资源简介

(共34张PPT)
第4单元 第2课
声光小贺卡与多层级控制
（湘科版）六年级
上
1
核心素养目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
7
板书设计
2
新知导入
4
课堂练习
6
课堂总结
课后作业
8
01
核心素养目标
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
制作过程中选择环保材料，避免对环境造成污染；若将制作成果分享，要确保不传播有害信息。
学会改变灯光颜色变化逻辑，让灯光根据音乐节奏切换不同颜色，或添加新功能，通过不断尝试，提升数字化创新能力。
理解多层级控制实现方法时，能将复杂的声光贺卡控制问题分解，通过不断调试优化，培养算法设计与问题解决能力。
意识到声音传感器接收声音信息后，经处理能转化为控制灯光的指令，进而明白生活中众多类似的信息交互与处理场景。
02
新知导入
02
新知导入
活动背景
老师像园丁一样辛勤地浇灌祖国的花朵，帮助我们健康成长。每逢教师节,同学们都会亲手制作小贺卡,写上感恩的话语和美好的祝福送给老师。怎样给图文并茂的贺卡增加彩灯和音乐效果，让贺卡在声光的配合下更加生动有趣
02
新知导入
活动目标
1.理解多层级控制的实现方法。
2.体验多层级控制的实现过程。
03
新知讲解
一、声光贺卡的基本工作原理
声光小贺卡应该具备以下基本功能：
(1)打开贺卡音乐声响起，彩灯点亮。
(2)灯光亮度会随着音乐的音量变化。
(3)彩灯闪烁的节奏也会随着音乐节奏的快慢而变化。
(4)合上贺卡音乐关闭，彩灯也关闭。
03
新知讲解
03
新知讲解
声光贺卡通过声音传感器捕捉音乐信号，经放大器放大后，再经整流、滤波形成直流信号，该信号强度反映音量大小。信号通过模拟 - 数字转换器转换为数字信号，进而控制 LED 灯的亮度或闪烁频率，实现灯光随音量变化。
03
新知讲解
小组讨论，想一想：
1.如何实现打开贺卡播放声音
2.如何实现彩灯亮度及闪烁节奏与音乐的音量和节奏相关联
开动脑筋
在贺卡中嵌入微型音乐芯片和扬声器；
设置触发开关（如光敏/压力传感器），打开时接通电路播放声音；
使用可编程电子贺卡，通过代码控制音频播放。
使用音频分析模块提取音乐的音量和节奏特征；
通过PWM（脉宽调制）控制LED亮度与音量成正比。
03
新知讲解
较为复杂的控制系统可以分解为几个控制步骤。
贺卡打开，
光线增强，
启动音乐。
合上贺卡，
光线降低，
关闭音乐，
关闭彩灯。
03
新知讲解
主控板麦克风获取的声音强度值的大小范围为0~4095，LED灯亮度值的大小范围为0~9。如果要用声音强度值控制LED灯亮度需要将声音强度值转换到 LED 灯亮度值范围之内。
03
新知讲解
在生活中也有类似转换的例子：
假如立定跳远2米计100分，跳了1.5米应该得 分。
连续踢毽子 15 次计 100分，得80分应该至少踢了 个。
开动脑筋
75
12
03
新知讲解
尝试通过声音控制 LED灯的闪烁。
探究实践
03
新知讲解
运行程序，尝试用不同音量和速度，对着主控板麦克风唱一首儿歌记录观察到的现象。
探究实践
声音音量高，LED 灯亮度 。
声音音量低，LED 灯亮度 。
声音变化快，LED 灯变化 。
声音变化慢，LED 灯变化 。
高
低
快
慢
03
新知讲解
二、设计与制作声光贺卡模型
贺卡模型需要采用多层级控制方式。
①通过光线传感器接收光信号，控制扬声器播放音乐。
②通过麦克风采集音乐声音，并将声音强度值转换成对应亮度值。
③通过亮度值控制 LED 灯的亮度。
03
新知讲解
1.实验目的：制作声光小贺卡，体验多层级控制方式。
2.实验设计
探究实践
光线传感
控制示意图
扬声器
播放音乐
麦克风
控制亮度
LED灯
第二级
第一级
03
新知讲解
3.实验准备：主控板、编程计算机、白纸板。
4.实验过程
(1)编写程序。
探究实践
参考程序
03
新知讲解
(2)将主控板夹在对折的纸板中，打开纸板，运行程序，验证功能。
探究实践
