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[Arduino机器人课程] Arduino机器人第4课：智能风扇

为了有效避免学生对LED的审美疲劳，我们根据聚类的思想设计了智能风扇系列。《智能风扇》是第二章《智能风扇》的第一个专题，是对第一章《LED》中的重点（按钮和传感器）的巩固和深化。从物理电路的连接上，增加了带直流电机的风扇；从编程上，增加了if结构的变式等内容。

本文主要对本次课的重难点、主要教学设计的设计意图以及学生上课的反应做部分说明。

相关资源下载地址：http://pan.baidu.com/s/1pJ0kk0V 密码：2ebm

本课程的讨论地址：https://mc.dfrobot.com.cn/forum-75-1.html

1.RoMeo控制直流电机

由于驱动风扇需要用到直流电机，我们从这一课开始更换了板子，用的是DFRobot的新产品——RoMeo，该控制器不仅继承Arduino328控制器所有的特性而且集成了电机驱动、键盘、IO扩展板、无线数据串行通讯等接口。RoMeo中电机控制针跳线，将分配用于电机控制引脚为数字口4,5,6,7。RoMeo控制电机有两种模式：PWM模式和PLL模式，这里我们用到的是PWM模式，通过改变两个数字IO引脚和两个PWM引脚的PWM对直流电动机控制端口实现。引脚定义如下：

引脚	功能
4	电机1方向控制
5	电机1PWM控制
6	电机2PWM控制
7	电机2方向控制

如digitalWrite(4,HIGH)和digitalWrite(4,LOW)是控制电机1的正转和反转的，analogWrite(5,100)是控制电机1的转动速度的。

2.声控风扇

这部分主要是完成声控风扇的制作，功能是通过声音传感器检测声音，检测到时风扇转动，否则停止转动。程序如下：

[mw_shl_code=applescript,true]void setup() {

  pinMode(4,OUTPUT);

  pinMode(5,OUTPUT);

}

void loop() {

  int a;

  a=analogRead(A0); //读取模拟口的值

  if(a>700){

digitalWrite(4,HIGH); //转动风扇

analogWrite(5,100); //设置风扇的转速

delay(2000);

  }

  else{

analogWrite(5,0);

delay(2000);

  }

}
[/mw_shl_code]

3.换挡风扇

这部分主要是完成换挡风扇的制作，这里的换挡风扇主要是通过按钮完成换挡的功能的，程序如下：

[mw_shl_code=applescript,true]int i=0;

bool k;

void setup() {

  pinMode(2,INPUT);

  pinMode(5,OUTPUT);

}

void loop() {

  k=digitalRead(2);

  if(k==LOW){

i++;

if(i==1){

   analogWrite(5,50);

}

else if(i==2){

   analogWrite(5,100);

}

else{

   analogWrite(5,0);

   i=0;

}

delay(50);

  }

}
[/mw_shl_code]
上述程序下载之后，学生会发现不是很灵敏，有的学生会比较感兴趣。因为在之前的LED系列中拓展过消抖的知识，所以我们在这里只是提示学生这也是由于消抖引起的，让学生自己尝试解决的。另外在拓展中也加入了另一种选择结构switch结构，这里也为大家提供一下程序，如下：

[mw_shl_code=applescript,true]int i=0;

bool k=0;

bool s=1;

void setup() {

  pinMode(2,INPUT);

  pinMode(5,OUTPUT);

}

void loop() {

  if((!digitalRead(2)) && s){

k=!k;

i++;

switch(i){

   case 1:analogWrite(5,50);

         break;

   case 2:analogWrite(5,100);

         break;

   case 3:analogWrite(5,200);

         break;

   default:analogWrite(5,0);

            i=0;

}

delay(20);

  }

  s=digitalRead(2);

}[/mw_shl_code]

下图是学生组装的智能风扇，包括按钮和声音传感器。其中固定电机的结构件是我们用3D打印机打印出来的。在当前还没有找到专为基础教育优化过的Arduino套件的时候，采用3D打印机自行设计一些结构件，似乎也是一种可行的方案。

Arduino机器人第4课：智能风扇图1