 2. 通过开关控制风扇转动四、构建 技能牌：触动传感器 触动传感器相当于是机器人的手，当触动传感器的红色触点被按下或松开的时候，这些事

2、件都可以被机器人所感知,如图9-3所示。乐高触动传感器有三种状态：按压、松开和碰撞。 图9-3 触动传感器 按压：当触点被按下后，触动记数加1。 松开：当触点松开后，触动记数加1。 碰撞：当触点按下，然后松开后，触动记数加1。 智能风扇的安装1.电机的选择电机选择乐高的中型电机，又称为高速电机，如图9-4所示。它的转速在每分钟250转。但是中型电机的扭矩相对较小。图9-4 乐高中型电机2.电机的安装将风扇的手柄去掉，把电机直接安装在这个位置。这时会发现风扇会往电机这一侧倾斜，为了调整好重心，在另一侧安装一个黑色的配重块。这样使风扇能够平稳地立在桌面上，如图9-5所示。图9-5 中型电机控制风扇

3、转动3. 安装触动与3控制器 电机通过数据线连接在输出口A，触动传感器通过数据线连接在输入口1，如图9-6所示。 图9-6 EV3控制风扇转动五、算法与程序 算法： 当第一次按下触动传感器时，风扇转动；再次按下触动传感器时，风扇停止。 程序：1.选择“等待”模块，并选择“触动传感器”的“比较”选项，端口选择1，状态选择“1”按压，如图9-7所示。图9-7 等待触动被按压2.控制中型电机转动中型电机的设置为“开启”模式，如图9-8所示。图9-8 中型电机模块设置“开启”模式3.完整程序再次按下触动按钮使风扇停止，因此再放入一个触动等待模块，并停止电机，如图9-9所示。图9-9 触动按钮控制风扇转

4、动和停止注意：一定要把程序放入循环语句中，否则只会运行一次。六、优化与改进 刚才的程序在运行的时候大家有没有发现问题呢?当我们长时间按触动后，松开的时候电机可能不会转动，这是为什么呢?由于EV3控制器采集一次触动状态的时间非常短，由于程序中的两个触动等待模块都是等待“按下”的状态，因此，当我们在长按触动时，控制器已经采集了很多次“按下”的状态，这样电机还没有转动，就已经执行了后面停止电机的程序。 我们需要改进一下程序，让我们的程序不再出现这样的情况，在触动传感器的状态中有一种状态是“碰撞”，它的意思是触动传感器按下然后松开算为碰撞一次。我们利用这个“碰撞”状态就可以解决我们刚才的问题，程序修改

5、如图9-10所示。图9-10 触动状态改为2“碰撞” 七、实践与讨论 请你说说触动传感器中的“按压”，“松开”和“碰撞”有什么区别?_ _八、拓展 避障小车 触动传感器除了用做开关以外，还有一个重要的用途就是避障，将传感器安装在机器人小车的前面，当触动传感器接触到前方障碍物的时候，机器人就可以感知前方有障碍物并进行躲避或绕行。 1.构建：触动传感器的安装要注意两个问题：第一个问题是触动传感器前面的红色触点很小，这样在碰撞障碍物的时候有可能碰不到，这是个很严重的问题，会影响到机器人的运行。因此，我们要制作一个辅助的接触面，来增大接触面积，让触动传感器的接触点更容易接触到障碍物。第二个问题是触动传

6、感器安装到机器人小车上要非常牢固，由于触动传感器会与障碍物进行碰撞，传感器一旦在碰撞中掉落，那么机器人就会四处乱撞了。1)增大触动传感器的接触面积。用乐高积木搭建辅助接触面，并且要牢固的安装到触动传感器上，如图9-11和图9-12所示。图9-11 触动传感器侧面图9-12触动传感器正面 2)将触动传感器安装在机器人的最前面，要能够保证当碰到障碍物的时候，触动传感器是最先接触到的，如图9-13所示。图9-13 触动传感器固定到小车前面算法与程序 算法： 当机器人小车没有碰到障碍物时一直前进，当碰到障碍物后后退，并向左转向，然后继续前进。 程序：避障小车的程序，如图9-14所示。图9-14 避障小

7、车程序九、作业 请利用触动传感器做一辆线控小车，使用三个触动传感器控制小车行走，一个控制向左走，一个控制向右走，还有一个控制向前走。 提示：可以用多任务程序结构，在程序中可以并行连接多条程序，这些程序可以并行运行，并行程序的连接如图9-15所示。图9-15 并行程序连接提示 第9课智能风扇1.乐高中型电机2.轴销直角连通器3.轴销转接件4.轴销连接件连接到马达上5.乐高铅块6.乐高铅块固定在风扇底部7.十字轴和轴套8.十字轴固定到中型电机下方9.三孔连接件连接红色长销10.智能控制的风扇制作完成避障小车搭建图1.乐高触动传感器2.长销与十字轴固定到传感器上3.圆梁与黑色圆梁连接4.连接直角圆梁5.制作一个对称的积木件6.积木件固定到触动传感器上7.触动的前视图8.直角圆梁9.直角圆梁与长销连接10.三孔圆梁11.三孔圆梁固定到直角圆梁上12.两孔圆梁13.两孔圆梁与直角圆梁连接14.制作一个对称的直角圆梁并连接15.十字轴16.十字轴与直角圆梁连接17.黑色十字长轴18.黑色十字长轴将直角圆梁与触动传感器连接19.连接后触动传感器的正面图20.两个轴销转接器21.轴销转接器与触动传感器的底部连接22.两个蓝色长销23.蓝色长销固定在小车前面24.触动传感器与蓝色长销连接，完成小车制作