元件选择：选择与 LED 灯匹配的电压和型号，采用小型、低电压 LED 灯。
电池安装：纽扣电池正确安装，注意正负极，更换时确保电源关闭。
工具使用：裁剪卡纸时，安全使用剪刀和刻刀，避免划伤。
材料保管：导电材料避免与水接触和过度弯折，防止短路或断裂。
03
新知讲解
设计与制作声光贺卡模型注意事项
03
新知讲解
提升练习
声光贺卡的 LED灯亮度随 变化。
小组讨论，声光贺卡还有哪些可以改进的地方，设计改进方案并进行分享。
音乐音量
可改进灯光颜色和模式，增加颜色变换效果，或设置多种闪烁模式。还可优化电路，采用节能元件，延长电池寿命。
03
新知讲解
开拓视野
长沙梅溪湖音乐喷泉
湖南省长沙市梅溪湖的音乐喷泉，是亚洲最大的音乐喷泉之一。喷泉长460米，通过一条弧线贯穿4个圆形组团，共采用200个三维喷头、10套摇头灯、2000盏LED灯。喷泉可随着音乐的节奏律动，声、光、水、色有机交融，流光溢彩，美轮美奂，成为长沙一道亮丽的风景。
03
新知讲解
开拓视野
音乐喷泉运行原理
音乐信号先经音频处理单元分析，提取节奏、频率和音量等特征。
同时，PLC 可接收风速、水位等传感器数据。PLC 将接收到的数据与预设逻辑匹配，决定喷头的激活状态及展示效果，然后向水泵、阀门和灯光等执行器发送信号，使其根据信号调整操作，实现与音乐同步的喷泉效果。
04
课堂练习
一、选择题
1、声光小贺卡中，声音传感器的作用是
A. 直接控制灯光亮度 B. 将声音信号转化为电信号
C. 产生音乐声音 D. 调节电池电压
2、若想让声光小贺卡灯光根据音乐旋律变化，关键在于
A. 提高声音传感器灵敏度
B. 设计复杂的灯光电路
C. 对音乐旋律进行分析并转化为控制信号
D. 增加电池数量
B
C
04
课堂练习
3、实现多层级控制时，以下哪种属于逻辑判断环节
A. 电池供电 B. 用导线连接电路
C. 根据声音大小决定灯光闪烁频率 D. 安装 LED 灯
二、判断题
1、声光小贺卡的灯光只能有一种亮度变化模式。
2、多层级控制必须使用复杂的编程才能实现。
3、制作过程中，随意选择导线材料对电路没有影响。
4、只要声音传感器接收到声音，LED 灯就会立刻亮起。
C
x
x
x
x
05
拓展延伸
更多类型传感器
人体红外传感器：利用热释电效应工作，能检测人体散发的红外线。当有人靠近时，传感器接收红外辐射变化，输出电信号触发电路。在声光装置中，可用于感应式贺卡，人靠近时自动点亮灯光并播放音乐，适用于节日贺卡、迎宾指示牌等场景，增强互动性。
05
拓展延伸
更多类型传感器
湿度传感器：通过湿敏元件感知环境湿度变化，将湿度信号转为电信号。在潮湿环境中，信号触发特定灯光（如蓝色闪烁），可应用于防潮提示贺卡（如提醒保存书画）、植物生长监测装置，搭配灯光颜色变化直观反映湿度状态。
05
拓展延伸
编程控制拓展
循环语句：for 循环可设定灯光按 “亮 3 秒灭 2 秒” 规律循环闪烁，while 循环能实现持续检测声音信号。通过嵌套循环，还能让多组 LED 灯按顺序交替闪烁，模拟流水灯效果，使灯光变化更具节奏感。
05
拓展延伸
编程控制拓展
函数封装：将 “灯光渐变”“声音采样” 等功能封装成函数，调用时只需函数名，减少重复代码。
精准联动：通过定时采样声音信号（如每 10ms 采集一次音量），用条件语句判断音量区间，对应控制灯光亮度等级。结合中断函数，在声音峰值时立即触发灯光闪烁，实现声音与灯光的毫秒级同步。
06
课堂总结
1
引入新知内容
声光小贺卡与多层级控制
2
声光贺卡的基本工作原理
3
设计与制作声光贺卡模型
4
完成课堂练习
5
进行相关知识拓展
1
2
3
4
5
07
板书设计
声光小贺卡与多层级控制
1、进行新知引入
2、声光贺卡的基本工作原理
3、设计与制作声光贺卡模型
4、完成课堂练习
5、进行知识拓展
课后作业。
1、贺卡中的灯光控制模式设计。
08
课后作业
1、尝试为声光贺卡增加一种灯光控制模式；设计一个简单的多层级控制小装置，如可调节亮度和颜色的小夜灯。
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