《智能機(jī)器人與傳感器》教案課程單元設(shè)計06 - 接近覺（人體紅外傳感器HC-SR501）

PAGEPAGE2《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》一、教案頭本次課標(biāo)題：超越人類觸覺–人體紅外傳感器HC-SR501授課班級16電子信息3-1上課時間課時：2上課地點知行樓5-413教學(xué)目標(biāo)能力（技能）目標(biāo)知識目標(biāo)1、能使用HC-SR501模塊2、學(xué)會連接模塊與樹莓派3、學(xué)會Python對樹莓派GPIO口的操作函數(shù)庫的使用4、學(xué)會編寫代碼，獲得是否有紅外源的Python程序5、學(xué)會檢驗結(jié)果的正確性1、熟練掌握人體紅外的工作原理（>30CM）；2、熟練掌握HC-SR501模塊的使用方法，例如可調(diào)電位器的作用2、熟練掌握HC-SR501模塊與樹莓派的連接3、熟練掌握GPIO口的python代碼控制方法4、熟練掌握編寫傳感器代碼5、掌握使用測試結(jié)果的方法能力訓(xùn)練任務(wù)及案例任務(wù)1：連接HC-SR501模塊至樹莓派相應(yīng)的gpio口任務(wù)2：編寫Python程序，獲得Pin40GPIO的輸入電平任務(wù)3：檢測結(jié)果的可靠性，可以結(jié)合調(diào)整可調(diào)電阻，使結(jié)果更加符合應(yīng)用需要。參考資料【1】郭彤穎，張輝，《機(jī)器人傳感器及其信息融合技術(shù)》，化學(xué)工業(yè)出版社，ISBN：9787122283658，2017年1月【2】IrvKalb,《LearntoProgramwithPython》，ISBN:9787040422658，APress，2015年9月【3】RyanHeitz，《Hello，RaspberryPi》,ISBN:9781617292453,Manning,2016【4】TeroKarvinen,etc.,《Make:Sensors》,ISBN:9781449368104，O'Reilly，2016【5】KimmoKarvinenandTeroKarvinen,《GettingStartedwithSensors》,ISBN：9781449367084，MakerMedia,Inc.,2014【6】樹莓派官網(wǎng)：/二、教學(xué)設(shè)計步驟教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法教學(xué)手段學(xué)生活動時間分配告知（教學(xué)內(nèi)容、目的）1、講解人體紅外工作原理；2、講解傳感器HC-SR501模塊樹莓派的連接方法3、介紹Python操作樹莓派GPIO庫的使用importRPi.GPIOasGPIO4、講解編寫傳感器代碼5、講解測試結(jié)果的方法教師主講及實物演示多媒體聽講解5分鐘引入（任務(wù)項目）第一個傳感器的介紹就是超越人類感覺范圍的紅外傳感器，其原因是此傳感器輸出二進(jìn)制數(shù)據(jù)：0或1。從接收此結(jié)果來說是最簡單的。教師主講多媒體聽講解5鐘操練（掌握初步或基本能力）1、連接傳感器HC-SR501模塊與樹莓派2、使用RPi.GPIO庫來設(shè)置樹莓派gpio口的輸入輸出屬性3、編寫程序獲得結(jié)果4、檢驗結(jié)果的正確性師生互動討論小組討論30分鐘深化（加深對基本能力的體會）通常二進(jìn)制結(jié)果是以中斷方式告訴樹莓派系統(tǒng)，從而提高效率，而不是輪詢方式。教師主講上機(jī)指導(dǎo)實際操作演示指導(dǎo)+實操5分鐘歸納(知識和能力)傳感器最簡單的輸出量就是二進(jìn)制數(shù)據(jù)。此類傳感器是模塊內(nèi)部有了閾值裁決電路，將模擬量判決成高低電平。師生互動小組討論討論小組討論5分鐘訓(xùn)練鞏固拓展檢驗使用輪詢的方式，得到開關(guān)量后控制LED燈發(fā)光。師生互動實際操作演示指導(dǎo)+實操20分鐘總結(jié)人體紅外傳感器給機(jī)器人一個超越人類的功能：如蛇等，能感知具有主動發(fā)出紅外線的物體的能力。此結(jié)果有利于后期傳感器數(shù)據(jù)融合，例如知道前方有一個嫌疑“人”