小学创客教育Arduino创意机器人 第三单元智能小车Word文档格式.docx

1、回忆智能风扇单元中电机的接线。引导学生将小车电机引出的线接到M1、M2的正负极。本单元将红线接正极，黑线接负极。M1和M2分别对应连接左右两个轮子。 图13.1 （3）编写程序（仅作参考）单击模块，将指令拖曳到脚本区，设置电机M1数值，通过复制，快速设置电机M2。（如下图）图13.2图13.3（4）编译上传程序编写完成，单击，再单击。【提示】在测试时，可以使用锂电池给小车供电，便于测试。当提示上传成功后，拔掉USB数据线，接上锂电池，就可以观察脱机工作下，小车前进。想一想：怎样让小车后退呢？【提示】M1、M2数值相同，正负就可以让它的方向反过来了。只要在转速数值前面加一个“-”号就可以实现了。

2、3拓展探究观察小车，看其是否能走一条直线。思考小车为什么“走不直”。阅读“我要读”，进一步了解小车“走不直”原因以及解决方法。观察自己的小车前进路线，微调左右电机数值，使其尽量走直线。4课堂总结 通过这节课的学习，我们掌握了小车电机接线和小车走直线的方法，了解了小车“走不直”原因，并且通过微调，对走直线小车进行了改进。第14课 走正方形小车本节课是Arduino创意机器人第三章智能小车的第二节课。走直线小车已经带领学生走进了小车的新世界，但是仅仅让小车前进、后退还远远不能满足学生的要求。根据小学生的情况，本节课在这个基础上，增加了小车转弯和走正方形。1.通过“改变左右电机的转动数值”实验，理解

3、小车转弯的原理。2.通过编写程序让小车走正方形，学会小车走直线和转弯的应用。3.通过不断调试延迟时间让小车走出正方形，感受程序编写还要与实际相结合。应用小车走直线和转弯，编写程序让小车走正方形。调试延迟时间让小车走出正方形。出示课题走正方形小车。小车已经会走直线了，我想让小车走一个正方形，还要让它学会什么本领呢？学生：小车还要会转弯才行。2新授：小车转弯（1）任务一描述脱机工作下，让小车转弯。同上节课（3）学生实验改变左右电机的转动数值，使其直走、向左转、向右转和原地打圈。可以多次尝试数据。观察现象并完成表格14.1。左电机值右电机值小车状态表14.1 电机速度与小车状态从以上表格数据中得出什

4、么结论呢？思考。教师分析原理：图14.1 图14.2 图14.3 图14.41）小车左电机M1数值与右电机M2数值相等，这个时候小车会直走（如图14.1）。2）小车左电机M1数值小于右电机M2数值，这个时候小车会向左转（如图14.2）。3）小车左电机M1数值大于右电机M2数值，这个时候小车会向右转（如图14.3）。4）小车左电机M1和右电机M2数值相同，正负相反，这个时候小车会原地转圈（如图14.4）。（4）编写程序参考程序（右转弯）：图14.5（5）编译上传当提示上传成功后，拔掉USB数据线，接上锂电池，就可以观察脱机工作下，小车右转弯。学生尝试其他小车状态的程序编写。3新授：小车走正方形（

5、1）任务二描述脱机工作下，让小车走正方形。（2）编写程序参考程序（顺时针为例）：图13.6（3）编译上传当提示上传成功后，拔掉USB数据线，接上锂电池，就可以观察脱机工作下，小车直行再直角转弯并一直重复，最终走出完整的正方形的路径。（4）学生尝试小车延逆时针走的正方形的程序编写。4拓展探究通过上面的学习，我们已经实现了利用调整时间让小车走正方形。请同学们继续开动脑筋，想想还有没有其他方法呢？改变小车转弯时两个轮子的转速（参阅“我要读”）。5课堂总结 通过这节课的学习，我们掌握了小车转弯和小车走正方形的方法，了解了小车在实际路面走受多重因素影响，我们要不断调试时间或者转速等使它走出正方形。第15

