第9課程序設(shè)計(jì)智能風(fēng)扇教學(xué)案

1、EV3教案入門篇第 9 課 程序設(shè)計(jì)智能風(fēng)扇教學(xué)案一、提出問(wèn)題在前面的課程中，我們制作了手搖風(fēng)扇，如圖 9-1 所示。那么如何讓風(fēng)扇更加智能呢?在日常生活中，我們都是通過(guò)開(kāi)關(guān)來(lái)風(fēng)扇，這節(jié)課我們就來(lái)給風(fēng)扇加上開(kāi)關(guān)，通過(guò)開(kāi)關(guān)來(lái)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)。二、聯(lián)想我們要利用 EV3 器(圖 9-2)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)。并且要使用一個(gè)按鈕當(dāng)作開(kāi)關(guān)去風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)的開(kāi)始和停止。圖 9-1 手搖風(fēng)扇圖 9-2 EV3 器三、要求四、構(gòu)建智能風(fēng)扇制作1. 使用 EV3 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)扇2. 通過(guò)開(kāi)關(guān)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)技能牌：觸動(dòng)傳感器觸動(dòng)傳感器相當(dāng)于是的手，當(dāng)觸動(dòng)傳感器的紅色觸點(diǎn)被按下或松開(kāi)的時(shí)候，這些都可以被所感知,如圖 9-3 所示。樂(lè)高觸動(dòng)傳感

2、器有三種狀態(tài)：按壓、松開(kāi)和碰撞。圖 9-3 觸動(dòng)傳感器按壓：當(dāng)觸點(diǎn)被按下后，觸動(dòng)記數(shù)加 1。松開(kāi)：當(dāng)觸點(diǎn)松開(kāi)后，觸動(dòng)記數(shù)加 1。碰撞：當(dāng)觸點(diǎn)按下，然后松開(kāi)后，觸動(dòng)記數(shù)加 1。智能風(fēng)扇的安裝1. 電機(jī)的選擇電機(jī)選擇樂(lè)高的中型電機(jī)，又稱為高速電機(jī)，如圖 9-4 所示。它的轉(zhuǎn)速在每分鐘 250 轉(zhuǎn)。但是中型電機(jī)的扭矩相對(duì)較小。圖 9-4 樂(lè)高中型電機(jī)2. 電機(jī)的安裝將風(fēng)扇的手柄去掉，把電機(jī)直接安裝在這個(gè)位置。這時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)風(fēng)扇會(huì)往電機(jī)這一側(cè)傾斜，為了調(diào)整好重心，在另一側(cè)安裝一個(gè)黑色的配重塊。這樣使風(fēng)扇能夠平穩(wěn)地立在桌面上，如圖 9-5 所示。圖 9-5 中型電機(jī)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)3. 安裝觸動(dòng)與3 器電機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)

3、線連接在輸出口 A，觸動(dòng)傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)線連接在輸 1，如圖 9-6 所示。圖 9-6 EV3 風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)五、算法與程序算法：當(dāng)?shù)谝淮伟聪掠|動(dòng)傳感器時(shí)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)；再次按下觸動(dòng)傳感器時(shí)，風(fēng)扇停止。程序：1. 選擇“等待”模塊，并選擇“觸動(dòng)傳感器”的“比較”選項(xiàng)，端口選擇 1，狀態(tài)選擇“1”按壓，如圖 9-7 所示。圖 9-7 等待觸動(dòng)被按壓2. 中型電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)中型電機(jī)的設(shè)置為“開(kāi)啟”模式，如圖 9-8 所示。圖 9-8中型電機(jī)模塊設(shè)置“開(kāi)啟”模式3. 完整程序再次按下觸動(dòng)按鈕使風(fēng)扇停止，因此再放入一個(gè)觸動(dòng)等待模塊，并停止電機(jī)，如圖 9-9 所示。圖 9-9 觸動(dòng)按鈕風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)和停止注意：一定要把程序放入

4、循環(huán)語(yǔ)句中，否則只會(huì)運(yùn)行一次。六、優(yōu)化與改進(jìn)剛才的程序在運(yùn)行的時(shí)候大家有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題呢?當(dāng)我們長(zhǎng)時(shí)間按觸動(dòng)后，松開(kāi)的時(shí)候電機(jī)可能轉(zhuǎn)動(dòng)，這是為什么呢?由于 EV3 器一次觸動(dòng)狀態(tài)的時(shí)間非常短，由于的兩個(gè)觸動(dòng)等待模塊都是等待“按下”的狀態(tài)，因此，當(dāng)我們?cè)陂L(zhǎng)按觸動(dòng)時(shí)， 器已經(jīng)了很多次“按下”的狀態(tài)，這樣電機(jī)還沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)，就已經(jīng)執(zhí)行了后面停止電機(jī)的程序。我們需要改進(jìn)一下程序，讓我們的程序不再出現(xiàn)這樣的情況，在觸動(dòng)傳感器的狀態(tài)中有一種狀態(tài)是“碰撞”，它的意思是觸動(dòng)傳感器按下然后松開(kāi)算為碰撞一次。我們利用這個(gè)“碰撞”狀態(tài)就可以解決我們剛才的問(wèn)題，程序修改如圖 9-10 所示。圖 9-10 觸動(dòng)狀態(tài)改為 2“

