资源简介

《制作环境监测报警器》 教案
所属课程：走进物联网
教材选用：王恒心、陈锐主编的《边做边学物联网技术》
人民邮电出版社，2016
应用年级：中职物联网专业一年级或计算机应用专业二年级
教学背景：以前关于“传感器”的教学中，学生对传感器的感觉是“只闻其声、不问其用”，一看到板子上“丰富”的针脚就“近而远之”！传感器上针脚有什么作用？如何将不同的传感器连接到Arduino主控板上？怎样将传感器和照明、报警等设备连接起来？也就是如何编写它们的逻辑行为？所以本节微课在上节课学习光控路灯制作的基础上，通过制作“制作环境监测报警器”，形象直观地展示了：火焰传感器和声音传感器的针脚和作用，如何将两个传感器连接到Arduino板上，如何根据实际情况进行逻辑行为编写等。
教学目标：1、了解日常生活中各种传感器作用的一些现象，认识传感器的作用，熟悉火焰传感器和声音传感器的基本结构；
2、能根据实际需要分析如何利用火焰传感器和声音传感器设计制作环境监测报警器；
3、会将火焰传感器和声音传感器连接到Arduino板上、进而和计算机连接，会根据具体需求进行逻辑分析，完成火焰传感器和声音传感器和LED灯连接的逻辑行为的编写，能够将程序上载到Arduino板上,实现环境监测报警器效果；
4、感受火焰传感器和声音传感器在我们日常生活中的运用；
5、培养分析问题的能力和勇于探究的精神。
教学重点：传感器和Arduino板的连接，传感器和LED灯连接的逻辑行为的编写。
教学难点：根据实际分析如何编写传感器和LED灯连接的逻辑行为。
教学方法：演示操作
教学过程：
环节 内容
一、新课导入 展示日常生活中的火焰报警器、声音传感器等几个常见的利用传感器实例，引入课题。
二、知识讲解 声音传感器是一款基于麦克风为声音检测的传感器，可用来对周围环境中的声音强度进行检测，具有300倍的放大器，输出模拟信号能使用3.3V和5V为基准AD采集，可以用来实现根据声音大小进行互动的效果、制作声控机器人、声控开关、声控报警等。形象地介绍声音传感器的作用和结构；蓝色：模拟信号输出红色：电源正灰色：电源地具有输出大小调节电位器，根据图示，Max方向输出最大，Min方向输出最小火焰传感器可以用来探测火源或其它波长在760纳米～1100纳米范围内的光源。在灭火机器人比赛中，火焰探头起着非常重要的作用，它可以用作机器人的眼睛来寻找火源或足球。利用它可以制作灭火机器人、足球机器人等。 火焰传感器的探测角度达60度，对火焰光谱特别灵敏，2个M3安装孔，可以稳定模块不会旋转。 这款火焰传感器能在-25到85摄氏度下工作，性能稳定可靠。蓝色：模拟信号输出红色：电源正灰色：电源地
三、演示操作 以“环境监测报警器”过程为例，演示讲解火焰传感器、声音传感器和Arduino板的连接，以及传感器与LED灯的逻辑行为程序的编写与运行：（1）实验器材介绍：将所有设备平铺在桌面上，非常直观的看到相应的器材。安装arduion实验环境的PC一台，arduion传感器套件中的主控板和扩展板各一个，绿红黑数字连接线二条，蓝红黑模拟连接线二条，USB数据线一条，两个LED红灯模块作为报警器，一个火焰传感器，一个声音传感器。（2）物理连接：将扩展板和主控板插好，利用各种线缆将火焰传感器、声音传感器、两盏LED红灯与Arduino扩展板上相应针脚连接， 再将Arduino主控板与电脑连接。供电后主控板指示灯点亮。（3）程序编辑与运行：打开ArduBlock编程环境；这样一个环境监测报警器的程序就完成了，点击ArduBlock上方的上载到Arduino，将程序加载到主控板。（4）测试：当火焰靠近火焰传感器探测范围时LED灯就“亮”，反之灯就“灭”；当声音超过声音传感器指定数值时LED灯就“亮”，反之灯就“灭”。
四、要点总结 “制作环境监测报警器”实践过程中的注意事项：（1）在进行物理连接各个设备时，要注意连接的针脚编号、数字还是模拟针脚。（2）Arduino板和电脑连接以后要注意用于通信的串口是否驱动起来，如果没有驱动起来Arduino板和电脑是无法传输数据的！特别是在出现故障时根据情况要检查串口。（3）编写火焰传感器、声音传感器和LED灯的逻辑行为时一定注意传感器临界值的设定，这影响到程序的灵敏性。（4）选择编程模块时注意实际产品模块和通用模块效果是一样。
五、巩固提升 展示一个火焰传感器、声音传感器的影视片段，引导学生思考如何利用火焰传感器、声音传感器、LED红灯、蜂鸣器等实现安全报警的功能，对微课程教学内容进行课后延伸。
教学总结：
本节微课先对我们日常生活中经常见到的环境监测报警器进行了分析，形象地说明了人火焰传感器、声音传感器的功能和作用；通过实物实验效果演示了两种传感器的“感觉”功能，让学生认识传感器在我们生活的应用。并利用视频演示了“制作环境监测报警器”的完整过程，对火焰传感器、声音传感器的针脚进行解释、对各设备的连接着重强调、对传感器和LED灯的逻辑行为编程进行了分析，目的就在于不仅教会学生如何做，更要教会学生分析为什么这样做，以达到“不仅闻其声、而且要动其用”的目标。

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