粤高教版信息技术九年级上册2-4 制作“害羞”机器人 课件.pptx

粤高教版信息技术九年级上册 2023版课件 第4课 制作“害羞”机器人 ------超声波传感器及其应用 机器人走迷宫 新知导入 视频中的机器人能够走迷宫，其中一个有趣的动作就是，当靠近墙时，它就“害羞”地停止，让后转弯，好像长了眼睛一样，你知道其中的原理吗?这节课我们将制作一个“害羞”机器人，探索其中的奥秘。 新知讲解(一)项目要求 制作一个外观如图所示的机器人，并让机器人产生“害羞”的动作。当人靠近时，它后退;当人远离时，它就前进。一、项目分析 新知讲解 1.根据项目需求选择合适的开源硬件，完成机器人硬件的组装。 2.编写程序，利用超声波传感器监测机器人和人之间的距离。当距离小于或等于临界值时，驱动机器人后退;当大于临界值时，驱动机器人前进。(二)实现思路 新知讲解(三)所需器材本项目所需的器材如下表所示。 新知讲解 编程软件是 EDUArduino2.0，图形编程模块是ArduBlock。(四)所需软件 新知讲解(一)超声波传感器二、探究新知 本项目中，超声波传感器的外观如图所示。 它的引脚共有4个，引脚名称和用途如表所示。序号引脚名称用途1GND0V接地2VCC+3V～+5V电源3TRIG信号发射端4ECHO信号接收端 新知讲解 到图书馆或上网搜索超声波传感器的有关知识，理解其工作原理。探究 不同的超声波传感器可测的距离不一样，例如HC-SRO4超声波传感器可提供2～400Cm的非接触式距离感测功能。 超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号（通常是电信号）的传感器。 超声波是振动频率高于20kHz的机械波。它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。 新知讲解(二)超声波传感器测量距离超声波传感器测距离是利用时间差测距法。 通过超声波发射器向某一方向发射超声波，从发射开始计时，超声波在空气中传播时碰到障碍物就反射回来，接收器在收到反射波时立即停止计时。 设超声波在空气中的传播速度为V ，而根据计时器记录测出发射和接收的时间差为△t，就可以计算出发射点距障碍物的距离S即S＝V? △t /2 新知讲解1.硬件接线。用超声波传感器測量传感器和物体间的距离。实践 超声波传感器的TRIG和ECHO引脚，以及 Arduino传感器扩展板的数字引脚连接，这里TRIG连接传感器扩展板的数字引脚D2，ECHO连接数字引脚D3，硬件接线如下表所示序号引脚名称传感器扩展板1GNDG2VCCV3TRIGD24ECHOD3连接实物图如图所示 新知讲解 2.编写程序，在串口监视器中显示超声波传感器所测距离值(Cm)，如图所示。 新知讲解探究 利用上述程序，把超声波传感器放在与物体的不同距离上进行测量，并把实际距离与超声波传感的测量值结果填入下表实际距离（cm)5102030405060测量值 探究发现，物体的实际距离(单位:cm)与超声波传感器的测量值（ ）(存在/不存在)误差，误差范围在（ ）内 新知讲解(一)硬件安装三、项目实施主控板、传感器扩展板、电机扩展板通过垂直堆叠的方式连接。 超声波传感器与传感器扩展板的连线如表所示 直流电机与电机扩展板间的连线如表所示。序号引脚名称用途1GND0V接地2VCC+3V～+5V电源3TRIG信号发射端4ECHO信号接收端直流电机电机扩展板左轮电机(M1)A右轮电机(M2)B 新知讲解 电机扩展板因为已经占用了主控板的数字端口D4、D5、D6、D7，所以传感器不能再用这4个端口了。 为了避免端口冲突，选择把超声波传感器的TRIC引脚连接到传感器扩展板数字引脚D2，ECHO引脚连接到数字引脚D3。 新知讲解(二)算法设计 根据本项目的功能要求，算法流程如图所示。 新知讲解(三)编写程序用 ArduBlock编程实现上述算法，程序如图所示。 新知讲解 将程序上载到 Arduino主控板，运行机器人程序，测试机器人的行走情况。(四)效果检验 新知讲解 探究人与超声波传感器间的不同距离，检验机器人的反应，把结果记录在下表中探究 探究发现，机器人与人的距离（ ）(小于/大于)（ ）Cm，机器人（ ）(前进/后退);距离（ ）(小于/等于/大于)（ ）cm，机器人（ ）(前进/后退)。距离/cm机器人的动作(前进/后退)1020303540 实践与创作 1.设计一个不会跌落的机器人，当机器人走到桌子的边缘时，它会调整方向，始终不会从桌子上跌下来。 课堂检测1.关于超声波传感器，下列说法正确的是( )A.超声波的率很低 B.可以用它来侦测距