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李志雄
04月22日

智能避障小车

湛江市湖光中心小学创客社团校本教材

第2课 智能避障小车

(1课时)

【硬件搭建】

掌控板、掌控宝、超声波传感器、TT电机、数据线,PVC板小车模型。


【作品功能】

使用mPython0.2.2编写程序,上传到掌控板,实现小车在行驶过程中,能自动避开障碍物,继续行驶。

【教材与学情分析】

本课是湛江市湖光中心小学创客社团校本教材第2课。根据课程的设计,第1课《新朋友——掌握板》,让学生初步了解mPython编程软件,认识掌控板。本节课通过生动有趣的实例——智能避障小车,进一步激发学生的学习兴趣,让学生的创客激情得到继续燃烧。

本课授课对象是小学三、四、五年级编程社团的学生,学生人数20左右。这群学生学过的“编程猫”未来教室的体验课程,因此对于图形化编程软件处于入门新手,对于枯燥的编写程序,得来一形象的,动手操作的模型,来激起学生学习的兴趣。

【学习目标】

1.认识超声波传感器、TT电机。

2.掌握智能避障小车的搭建,超声波传感器、TT电机的连接方法。

3.利用mPython0.2.2编写智能避障小车运行程序。

【学习重难点】

重点:

1.认识超声波传感器、TT电机。

2.掌握智能避障小车的搭建,超声波传感器、TT电机的连接方法。

难点:

利用mPython0.2.2编写智能避障小车运行程序。

【教学资源】

创客教室;学生自带手提电脑,两人一台,安装好mPython0.2.2;两人一组,智能避障小车模块一套。

【预设流程】

环节一:认识超声波传感器、TT电机。

四年级有一篇课文《蝙蝠和雷达》,通过科学家经过反复研究,揭开了蝙蝠能在夜里飞行的秘密。它一边飞,一边从嘴里发出一种声音。这种声音叫做超声波,人的耳朵是听不见的,蝙蝠的耳朵却能听见。超声波像波浪一样向前推进,遇到障碍物就反射回来,传到蝙蝠的耳朵里,蝙蝠就立刻改变飞行的方向。

科学家模仿蝙蝠探路的办法,给飞机装上了雷达。

我们手中的这个模块,中间有一个蝙蝠的图案,还有两只眼睛的形状,这就是超声波传感器。

超声波传感器在发射超声波的时候,将“电能”转换成超声波发射出去;而在接收时,则将超声振动转换成电信号。它的有效测距范围为3-300cm,连接12C(称为“I方C”)并将侦測数据返回掌控板,常用于超声波定位、测距、避障等场景。


认识TT电机,黄色、香蕉形电机,连接在掌控板的M1,M2接口。


环节二:搭建智能避障小车。

为了节省时间,老师提前用PVC板裁好小车底板,16*12cm的长方形,钻好安装电机的两个小孔,切好安装超声波传感器位置。

学生利用扎带,将两个电机固定好;用螺丝固定好万向轮;固定好超声波传感器;正确接好连接线。



环节三:编写智能避障小车程序。

思路:两个电机同向往前行驶,使用触摸键控制电机的启动与停止,当超声传感器测到前面30cm处有障碍物,则电机停止运行,然后向右转大约90度,再向前面,重复以上运行模式。

第一步:在“扩展”下的“Blutbit”命令模块中拉出“打开直流电机”两个,设两个电机“M1”“M2”,由于电机安装方向相反,所以一个“反转”,另一个“正转”, “速度”值可调范围0-100。


第二步:利用逻辑模块的“如果…执行…”,通过触摸键控制电机的启动与停止,速度调至0为停止。


第三步:利用逻辑模块的“如果…执行…”,将超声波传感器测到的距离小于30cm,两电机都设为正转(实际是左进右退),速度50,等待时间为0.8秒,小车右转大约90度。为了让小车有个缓冲,右转后停步1秒,然后继续前进。


第四步:为了让小不断执行以上运动,运用到“循环”模块中的“一直重复执行”。


环节四:提升拓展

1、完善小车模型的造型,让小车模型更加美观,坚固。

2、改进程序,当小车遇到障碍物时,发出声音,再改变运行方向。

智能避障小车拼装编程视频


智能避障小车演示视频





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