6、课 避障小车本节课是Arduino创意机器人第三章智能小车的第三节课。通过前面两节课的学习，学生已经可以使用小车完成基本的运动。但是我们的小车还不智能，随着学习的深入，对小车也有了更高的要求。本节课利用多种传感器实现小车避障。1.了解触碰传感器，并学会触碰传感器接线的方法；2.通过制作避障小车，掌握触碰传感器的原理和编程的方法。3.在解决实际避障问题中，体会Arduino机器人的乐趣。掌握触碰传感器的原理和编程的方法。小车避障过程的分析。演示小车直线行走，撞倒了墙上。教师提出问题：怎么办呢？我们发现在自然界中，有很多昆虫通过触角检测前进道路上的障碍，所以在遇到障碍物时可以绕道而行。当然，我们的

7、小车在前进途中，也会遇到各种各样的障碍物。我们想不想给小车也装上触角进而避障呢？出示课题避障小车。2介绍触碰传感器展示触碰传感器，并让学生从工具盒中拿出触碰传感器。图15.1 讲解触碰传感器特性：它是一个利用接触片实现检测触碰功能的电子部件，主要用于检测外界触碰情况，是一种数字传感器，在碰到障碍物时，值为0，否则值为1。让学生将触碰传感器接在数字针脚上，观察当手碰到触碰传感器时，其自带指示灯亮灭情况。3制作避障小车脱机工作下，小车能在前方没有障碍的路面上直走，如果触碰传感器碰到障碍，则调整方向，然后继续前进。图15.2将触碰传感器安装在小车的前面（这里使用一左一右，可以根据实际情况进行调整），

8、注意将触碰传感器的触角露在上层板外面 （本课将触碰传感器接在8号数字管脚）。触碰传感器是一种数字传感器，在碰到障碍物时，值为0，否则值为1。因此，我们要增加指令（3）编写程序参考程序（仅作参考）图15.3教师分析：分析避障过程。分析“非”指令。指令也可以用模块中的指令代替。，当提示上传成功后，拔掉USB数据线，接上锂电池，就可以观察脱机工作下，小车能在前方没有障碍的路面上直走，如果触碰传感器碰到障碍，先后退1秒，再左拐1秒，然后继续前进。上面的避障程序可以使小车成功躲避障碍物，实现绕道前行。但是，如果我们利用教室里的桌椅自制一个简单的迷宫，小车如何可以走出迷宫呢？（见第18课综合创意小车）（让

9、学生去思考，有一定难度，不一定要做出来。）图15.4 常见迷宫通过这节课的学习，我们了解了触碰传感器，掌握了使用触碰传感器制作避障小车，同时也感受到了应用学到的知识解决实际问题的乐趣。第16课 遥控小车本节课是Arduino创意机器人第三章智能小车的第四节课。通过前面三节课的学习，学生已经可以使用小车完成基本的运动，也能实现智能避障。学生在第二单元第10课已经学过遥控风扇，结合遥控和第三单元的小车运动，设计了本节课遥控小车，也是对前面知识的应用。1.进一步了解遥控套件，以及遥控套件的使用。2.通过制作遥控小车，掌握遥控套件与小车结合的编程方法。掌握遥控套件与小车结合的编程方法。制作遥控小车过程

10、的分析。演示遥控风扇。前面我们学习了用遥控控制风扇，我们能用遥控来控制小车吗？出示课题遥控小车。2复习遥控套件红外遥控套件主要包括红外遥控器和红外接收头。如图，红外遥控器有21个按键，红外接收头针脚接数字接口：D接数字口，VCC接5V，GND接GND（线的颜色与针脚的颜色对应上）。 展示红外遥控套件，并让学生从工具盒中拿出红外遥控套件。3制作遥控小车用遥控控制小车的前进方向，如：按“2”小车前进，按“8”小车后退，按“4”小车左转，按“6”小车右转等。红外接收头连接到8号数字管脚，去除红外遥控器电池外面的塑料绝缘片。（图16.1所示）。红外遥控器的解码，可打开串口监视器，看到各个遥控按钮按下之

