资源简介

(共27张PPT)
Arduino
非接触式红外测温装置的设计与制作
2021
1
项目简介
PROJECT PROFILE
2
项目目标
PROJECT OBJECTIVE
3
项目评价
PROJECT ASSESSMENT
4
项目实施
PROJECT IMPLEMENTATION
目录
CONTENTS
5
产品介绍
PRODUCT PRESENTATION
01
CHAPTER
项目简介
项目简介
PROJECT PROFILE
项目名称：非接触式红外测温装置
2020年初新冠疫情汹涌来袭，居家隔离成为了人们的生活常态。为了有效防止疫情的传播，日常体温监测成为防疫的重要工作。非接触式红外测温仪因为使用简单得到了广泛的应用，成为常态化防疫必不可少的工具。
通过日常生活观察，我们基于为防疫贡献力量的想法，希望自己了解并制作一台实用的非接触式红外测温仪，因此小组经过讨论，在老师的指导下决定开展非接触式红外测温仪的项目学习。
项目小组成员
董傲雪/王 婷/孟 缘/顾铭豪
项目简介
PROJECT PROFILE
类别 器材型号 实物图
开发板 Arduino UNO 产品使用 Arduino NANO，从而节约成本，便于组装
红外温度传感器 MLX90164（GY-906）
显示屏 SSD1306 128*64
激光发射器 Laser launch Module V2.0
开关 欧姆龙 B3F 四脚微动开关
项目主要硬件器材：（其他实验器材：导线若干、面包板、9V直流电池等）
项目简介
PROJECT PROFILE
编程开发环境：Mind+ V1.7.1 RC2.0 （主要）
Arduino IDE 1.8.16
因为Mind+自带的显示屏、温度传感器图形化编程模块的软件驱动，对于两个设备同时使用I2C总线进行通讯的支持存在问题，为支撑学生项目开发，由学校指导老师自行封装了上述两个传感器的图形化编程模块（用户库）。
（基础硬件驱动程序来自著名的开源组织：Adafruit）
项目简介
PROJECT PROFILE
电路原理图：
实物连接图：
主要技术要点：温度传感器和显示屏共用I2C总线，通过各自不同的地址和Arduino开发板进行通讯，实现实时的温度显示
项目简介
PROJECT PROFILE
3D打印机：天威 2.0 耗材：PLA 1.75mm
3D设计软件：3D One plus V2.4（普教版）
3D打印软件：Repetier-Host Windwos 2.2.2（切片引擎：Cura）
02
CHAPTER
项目目标
非接触测温装置的设计与制作项目，锻炼了学生的问题解决思维，和高阶认知思维。
思维
项目目标
PROJECT OBJECTIVE
该项目培养了学生跨学科综合能力、真实情景问题解决能力和人际协作能力。
能力
该项目设计了计算机编程知识、电路知识、艺术知识，多学科的知识的学习。
知识
营造浓郁的创新文化氛围、实施个性化的培养目标、提供多元化的创新实践支持。
创新
通过项目学习，制作非接触式红外测温仪为常态化防疫解决日常的测温工具，用知识为社会贡献。
价值或价值观
项目目标
PROJECT OBJECTIVE
学科 学科目标 学科素养
科学 掌握串并联电路的连接知识，温度的知识、了解非接触测温的原理 科学态度、科学方法
技术 掌握Arduino开发板的运用、传感器的知识、运用图形化编程进行产品软件开发 数字化学习能力、设计思维、物化能力
工程 设计可行性方案，理解按图施工 工程思维、创意设计、图样表达
艺术 语言表达、产品外观的美术设计、3D建模技术 审美判断、创意实践
数学 不同温度单位之间的换算、空间坐标、模型的测量 数学抽象、数据分析、计算思维
思维目标
培养学生项目的统筹、自主学习和解决问题的能力
01
感悟方案可行的重要性和方案迭代的必要性
02
养成探究习惯，逐步形成同理心
03
培养学生学以致用的能力和良好的学习品质
04
获取和分析各种信息的能力
05
03
CHAPTER
项目评价
项目评价
PROJECT ASSESSMENT
项目化学习（PBL）的评价方式有别于传统的教师打分模式，要依据学科标准，充分体现学生的核心素养，注重多元化和过程性评价，而评价方式和标准的制定是项目评价的核心部分。
本项目我们学生主要采取自评、互评两种评价方式，并利用“问卷星”设计了在线的相关评价量表。
04
CHAPTER
项目实施
项目实施
PROJECT IMPLEMENTATION
01
头脑风暴 确定主题
02
搭建支架 储备知识
体验性
设计性
情境性
协作性
跨学科
艺术性
趣味性
实证性
技术
增强性
03
设计方案 实验开发
04
制作测试 迭代更新
05
产品定型 展示成果
06
过程反思 项目总结
项目实施
PROJECT IMPLEMENTATION