5、碰撞”七、實(shí)踐與討論請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)觸動(dòng)傳感器中的“按壓”，“松開(kāi)”和“碰撞”有什么區(qū)別? 八、拓展避障小車觸動(dòng)傳感器除了用做開(kāi)關(guān)以外，還有一個(gè)重要的用途就是避障，將傳感器安裝在 小車的前面，當(dāng)觸動(dòng)傳感器接觸到前方 物的時(shí)候，就可以感知前方有物并進(jìn)行躲避或繞行。1. 構(gòu)建：觸動(dòng)傳感器的安裝要注意兩個(gè)問(wèn)題：第一個(gè)問(wèn)題是觸動(dòng)傳感器前面的紅色觸點(diǎn)很小，這樣在碰撞障礙物的時(shí)候有可能碰不到，這是個(gè)很嚴(yán)重的問(wèn)題，會(huì)影響到 的運(yùn)行。因此，我們要制作一個(gè)輔助的接觸面，來(lái)增大接觸面積， 讓觸動(dòng)傳感器的接觸點(diǎn)更容易接觸到物。第二個(gè)問(wèn)題是觸動(dòng)傳感器安裝到小車上要非常牢固，由于觸動(dòng)傳感器會(huì)與 物進(jìn)行碰撞，傳感器一旦在碰撞中掉

6、落，那么就會(huì)四處亂撞了。1) 增大觸動(dòng)傳感器的接觸面積。用樂(lè)高積木搭建輔助接觸面，并且要牢固的安裝到觸動(dòng)傳感器上，如圖 9-11 和圖 9-12 所示。圖 9-11 觸動(dòng)傳感器側(cè)面圖 9-12 觸動(dòng)傳感器正面2) 將觸動(dòng)傳感器安裝在的最前面，要能夠保證當(dāng)碰到 物的時(shí)候，觸動(dòng)傳感器是最先接觸到的，如圖 9-13 所示。圖 9-13 觸動(dòng)傳感器固定到小車前面算法與程序算法：當(dāng)小車沒(méi)有碰到物時(shí)一直前進(jìn)，當(dāng)碰到物后后退，并向左轉(zhuǎn)向，然后繼續(xù)前進(jìn)。程序：避障小車的程序，如圖 9-14 所示。圖 9-14 避障小車程序九、作業(yè)請(qǐng)利用觸動(dòng)傳感器做一輛線控小車，使用三個(gè)觸動(dòng)傳感器小車行走，一個(gè)向左走，一個(gè)向右

7、走，還有一個(gè)向前走。提示：可以用多任務(wù)程序結(jié)構(gòu)，在 可以并行連接多條程序，這些程序可以并行運(yùn)行，并行程序的連接如圖 9-15 所示。圖 9-15 并行程序連接提示EV3教案入門篇第 9 課智能風(fēng)扇1. 樂(lè)高中型電機(jī)2. 軸銷直角連通器3. 軸銷轉(zhuǎn)接件4. 軸銷連接件連接到5. 樂(lè)高鉛塊6. 樂(lè)高鉛塊固定在風(fēng)扇底部7. 十字軸和軸套8. 十字軸固定到中型電機(jī)下方9. 三孔連接件連接紅色長(zhǎng)銷10. 智能的風(fēng)扇制作完成避障小車搭建圖1. 樂(lè)高觸動(dòng)傳感器2. 長(zhǎng)銷與十字軸固定到傳感器上3. 圓梁與黑色圓梁連接4. 連接直角圓梁5. 制作一個(gè)對(duì)稱的積木件6. 積木件固定到觸動(dòng)傳感器上7. 觸動(dòng)的前視圖8. 直角圓梁9. 直角圓梁與長(zhǎng)銷連接10. 三11. 三固定到直角圓梁上12. 兩13. 兩與直角圓梁連接14. 制作一個(gè)對(duì)稱的直角圓連接15. 十字軸16. 十字軸與直角圓梁連接17. 黑色十字長(zhǎng)軸18.