创客技术与科学课堂 | 导体和绝缘体(3)

       上个活动，我们用制作的导体检测仪检测了身边的一些物体；主要是一些固体。其实，很多的液体也是导体。可能的话，我们可以准备一些液体材料进行实验；也通过上网、看书等方式搜集一下这方面的资料。

       相信大家很容易发现一种我们常见的液体也能导电——“水”。自来水、矿泉水、雨水等都能导电的，但是那不算真正的水，因为其中含有其他物质。而蒸馏水应该比较接近真正的水，其不含可溶性的固体物质，不导电。但是，即使是蒸馏水，只要加入一些盐，就可以导电。不同浓度的盐水，导电性能都一样吗？我们探究一下吧！

       为了让盐水浓度和导电性能（用电压值大小衡量）的关系更加直观，我们借助物联网平台来收集数据、整理收据。      

活动五 让导体检测仪连上物联网

  

       给我们制作的导体检测仪接上一个物联网模块，再适当修改程序，导体检测仪就能够与物联网平台进行数据交换。

（一）准备工作

（1）准备材料：

      DF OBLOQ - IoT物联网模块  1个

（2）知识学习：

      DF OBLOQ - IoT物联网模块产品资料

https://www.dfrobot.com.cn/goods-1577.html

（二）硬件连接

       物联网模块的VCC、GND分别接到扩展板的VCC、GND引脚，RX（绿线）接到引脚0，TX（蓝线）接到引脚1。

       由于引脚0和1是主控板的串口，在上传程序时需要用来数据交换，所以在上传程序时必须将物联网模块的线拔下，待上传完程序后按之前的接法重新插上。

（三）物联网平台配置

       目前向大众免费开放的物联网平台有很多。这里使用的是与物联网模块配套的Easy IoT，由上海DFRobot公司提供。

（1）登陆Easy IoT主页

         网址：https://iot.dfrobot.com.cn

（2）注册一个账号

（3）用注册好的账号登陆，进入【工作间】

（4）单击【添加新的设备】按钮，将创建一个设备，可以对其进行重命名

        此界面中，可以看到三个关键信息：单击左边的眼睛按钮，会显示用户名称和密码；中间有一个设备名称。这三个信息在后面的编程中需要用到，使用时可以直接复制、粘贴，手工输入比较麻烦。

（四）编写程序

（1）打开Mind+软件

         在上传模式下编写程序。依次添加扩展模块：【主控板】Arduino Uno、【传感器】模拟电压检测模块、【通信模块】OBLOQ物联网模块。

（2）设定物联网通讯模块参数

      最上面两个填写你所在场所的Wi-Fi名称及密码；中间三个是Easy IoT平台的用户名、密码、设备名；最后两个服务器信息使用默认参数即可。

（3）参考程序

       说明：每隔15秒，将所测数据（电压值）上传到物联网平台；数据上传后LED灯随之亮、灭一次，作为一个提示信号。

       15秒是一个参考时间，这段时间用来向水中添加盐并进行搅拌，可根据实际操作进行适当调整。

（4）上传程序到主控板

（五）功能测试

（1）开启导体检测仪

       物联网模块对电压要求比较高，建议使用新电池、电源适配器或者电脑USB口对主控板供电。当物联网模块上的指示为绿色时，说明连接成功。这时，可以将两个鳄鱼夹直接相接，试试将检测到的电池的电压值发送到物联网平台。

（2）打开物联网平台，单击设备名下【查看详情】

（3）查询结果

       从结果可以看出，三个数据的收到时间间隔15秒，数值相同，都是电池的电压值。说明成功实现预设的功能。

活动六 盐水的导电性能实验

  

      实验方案：每隔15秒向水中加入一定的盐，并搅拌促进其溶解，由检测仪采集电压值并上传到物联网平台处理。

（一）准备工作

（1）实验材料：

塑料碗（杯）   1个

   自来水     1碗

有条件的最好用蒸馏水

小勺    1把

搅拌棒   1根

玻璃材质更佳

（2）将物联网平台的相关信息清空

（二）实验操作

（1）将检测仪的两个鳄鱼夹夹在塑料碗的边沿，保持一定的距离，夹子要伸进水中；

（2）给检测仪接上电源

（3）当LED灯亮起又熄灭后，用勺子向水中添加一勺盐，并用搅拌棒快速搅拌；然后将搅拌棒从水中拿出，等待下一次信号。

      灯亮时，正好是采集数据的时候，要保证在这个时间点前后搅拌棒不在水中，以免影响检测结果。

（三）数据获取

（1）登陆物联网平台，查看收集的数据数量（72条），点击【查看详情】按钮

（2）详情页面上方

        可设置数据的排列方式（正序或倒序），也可以将数据以EXCEL格式导出

（3）页面中间以统计图的方式展示结果

（4）页面下方有详细的数据列表

我们还可以通过微信小程序查看实验结果

（四）结果分析

（1）第1个数据是第1次加入盐前的数据，说明自来水会导电；

（2）在一定范围内，不同浓度的盐水导电性能不同，浓度越大导电性能越强；

（3）......(让学生总结吧)

后 记

  

       创客技术给科学实验带来的改变，无疑是巨大的。不仅改进了实验方法，还拓宽了实验途径、延伸了实验内容。相互融合、相互促进，让学生们真正感受到知识的力量！

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小学的科学老师真不容易啊

DFrJ5KYVQaH 发表于 2020-2-19 10:16
小学的科学老师真不容易啊

我这个算是“纸上谈兵”，算是一个教学设计吧，实施起来有难度的。虽然技术上没难度。

不错的介绍