创客技术与科学课堂 | 双秤称物实验
2020-03-201.2万
精华项目
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本文介绍了一个STEM教育项目——双秤称物实验。通过使用掌控板和重量传感器模块，学生可以制作一个能够自动计算两台秤所载重量总和的电子秤系统。首先，需要准备一台电脑安装Mind+ V1.62软件，以及所需的硬件材料如掌控板、扩展板和重量传感器模块。接着，按照详细的步骤进行硬件搭建，包括连接重量传感器模块的导线，设计制作外型，编写程序等。最后，通过校准电子秤并进行称重实验，学生可以探索重量分布的原理。这个项目不仅锻炼了学生的动手能力，还帮助他们理解科学概念。
 前 言 世界对于人类来说，其实还存在着很多很多未知的东西；特别是对于小朋友来说，一切都是那么好奇，总有这样那样的问题。这不，有个小朋友突然想知道一个人两脚分开站在两台秤上，称重结果会是怎么样的？是双倍体重吗？还是总重量比原来轻或是相等？暂时先猜测一下吧。 其实这个问题，和用两台秤称一根木头是同样的问题。小朋友可以用创客技术来自行探索答案。让我们通过制作两台电子秤来做一个“双秤称物”实验吧！ 活动一 制作电子台秤 制作一个有两台台秤的电子称重系统，能够实现自动计算两台秤所载重量总和的功能。 1.准备工作 （1）一台电脑，安装好Mind+ V1.62软件； 软件下载网址：http://mindplus.cc/  （2）硬件材料： 掌控板 1块 扩展板 1块 重量传感器模块 2个 （3）知识学习 重量传感器模块产品文档： 2.硬件搭建  （1）连接重量传感器模块的导线 红线---E+ 黑线---E- 白线---S- 绿线---S+   （2）将其中一个重量传感器连接到扩展板的P0、P1接口； 另一个重量传感器连接到扩展板的P13、P14接口。 3.设计制作外型  （1）设计图纸  （2）利用激光切割机切割椴木板 4.编写程序 （1）连接设备 打开Mind+软件，切换为【上传模式】，【连接设备】  （2）添加扩展模块 单击左下方【扩展】按钮，在【主控板】中选择【掌控板】,在【传感器】中选择【Hx711重量传感器】  （3）编写程序 将第一台秤的检测重量值显示在第一行； 将第二台秤的检测重量值显示在第二行； 将两个重量值之和显示在第三行。 （4）上传程序 单击右上方【上传到设备】按钮，将程序上传到主控板。 5.外型组装  （1）用螺丝将圆形木垫片固定在底盘下为脚  （2）将重量传感器的转接模块固定在预设位置   （3）用螺丝将重量测量模块连同三块长方形垫板固定在底板上 固定螺丝孔径大的那端，上下方向见标签指示  （4）将秤盘和十字托架用螺丝紧固； 再与三块长方形垫板组合在一起  （5）用螺丝固定在重量测量模块的另一端  成品图 6.调试校准  （1）制作好的电子秤，还需要通过校准方可正常使用。这时最好找一个已知质量的物体作为参考物，如果在学校用天平的砝码是最理想的。 （因特殊时期，宅在家中，我使用一个了魔方，先在家中的电子小台秤上称得86克）  （2）校准第一台台秤 将魔方放上第一台台秤的秤盘，根据所测结果去调整程序中的积木校准值。比实际重量大，则将校准值调大；比实际重量小，则将校准值调小；一直调到非常接近为止。每调一次，需要将魔方拿下，然后上传程序，再重新测重；切不可将魔方一直放在秤盘上。  （3）校准第二台台秤 该款重量传感器精度比较高，结果看整数部分就可以了。  调整后的程序 活动二 双秤称物实验 制作好了双秤测重系统，我们就可以用来验证前面的猜测了。 1.准备工作 准备一些容易放在秤盘上的小物品； 制作一张表格用来记录实验结果。 2.称重实验    （1）检测单个物体在不同放置状态下的重量       （2）检测两个物体在不同组合方式下的重量    （3）检测模拟人体在不同站姿下的重量 3.实验结果分析 你现在可以得出哪些结论呢？ 相信通过实验已十分清楚了吧！ 请在实验单上写下来。 |
