兒童編程scratch桌面機(jī)器人教參魔琴教案

1、少兒編程教學(xué)資料，需要可下載并修改后使用！第十課魔琴陵學(xué)習(xí)目標(biāo).了解桌面機(jī)器人身上的感知系統(tǒng)有哪些傳感器及其作用。.學(xué)習(xí)使用這些傳感器用到了哪些模塊，并了解如何使用它們。.綜合這些傳感器的功能，設(shè)計(jì)一臺(tái)具有多功能的神奇魔琴。重點(diǎn)知識(shí)感知系統(tǒng): 感知系統(tǒng)是機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)自主化的必須局部。這一節(jié)課，將介紹一下移動(dòng)機(jī)器人中所采用 的傳感器。根據(jù)傳感器的作用分，一般傳感器分為：內(nèi)部傳感器（體內(nèi)傳感器）：主要測(cè)量機(jī)器人內(nèi)部系統(tǒng)，比方溫度，電機(jī)速度，電機(jī)載荷， 電池電壓等。外部傳感器（外界傳感器）：主要測(cè)量外界環(huán)境，比方距離測(cè)量，聲音，光線，顏色。根據(jù)傳感器的運(yùn)行方式，可以分為：被動(dòng)式傳感器：傳感器本身不

2、發(fā)出能量，比方CCD, CMOS攝像頭傳感器，靠捕獲外界光線 來獲得信息。主動(dòng)式傳感器：傳感器會(huì)發(fā)出探測(cè)信號(hào)。比方超聲波，紅外，激光。但是此類傳感器的反射 信號(hào)會(huì)受到很多物質(zhì)的影響，從而影響準(zhǔn)確的信號(hào)獲得。同時(shí)，信號(hào)還狠容易受到干擾，比 如相鄰兩個(gè)機(jī)器人都發(fā)出超聲波，這些信號(hào)就會(huì)產(chǎn)生干擾。三角測(cè)量法：三角測(cè)量法（Triangulation-based）:就是把發(fā)射器和接受器按照一定距離安裝，然后與被探測(cè)的 點(diǎn)形成一個(gè)三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，由于發(fā)射器和接收器的距離，發(fā)射角度，反射角度 也可以被檢測(cè)到。因此檢測(cè)點(diǎn)到發(fā)射器的距離就可以求出。利用此方法的實(shí)際應(yīng)用 跟蹤目標(biāo)移動(dòng)：借助紅外線的發(fā)射與接受回路來

3、檢測(cè)被跟蹤物體的存在。躲避障礙物：借助紅外線的發(fā)射與接受回路來檢測(cè)障礙物的存在。演奏樂曲：當(dāng)傳感器檢測(cè)到靠近中的物體時(shí)，一旦檢測(cè)到就彈奏一個(gè)音符。不同的位置的傳 感器就像鋼琴的不同按鍵一樣。限教學(xué)過程課程導(dǎo)入（20分鐘）.設(shè)計(jì)一個(gè)魔琴機(jī)器人，具體程序如下:Arduino主程序此程序教師需在課前編寫并燒錄進(jìn)機(jī)器人。演示操作方法：用物體擋住左前方的傳感器，每次擋住拿開后會(huì)發(fā)出一個(gè)音節(jié)，總共會(huì)發(fā)出七個(gè)音節(jié)。.演示完畢，老師提出問題。魔琴機(jī)器人用到的哪個(gè)傳感器？上述程序用到了哪幾程序模塊?防撞傳感器左前的值O在上述O在上述左前 右前 左后 右后答：桌面機(jī)器人一共有前后左右四個(gè)防撞傳感器當(dāng)作音鍵，分別是

4、防控傳感器左前 的值為阻塞當(dāng)左前傳感器檢那么到有物 體時(shí)。演示程序當(dāng)中，用到了.讓音鍵變化成不同的音符應(yīng)該用哪個(gè)模塊?新建變量變量名：music適用于所有角色 O僅適用于當(dāng)前角色確定 取消答：需要添加變量模塊,4.為什么添加變量模塊中變量名字需要用英文命名，不能單獨(dú)使用數(shù)字或中文？（因?yàn)闄C(jī)器人無法將中文 轉(zhuǎn)化成源代碼）。動(dòng)手編程（30分鐘）.什么是變量？如何新建變量，涉及到哪些模塊？在類別為數(shù)據(jù)和指令中，找到新建變量圖標(biāo)，注意新建的變量必須使用英文命名，不然無法使用。每次新建的每個(gè)變量都會(huì)有4個(gè)模塊使用，分別是隱藏變里music,本節(jié)課只會(huì)使用前兩個(gè)模塊。.學(xué)會(huì)編寫單個(gè)防撞傳感器成音鍵，具體程

