查看: 5385|回复: 0

第八课温度预警模型实验

[复制链接]
本帖最后由 hnyzcj 于 2014-5-1 07:11 编辑

温度预警模型实验
作者:陈杰
教学目标
知识与技能:
1.    使用LED、LM35温度传感器制作温度预警模型。
2.    温度预警模型物理电路的正确连接。
3.    掌握LM35温度传感器的结构及电气特性。
4.    使用电烙铁焊接导线与电气元件。
过程与方法:
1.  创意制作,正确连接物理电路,制作实际模型。
2.  测试程序,查看实验结果。
情感态度价值观:
    使用电器元件进行创意设计,构建实际模型。
教学重点
依据功能组建温度预警模型电路,正确连接电路。
了解并掌握Lm35LM35温度传感器的结构及电气特性,正确使用该器件。
合理设计,运用一次性纸杯,制作温度预警模型。
教学难点
优化电路设计、创意设计制作模型
实验器材:
DFRobotArduino入门套件、Arduino ide 1.04、一次性纸杯

教学过程
1.情景引入
教师展示温度预警模型实验装置图或视频。:D
效果JPG.jpg

本课所需器材为:控制板、面包板、LM35温度传感器、LED灯、一次性水杯、短木方,导线。
师:杯子为什么具有“智能”,可以判断温度高低呢?
生:思考回到问题
师:奥秘就在杯底的传感器,通过它可以感知温度的变化,从而转化为电信号。
生:学生准备相关器材。
设计意图:案例引入,原理介绍,准备新实验器材。

2.新知讲授
今天的课程中,我们使用到了传感器,那么是传感器?
传感器:传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的重要环节。

(1.)温控预警模型工作原理
  LM35温度传感器感知杯中水的温度,从而转化为电信号,使得对应端口的LED灯点亮。
具体设置如下:如果水杯中的温度在20-30度时亮绿灯;温度在30-40度时亮黄灯;温度在40度以上,20度以下亮红灯。

(2.)认识LM35结构
  学生观察温度传感器,教师介绍相关引脚及极性。我们先观察LM35温度传感器三根引脚的连接线。平的一面朝上,从左到右依次为5V、模拟口、GND。如下图所示。
QQ图片20140314101713.jpg

(3.)模型制作1.LED指示灯结构由于本次实验采用的一次性纸杯,材质强度相对较弱,LED不易固定。所以LED指示灯部分采用了相对独立设计,使用了短木方作为基板连接物理线路,连接点采用锡焊方式。先用手钻对短木方钻孔,每一枚LED分别正负极性两个孔,如下图所示
DSC00148.JPG DSC00149.JPG

2.LM35传感器结构LM35传感器连接我们也采用了焊接的方式(当然焊的比较难看,不过很牢固,哈哈)。为了充分感知杯中温度变化,我们将温度传感器粘贴在杯底。如下图所示(注意,锡箔胶带是导电的,所以下图中的锡箔胶带内必须附有绝缘材料)
DSC00147.JPG

(4.)连接线路
DSC00146.JPG


设计意图:介绍Arduino物理电路连接,为后面正确实验效果奠定基础。

(5.)烧录程序

程序代码如下:

#define LED_GREEN 8//定义与绿灯连接的引脚

#define LED_YELLOW 9//定义与黄灯连接的引脚

#define LED_RED 10//定义与红灯连接的引脚

void setup()

{

  unsigned char j;

for(j=8;j<=10;j++)//设置与红绿黄灯连接的引脚为输出模式

  {

   pinMode(j,OUTPUT);

  }

}

void loop()

{

  int i;

  while(1)

  {

   i=analogRead(0);//读取温度传感器电压值

   if(i>41&&i<61)//温度在20~30度之间

    {
     digitalWrite(LED_GREEN,HIGH);//绿灯亮

     digitalWrite(LED_YELLOW,LOW);//黄灯灭

     digitalWrite(LED_RED,LOW);//红灯灭

    }
    elseif(i>=61&&i<81)//温度在30~40度之间

    {

digitalWrite(LED_YELLOW,HIGH);//黄灯亮

     digitalWrite(LED_GREEN,LOW);//绿灯灭

     digitalWrite(LED_RED,LOW);//红灯灭

    }

    else//温度在20度以下和40度以上

    {
     digitalWrite(LED_RED,HIGH);//红灯亮

     digitalWrite(LED_YELLOW,LOW);//黄灯灭

     digitalWrite(LED_GREEN,LOW);//绿灯灭

    }

  }

}

将上述代码复制到IDE窗口中,先编译,如果无误后,再上传烧录至控制板中。完成后可以测试实验结果。

三.课堂练习

师:今天的程序代码应该来说,非常简单,都是之前课程中学习过的内容,相信大家都一定能看的懂。请你尝试下面的做法,观察结果。

1.思考问题:三盏LED灯的负极连线,能否合并为一根接地线。如何设计?

2.使用电烙铁焊接导线与电气元件。
   
3.修改程序中的温度区间,测试程序的正确性。

四.学习总结

正确连接电路,实现相应功能。尝试改变电路连线,优化电路连线,使用电烙铁焊接电气元件。
高级模式
B Color Image Link Quote Code Smilies |上传

本版积分规则

为本项目制作心愿单
购买心愿单
心愿单 编辑
wifi气象站

硬件清单

btnicon
我也要做!
点击进入购买页面
上海智位机器人股份有限公司 沪ICP备09038501号-4

© 2013-2019 Comsenz Inc. Powered by Discuz! X3.4 Licensed

mail