第十三课 火焰报警模型实验

火焰报警模型实验

作者：陈杰

教学目标

知识与技能：

1.    使用火焰传感器、蜂鸣器、红色LED制作火焰报警装置。

2.    火焰传感器、蜂鸣器、LED物理电路的正确连接。

3.    掌握火焰传感器的结构及电气特性。

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：

了解并掌握火焰传感器的结构及电气特性，正确使用该器件，设计制作火焰报警模型。

教学难点：

正确连接电路(识别1602B接口引脚)

实验器材：

火焰传感器、蜂鸣器、红色LED、220欧电阻、面包板、导线若干、ArduinoIde 1.04

【教学过程】

1.情景引入

教师展示现实生活中的火焰报警装置如图1，提问学生这些装置在发现火源后会做出什么样的反馈。

图1生：发现火源后，发出警报声，红灯亮起。师：说得不错，这是我们日常生活中经常使用的火焰声光报警器的功能，那么今天我们就带领大家来制作这样的一个模型。本课所需器材为：火焰传感器、蜂鸣器、红色LED、220欧电阻、面包板、导线若干设计意图：案例引入，器材准备。 2.新知讲授通过前面时间的学习相信大家对蜂鸣器、LED并不模式。火焰传感器到像是个新东西。我们先来认识下它吧。
（1.）认识火焰传感器
火焰传感器（即红外接收三极管）经常被用来当做机器人用来搜索火源的传感器，该传感器对火焰特别灵敏。实物如图，看上去很像是个黑色的LED，该传感器有长短两个引脚，短引脚为负极，长引脚端为正极。

图2（2.）火焰传感器的工作原理　　火焰传感器利用红外线对火焰非常敏感的特点，使用特制的红外线接收管检测火焰，然后把火焰的亮度转化为高低变化的电平信号，输入到处理芯片，中央处理器根据信号的变化做出相应的程序处理。（3.）连接线路　  此次实验的电路中蜂鸣器、红色LED的连接大家应该熟练掌握了，主要讲下火焰传感器的接法，将火焰传感器的负极插到5V插口中，然后将正极与一个10K电阻相连，电阻的另一端插到GND插口中，最后从火焰传感器的正极端所在列插入一根跳线，跳线的另一端插在模拟口4中。如下图所示，大家可以回想一下上课学习的光敏电阻接法，好像有些类似。
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。 （5.）烧录程序程序代码如下：
int g;//定义发量g
void buzzer()//蜂鸣器发出“嘀”声音子程序
{ for(g=0;g<80;g++)
{ digitalWrite(11,HIGH);//发声音
delay(1);//延时1ms
digitalWrite(11,LOW);//不发声音
delay(1);//延时ms
}
}
void setup()
{ pinMode(10,OUTPUT);//设置数字10、11引脚为输出方式
pinMode(11,OUTPUT);
}
void loop()
{
char i,j,k;//定义发量
i=analogRead(4);//读取没有火焰时模拟口的电压值
while(1) {
j=analogRead(4);//不断读取模拟口的电压值，时时监测
k=j-i;//做差值
if(k>123)//如果差值大于0.6（0.6为模拟值，123为对应的数字二进制值）说明有火焰
{ buzzer();//蜂鸣器发出声音
digitalWrite(10,HIGH); //设置数字10口为高电平，红灯亮
}
else
{ digitalWrite(11,LOW);//设置数字11口为低电平，蜂鸣器不响
digitalWrite(10,LOW); //设置数字11口为低电平，红灯灭
}
}
}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。代码学习lcd.print();   //在LCD上输出相应的内容
lcd.clear();   //清屏
lcd.setCursor(0, 1) //设置lcd显示的位置
三.课堂练习师：1.今天的实验中火焰传感器模型中我们使用了声音、光线来作为报警的提示信息，请各位同学想想除此之外还有没有其他的方式来提示报警呢？。2.虽然火焰报警模型通过声音、光线提示报警，但并没有对火源产生任何影响，请同学们考虑，如果检测到火源我们可以采取什么措施呢？ 四．学习总结认识火焰传感器的的结构及电气特性，使用火焰传感器、蜂鸣器、LED制作火焰报警模型。
五、课后反馈    本课教学后，学生普遍反映对于火焰传感器的引脚接法，不好理解，为什么正极接模拟口，负极却接5V接口存在疑问。