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[项目] 【2020】宅家做实验 | 水的冷却速度的变化

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微信图片_20200129151242.jpg
       利用创客技术去辅助开展一些科学实验活动,是一种新的实验方式,也是非常理想的一种方式。它可以摆脱传统用手工记录、整理、加工数据的繁琐,同时还可以促进创客编程技术的应用转化。
      本项目利用Arduino及防水温度传感器采集数据,Mind+软件将这些数据转化为显示在舞台上的一个个点,点与点无缝连接,从而绘制成了折线统计图。
      本项目主要涉及知识点:
绘制表格(Word);
截图(截屏软件);
图片处理(Photoshop);
温度传感器的使用;
Mind+实时模式的使用;
画笔模块的使用。
         
演示视频
        

       本案共采集了16分钟的数据,下文也将以16分钟时长为例介绍制作过程。你可以将时间设置更长,在制图和程序编写时进行参数修改即可。
软件准备
截图10.png
下载并安装Mind+ V1.6.2
         
硬件材料
521_P_1415674112537.jpg
Arduino Uno 1块
截图23.png
扩展板  1块
799_P_1445919045896.jpg
DS18B20 防水温度传感器套件  1套
         
制作过程
01 制作图片
截图03.png
打开Word软件,将在【页面布局】中将【纸张方向】设为【横向】;
插入一个16列25行的表格。
截图09.png
说明:纸张设为横向是为了好匹配Scartch舞台的比例;
横向设为16列,每格代表1分钟,共16分钟(0—16);
纵向设为25行,一格代表4摄氏度,共100摄氏度(0—100)。
截图00.png
使用截图软件将表格截取下来
截图04.png
打开Photoshop软件,新建一个宽480像素高360像素的图片文件(和Scratch舞台的大小相同)
截图05.png
将截取的表格图片复制到该文件中进行处理,
并加上名称及数值,保存为JPG格式图片。
02 上传图片
截图10.png
打开Mind+ V1.6.2
截图11.png
切换为【实时模式】
图片2.png
在舞台背景区单击按钮,选择【上传背景】,
将处理好的图片设为舞台背景。
截图06.png
03 连接硬件
微信图片_20200201102622.jpg
将温度传感器接到引脚5,
接上数据线连接到电脑USB口
04 编写程序
截图16.png
单击左下方【扩展】按钮
截图07.png

添加【主控板】:【Arduino Uno】
截图08.png
添加【传感器】:【DS18B20温度传感器】
截图10.png
添加【 功能模块】:【画笔】
连接设备.jpg
单击【连接设备】,选择【COMx-Uno】
连接成功.png

舞台上方显示"连接设备成功"
程序截图.jpg
参考程序
       说明:Scratch舞台分辨率为480*360,X坐标值范围为-240~240,Y坐标值范围为-180~180;所以,起点的X坐标值要设为-240,根据循环次数来计算每次应增加多少(循环次数*每次增加值=480),以保证第16分钟时,画到了舞台最右边(X坐标值240);Y坐标值要与采集到的温度值对应,使用了映射指令,将温度值0~100转换为Y坐标值-180~180。使用变量“温度值”,是为了让温度值可以显示在舞台的左上方。
     上面的程序看似简单,但是融合了很多的知识点,感兴趣的朋友可参阅我之前的一些文章,特别是《跟数学老师学Scratch》系列教程。
05 实验分析
     准备好一杯热水,将温度传感器的金属探头放入水中,点击“绿旗”开始进行测试。
截图01.png
实验结果
解读:
       最左边有一段向上的线,是因为温度传感器刚放入水中,有一个传热过程,所以,做实验时可以等传感器放入水中一定的时间后,再点击“绿旗”开始检测。
       观察上面的折线统计图,我们得出结论:水的冷却速度是先快后慢的。
       原因是什么呢?有待大家继续深入学习。



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源程序.rar

371.02 KB, 下载次数: 0, 下载积分: 创造力 -1

rzyzzxw  版主

发表于 2020-2-1 15:12:55

冷却速度与温差有关。刘老师进入了科学与创客结合的新天地。
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微笑的rockets  NPC

发表于 2020-2-1 20:19:45

非常硬核的项目,推荐@谢作如 看下。
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zhima  学徒

发表于 2020-2-2 01:33:29

非常硬核的项目
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且歌且行  中级技师

发表于 2020-2-14 19:56:04

太神了!
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kylinpoet  初级技匠

发表于 2020-2-18 04:48:54

这个好,必须支持。
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