💡 STEM教育：用倾斜开关控制LED，激发孩子的创造力！🚀

倾斜开关控制LED

作者：陈杰

教学目标

知识与技能：

1. 使用倾斜开关控制LED灯。

2. 掌握倾斜开关结构及电气特性。

过程与方法：

1．创意制作，正确连接物理电路，制作模型。

2．测试程序，查看实验结果。

情感态度价值观：

使用倾斜开关灯电器元件进行创意设计，构建实际模型。

教学重点：

了解并掌握倾斜开关的结构及电气特性，正确使用该器件，控制LED。

教学难点：

注意倾斜开关的不同引脚的接法。

实验器材：

OCROBTMANGO Ⅱ套件、面包板、倾斜开关、导线若干、电阻220欧、Arduino Ide 1.04

【教学过程】

1.情景引入

教师展示使用倾斜开关控制LED的效果图或视频。

设计意图：案例引入，器材准备。

2.新知讲授

本节课实验中使用到了倾斜开关，它是内部带有一个金属滚珠的滚珠倾斜开关。如下图所示

（1.）倾斜开关

工作原理　　观察倾斜开关我们可以发现，倾斜开关的一端为金色导针，另一端为银色导针。金色一端为<ON>导通触发端银色一端为<OFF>开路端当受到外力摇晃而达到适当晃动力时或金色一端设置角度低于水平适当角度时导电接脚电气特性会产生短时间导通或持续导通<ON>状态。而当电气特性要恢复开路状态<OFF>时开关设置环境必须为静止，且银色一端设置角度需低于水平10度。

（2.）连接线路　　

将倾斜开关银色的一端连接到5V插口，金色一端连接到模拟口5。led灯连接到数字8引脚。

图4

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。

（3.）实验原理

当金色一端低于水平位置倾斜，开关导通，模拟口电压值为5V左右（数字二进制表示为1023），点亮led灯。当银色一端低于水平位置倾斜，开关关闭，模拟口电压值为0V左右（数字二进制表示为0），熄灭led灯。在程序中模拟口电压值是否大于2.5V左右（数字二进制表示为512），即可知道是否倾斜开关导通了。

（4.）烧录程序程序代码如下：

/*
voidsetup()
{
pinMode(8,OUTPUT);//设置数字8引脚为辒出模式
}
voidloop()
{
inti;//定义发量i
while(1)
{
i=analogRead(5);//读模拟5口电压值
if(i>200)//如果大于512（2.5V）
{
digitalWrite(8,HIGH);//点亮led灯
}
else//否则
{
digitalWrite(8,LOW);//熄灭led灯
}
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：今天的实验中倾斜开关的接线虽然简单倾斜，相信都能够完成本课的实验，下面请各位同学将实验中的LED换成蜂鸣器。自行修改电路和程序，完成相应功能。并至少设计一种带有倾斜开关的具体模型。

四．学习总结

了解并掌握倾斜开关的结构及电气特性，正确使用该器件，控制LED。五、课后反馈本课教学运用器件较少，连线简单，学生普遍完成率非常高，在教师的授课下，学生基本都能完成本课实验。教师应鼓励学生利用已学过的器件，创意设计一些作品。