创客技术与科学课堂 | 导体和绝缘体(2)
2020-02-181.3万
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本文介绍了如何使用Arduino和LED灯制作高精度的导体检测仪。通过这种方法，学生可以更准确地检测物体是否为导体。文章详细描述了所需的材料、硬件连接方式以及编程步骤。最终，学生可以利用自制的导体检测仪进行导体与绝缘体的实验，提高科学探究能力。
 使用电压计，按上图方案实施很容易测试物体是否为导体：测试电压值为0（或小于某个数值），则为绝缘体；测试电压值不为0（或大于某个数值），则为导体。如果是检测一些常见小物体，这个方案基本就可以了，我们可以跳到活动四进行实验了。 但是爱思考的同学总会提出一些问题，我们制作的简易电压计没有自带屏幕，必须借助电脑，而且不能移动使用。怎么解决这些问题呢？ 解决方法： （1）电压计接上显示屏（如:LCD1602）； （2）电压计接一个LED灯； （3）其他方法。 这个时候我们可以任意选择一种解决方案往下进行。下文以将电压计接上一个LED灯变身“导体检测仪”为活动内容。 活动三 制作导体检测仪 将简易电压计改造为导体检测仪，实现功能：当检测到一个只有电池和受测物体连接的电路两端有电压时，让LED灯亮起来。   大家可能会想，那和常规的检测方法有何区别呢？使用了如此多的器材，还需要进行编程，有什么必要呢？ 我们制作的导体检测仪的精度很高，能够检测到的电压最低为0.0049V。即使比这个值再高一些也不足以点亮一个小灯泡。举个例子吧，常规科学课实验方法检测人体时，小灯泡不会亮，那意味着人体是绝缘体；用导体检测仪却能得出人体是导体的结果。 可以鼓励学生分组进行对比实验，看看采用常规实验方法和采用自制导体检测仪的实验方法实验结果有没有差别。 （一）准备材料  9V电池及底座（带插头） 1套 *给Arduino供电 电池及底座（型号不限） 1套 *给受测物体供电 LED模块 1个 鳄鱼夹线 1条 （二）硬件连接  将LED接到引脚2 （三）编写程序  打开Mind+软件，在上传模式下编写程序，并上传到设备。参数“0.01”仅供参考，可根据测试结果调整，数值低可能会导致没有检测物体时LED灯也会亮起；数值过高可能会导致导电性能较差的物体不能被检出，比如人体。 （四）装配调试  电压检测模块引出的绿色鳄鱼夹夹住电池底座的负极端；新准备的鳄鱼夹线夹住电池底座的正极端；9V电池接到主控板的电源接口(不使用时要及时拔出)。两个电池底座可以固定在底板上，便于移动。  寻找一个大家都熟知的导体（如铁钉）、绝缘体（如塑料尺）进行测试；还可以直接用手握住两个红色鳄鱼夹，看看能否检测出人体也能导电。如果都没有问题，那这个导体检测仪就大功告成了。接下去，可以做导体与绝缘体实验了。 活动四 导体与绝缘体实验 有了导体检测仪，我们就能很方便地去检测物体是否是导体了。除了在实验室工作外，我们还可以将其带到室外，检测下树木、花草、电线杆、栏杆等物体。 （一）准备工作  （1）准备受测材料（10种以上，材质尽量不同）  （2）调试好导体检测仪  （3）制作好表格以便记录实验结果 （二）检测物体   依次检测实验材料；检测前先进行预测；检测后及时记录结果。  可以到室外找一些材料进行检测 （四）实验总结 通过实验，你知道了哪些物体是导体？哪些物体是绝缘体？你还想检测下哪些物体呢？ 欢迎关注本人公众号！ |