5、序如下:Arduino主程序當(dāng)左前防撞傳感器檢測(cè)到有物體阻塞時(shí)，機(jī)器人播放音符，音符為新建的自定義變量。當(dāng)每次遇到阻塞時(shí)，變量都會(huì)自動(dòng)增加1,這就可以讓單個(gè)的防撞傳感器發(fā)出不止一個(gè)音符。將變里music 的值增加 機(jī)器人播放音符music 等待秒.學(xué)會(huì)用多個(gè)防撞傳感器配合且控制發(fā)出聲音。II6Arduino主程序重復(fù)執(zhí)行將 music 設(shè)定為將music2 設(shè)定為 卜或 music2 如果工防撞傳感器左前 的值為阻塞那么重復(fù)執(zhí)行直到 music 將變里music的值增加 機(jī)器人播放音符music 等待O秒如果 防撞傳感器右前 的值為阻塞 】那么2將變里music2 的值增加機(jī)器人錯(cuò)放音符mus

6、ic2等待。秒兩個(gè)傳感器配合需要使用2個(gè)變量，一一對(duì)應(yīng)，但是第二個(gè)變量初始的值需要自定義設(shè)置,.條件語句的使用。重復(fù)執(zhí)行直到music Q 或 music2 如果 防撞傳感器左前 的值為阻塞 那么如果 防撞傳感器右前 的值為阻塞 那么如果 防撞傳感器右前 的值為阻塞 那么上述條件語句的意思是當(dāng)滿足變量music或者變量music2的數(shù)值大于6后，重復(fù)執(zhí)行下面的兩個(gè)條件語句, 這個(gè)模塊的優(yōu)先級(jí)要比其他高。上述程序是通過調(diào)整變量的值來實(shí)現(xiàn)無鍵盤多音琴的，同樣的可以使用最多四個(gè)防撞傳感器的程序，也可 以做到，具體程序如下：Arduino主程序 重復(fù)執(zhí)行 I如果防捶傳感器左前 的值力阻塞 那如果防撞傳

7、感器的值為阻塞那么如果防捶傳感器右后的值力阻塞那么 機(jī)器人播砂音苻 s如果 防撞傳感器左前 的值為阻塞 且 防捶傳感器左后 的值為阻塞那么機(jī)器播放音符& Mrf如果 防撞傳感器右前 的值為阻塞 且 防撞傳感器右后 的值為阻塞那么機(jī)器人播放音生&如果防撞傳感器左前的值為阻塞 且防撞傳感器右前的值為阻塞 那么 機(jī)器人播放音符 G拓 展 活 動(dòng) 一 一 魔 琴 機(jī) 器 人讓學(xué)生思考如何利用這節(jié)課學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)用機(jī)器人身上的其他傳感器設(shè)計(jì)一個(gè)魔琴機(jī)器人。建議使用顏色傳感器。同一個(gè)傳感器檢測(cè)到不同的數(shù)值時(shí)演奏出不同的音樂， 教師課前準(zhǔn)備需要一些色卡，要求學(xué)生讓桌面機(jī)器人在色卡上以固定的速度移動(dòng)，每到一個(gè)

8、色卡時(shí)發(fā)出一個(gè)特定的音符，利用這個(gè)原理演奏出預(yù)設(shè)的樂曲。例如程序如下:那么如果顏色傳感器的值為綠 機(jī)器人播放音符& 那么Aduino主程序如果顏色傳感器的值為紅），機(jī)器,人播曲音符設(shè)置機(jī)器人led燈的顏色為紅設(shè)置機(jī)器人LED燈的顏色為紅P綠如果顏色傳感器的值為藍(lán)機(jī)器人播放音符8 如果顏色傳感器的值為藍(lán)機(jī)器人播放音符8 那么設(shè)置機(jī)器人LED燈的顏色為紅8綠復(fù)習(xí)與總結(jié):（15分鐘）復(fù)習(xí)本節(jié)課所學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，以及對(duì)本節(jié)課學(xué)生出現(xiàn)的一些學(xué)習(xí)問題與錯(cuò)誤編程進(jìn)行分析總 結(jié)。讓學(xué)生知道問題出在哪？以后要怎么注意與改正？陵課堂展示（15分鐘）本環(huán)節(jié)盡量讓學(xué)生自主講解演示為主，講解本節(jié)課所學(xué)知識(shí)點(diǎn)以及講解演示自主編寫的程序, 老師在學(xué)生忘記或者講解錯(cuò)誤的時(shí)候進(jìn)行引導(dǎo)與指正。問題：.我們是如何使讓單個(gè)傳感器發(fā)出7種聲音的，用的哪一條命令?答案提示:需要使用新建變量模塊將變里music的值熠加 機(jī)器人播放音符music 等待秒.我們是如何應(yīng)用多個(gè)傳感器配合發(fā)聲的？其他的傳感器呢?重亙執(zhí),行直到music Q或 music2 如果 防撞傳感器右前 的值為阻塞 那么產(chǎn)里nnusu二的值增加答案提示:,等待。秒.我們是如何讓桌面機(jī)器人通過色卡識(shí)別不同顏色來演奏音樂的? 請(qǐng)學(xué)生依據(jù)拓展活動(dòng)中的程序邊演示邊解說。.根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)與家長(zhǎng)進(jìn)行溝通，比方學(xué)生在課堂中紀(jì)律如何，回答下列