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[项目] 创客技术与科学课堂 | 导体与绝缘体(1) |
前 言 教科版小学科学四年级下册教材的第一单元是《电》,第五节内容是《导体和绝缘体》;其中在探究身边的哪些物体是导体或者绝缘体时,需要做一个实验。这个实验如果结合创客技术来完成,将是一个很好的STEAM项目。 本文主要从知识层面进行描述,忽略了团建、展示等环节。本项目共设计了六个活动,分三次发布。 活动一 制作简易电压计 测试一个物体是否是导体,只要将其串联一个电池,然后测试电路两端是否有电压就可以判断。而创客器材中,电压检测模块是比较容易获得的传感器。所以,制作一个简易电压计是一个较理想的方案。制作好后,我们可以进行测试各种电池电压的实验。 (一)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: Arduino Uno 主控板 1块 IO扩展板 1块 电压检测模块 1个 鳄鱼夹线 2根 USB连接线 1根 (3)知识学习 电压检测模块产品文档: 使用串口输出传感器的值: (二)硬件搭建 (1)将主控板固定在一个绝缘体垫板上(以免静电或者短路损坏主控板,没有条件的可以使用干木板、瓦楞纸等) (2)装上扩展板 (3)将鳄鱼夹线一头剪断,去皮,插入电压检测模块的接口。为了方便辨别,红色接入INPUT口(检测时接电路正极),绿色接入GND口(检测时接电路负极)。 (4)电压检测模块的数据线接到扩展板的A0引脚 (5)用USB线将主控板与电脑进行连接 (三)编写程序 (1)连接设备 打开Mind+软件,切换为【上传模式】,在【连接设备】菜单下选择【COMx-Uno】进行连接。 (2)添加扩展模块 单击左下方【扩展】按钮,在【主控板】中选择【Arduino Uno】,在【传感器】中选择【模拟电压检测模块】 (3)编写程序 每隔0.5秒,让电压检测模块采集一次数据,并将数据输出到串口。 (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。 (四)性能测试 由于采用了串口输出法显示数据,测试时USB线要一直插在电脑上,并且让主控板与Mind+软件一直处于连接状态。 (1)红色鳄鱼夹接触受测电池的正极,绿色鳄鱼夹接触受测电池的负极 (2)单击【打开串口】按钮,该按钮在黑色小窗口的左下方 (3)查看测试结果 从结果看,比较接近产品的标定输出电压值;说明电压计制作成功。 活动二 检测各种电池的电压 制作好了电压计,我们可以利用它来检测常见的各种电池的电压值。 (一)准备工作 (1)准备一些常见的电池,尽量使类型多样、使用状态各异 (2)取出自制简易电压计,复习使用方法 (3)根据准备的电池数量及属性制作一个统计表 (二)检测电压实验 (1)启动简易电压计 因为主控板已经保存了程序,不需要再重新编写或上传程序。将电压计连接电脑、打开Mind+软件、连接设备、打开串口后电压计即可开始工作。 (2)依次检测各个电池的电压,并记录结果 (三)实验结果分析 经过实验,我们可以得出一些结论: (1)可充电电池的实测电压比标示的要高;(对电压要求高的电器慎用哦!) (2)使用过的电池的电压比新的或充满电的电池要低;(玩具车跑着跑着会变慢就好理解了) (3)......( 有待孩子们去发现) 欢迎关注本人公众号! |
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