第八课温度预警模型实验
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
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。
（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
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）
（4.）连接线路
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。
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