根据生活实际和学科知识涉及的问题“确定主题（subject）——非接触式红外测温装置。
活动一
头脑风暴 确定主题
项目实施
PROJECT IMPLEMENTATION
根据确定的主题与目标，收集和学习相关的知识点（knowledge point）。
活动二
搭建支架 储备知识
02
传感器
3D建模
测温原理
情景模拟
开发板
Mind+的使用
测温仪的工作流程
红外线、红外辐射、热电效应、能量转换
3DOne Plus 使用
3D 打印机的使用
Arduino UNO 开发板的接口和使用
温度传感器和显示屏的使用
计算机程序设计
项目实施
PROJECT IMPLEMENTATION
根据主题，通过资料查询、集体讨论，设计出产品设计方案，并对方案关键技术进行实验验证。
活动三
设计方案 实验开发
项目实施
PROJECT IMPLEMENTATION
根据设计方案进行产品的制作和测试，根据发现的问题不断调整和完善设计，对方案进行迭代更新。
活动四
制作测试 迭代更新
项目实施
PROJECT IMPLEMENTATION
在不断修改和完善设计方案，充分测试的基础下，进行最后的产品定型，开展产品成果展示。
活动五
产品定型 成果展示
项目实施
PROJECT IMPLEMENTATION
项目完成时，我们对本次项目学习进行了总结，并对开展过程进行了反思。
活动六
过程反思 项目总结
信息
知识
协作
产品
信息搜集、处理和利用能力有待加强
知识的储备，自我学习能力有待强化
团队的有效沟通、协作能力有待改善
产品的创意、功能、可靠性有待改进
05
CHAPTER
产品介绍
产品介绍
PRODUCT PRESENTATION
非接触式
相关硬件技术成熟、价格合理、容易获得，开发软件、硬件驱动来自开源软件，方便自己根据需求定制开发
温度测量范围较广、准确度较高
使用3D打印技术，可以根据需要，进行自行设计，成本较低
红外测温
开源软硬件
产品外观
使用方便、卫生、适合多种使用场景
产品介绍
PRODUCT PRESENTATION
“迈来芯” 红外测温传感器 MLX90614 (GY-906）适用于高精度非接触式温度测量
温度测量范围：-70…+380 ℃
温度测量误差：±0.5℃ （室温下）分辨率 0.02 ℃
使用环境温度：-40…+125 ℃
支持SMBus和I2C兼容数字接口，我们的产品使用I2C接口进行通讯
测温装置核心传感器介绍
产品介绍
PRODUCT PRESENTATION
红外测温传感器的局限
实际上红外传感器测温精度与被测热源附近的环境温度、距离、人体辐射吸收率等因素有关。
关于发射率设置：传感器MLX90614默认出厂时候，是使用黑体来校正的，发射率设置为1，而现实中很多热源的发射率都小于1。所以工程师可以根据实际情况来修改发射率。注意，金属的发射率小于0.5时候，不适用红外传感器来测温。
后续我们将进一步深入学习、研究相关资料，对产品进一步完善，使得我们的测温装置更精确、更智能！
材料名称　　 规格 发射率 材料名称 规格 发射率
铝 氧化 0.20-0.40 人体皮肤 0.98
抛光 0.02-0.04 石墨 氧化 0.20-0.60
铜 氧化 0.40-0.80 塑胶 透明度 ＞0.5mm 0.95
抛光 0.02-0.05 黄金 0.01-0.10 橡胶 0.95
铁 氧化 0.60-0.09 塑胶 0.85-0.95
钢 氧化 0.70-0.90 混凝土 0.95
石棉 0.95 水泥 0.96
石膏 0.80-0.90 土壤 0.90-0.98
沥青 0.95 灰泥 0.89-0.91
陶器 0.95 砖 0.93-0.96
木材 0.90-0.95 大理石 0.94
木炭 粉末 0.96 纺织品 各种 0.90
漆器 0.80-0.95 纸 颜色 0.94
漆器 无光泽 0.97 碳胶 0.90 沙子 0.90
肥皂泡 0.75-0.80 泥土 0.92-0.96
水 0.93 沙砾 餐具 0.95
雪 0.83-0.90 玻璃 规格 0.85-0.92
冰 0.96-0.98 纺织品 0.95
红外测温仪常见物体发射率对照表
结束语
CONCLUSION
经过这一个多月来的学习和研究，我们顺利完成了相关的项目任务。首先请允许我代表项目全体成员，向项目指导老师和我们的学校表示感谢，没有老师和学校的帮助，我们可能无法独立完成整个项目的学习，同时也要感谢我们项目团队成员的团结与协作，也要向本次大赛的举办方表示由衷地感谢，感谢你们给我们展示自我的机会和舞台，也要感谢安吉七小的后勤保障，最后要谢谢各位评委的辛勤工作。
以上发言，若有不妥的地方请各位评委、各位专家、老师批评指正！我的汇报到此结束，谢谢大家。
THANK YOU
2021

展开更多......

收起↑