11、后程序所获取的数据。（图16.2和图16.3所示）图16.2参考程序（仅作参考）：，当提示上传成功后，拔掉USB数据线，接上锂电池，就可以观察脱机工作下，按“2”小车前进，按“8”小车后退，按“4”小车左转，按“6”小车右转。用遥控控制小车原地转圈、走正方形。参考程序（仅供参考，数据需要调试）：此时，按“2”小车走正方形。此时，按“8”小车原地转圈。通过这节课的学习，我们进一步熟悉了遥控套件，掌握了使用遥控套件制作遥控小车，同时也感受到了应用学到的知识解决实际问题的乐趣。第17课 巡线小车本节课是Arduino创意机器人第三章智能小车的第五节课。在前面的学习中，学生通过给小车装上触角，掌握了小

12、车避障和遥控控制的知识。这一节课，尝试给小车装上眼睛，使得小车可以沿着简单的线路前进。本节课主要用到巡线传感器，重点在于巡线过程的分析。1.了解巡线传感器，以及巡线传感器的使用方法。2.利用两个巡线传感器，掌握制作简单巡线小车的方法。3.在巡线小车的测试中，找到学习Arduino机器人的乐趣。掌握制作简单巡线小车的方法。小车巡线过程的分析。演示两个小车，A小车装了巡线传感器可以巡线，B小车没有巡线功能，让它们都在白纸黑线上走。问：为什么A小车这么听话，只沿着黑线走呢？分析：因为A小车有“眼睛”。地板是白色，线是黑色的。小车要看到这条直线，需要装上能分辨黑白的“眼睛”巡线传感器。出示课题巡线小车

13、。2.巡线传感器（1）介绍巡线传感器巡线传感器以稳定的TTL输出信号帮助机器人进行白线或者黑线的跟踪（可以检测白背景中的黑线，也可以检测黑背景的白线），黑色低电平，白色高电平。图17.1（2）小车沿黑线直走分析提问：拿出工具盒里面的巡线传感器，思考，该传感器应该安装在哪里才可以看到地面上的黑线，如果小车要跨着黑线走的话，两个传感器之间的距离怎么确定？总结：巡线传感器一左一右安装在小车底盘上，因为小车是跨线走，所以两个传感器之间的距离大于黑线宽度。观察下图，提问：小车沿黑线直走，此时左右两个巡线传感器检测到黑线吗？小车向右偏时，左右两个巡线传感器输出电平分别是什么？小车应该怎么运动以继续走直线？

14、小车向左偏时，左右两个巡线传感器输出电平分别是什么？图17.2 3制作巡线小车小车能沿着黑线直走，如果左传感器检测到黑线，小车偏右，就要左拐。如果小车右传感器检测到黑线，小车偏左，就要右拐。将两个巡线传感器一左一右安装在小车底盘上 （本课将左右两个巡线传感器分别接在8号、9号数字管脚）。（图17.1所示）。参考程序（仅供参考，根据实际调整数据）：，当提示上传成功后，拔掉USB数据线，接上锂电池，就可以观察脱机工作下，小车能沿着黑线直走，如果有歪曲，也能及时调整，始终保持沿着黑线走。（5）测试比一比：拿出你的小车与其他同学的小车赛跑吧，看谁既能成功沿黑线前进，又能先到达终点。怎么调整左右电机数值

15、，使小车既能沿黑线行进，又能走的快。评价表格如下：表17.1 评价表格左电机数值右电机数值走直线时间是否一直沿着黑线运动A组B组C组D组（1）尝试：让小车巡“S”型路线前进。小提示：小车走“S”型时，应该如果要转弯，应该转大弯，也就是说左右电机数值差要大，我们可以自己改变参数，调试程序。（2）小车沿黑线走“S”型分析观察“S”形图，小组讨论，回答问题：图17.51“S”形图中，小车需要左拐吗？右拐呢？2左右两个巡线传感器M1、M2都没有检测到黑线，此时小车是什么状态，应该怎么样运动？3左边巡线传感器检测到黑线，右传感没有检测到黑线，小车应该如何运动？4左边巡线传感器没有检测到黑线，右传感器检测到黑线，小车应该如何运动？（3）参考程序（仅供参考，根据实际调整数据）：通过这节课的学习，我们了解巡线传感器以及巡线传感器的使用方法，利用两个巡线传感器，掌握制作了简单的巡直线小车，在巡线小车的测试中同时也感受到了学习Arduino机器人的乐趣。