第二单元第3课 让开源机器人动起来 课件+教案+视频

粤教版信息技术九年级上第3课让开源机器人动起来教学设计 课题 让开源机器人动起来 单元 第二单元 学科 信息技术 年级 九年级 学习 目标 知识目标：了解电机扩展板的用途；熟悉电机和电机扩展板的正确连线。 技能目标：掌握编程驱动直流电机工作，实现前进、后退、左转弯、右转弯。 情感目标：自己搭建机器人，增强探索机器人的兴趣。 重点 熟悉电机和电机扩展板的正确连线；掌握编程驱动直流电机工作，实现前进、后退、左转弯、右转弯。 难点 根据机器人走不同的几何轨迹图形设计算法。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 我们已经了解 Arduino开源机器人的硬件，机器人也被初步搭建起来了。现在我们开始编程驱动它，实现前进、后退及转弯，让它能逆时针走一个正方形。 思考 激发学生学习兴趣并快速进入学习状态 讲授新课 一、项目分析 （一)项目要求 设计一个如图所示的机器人 让机器人逆时针按一个正方形的图形轨迹行走(如图所示) (二)实现思路 1.在上一节课搭建的机器人的基础上，连接好线路。 2.编程实现让机器人前进5秒，然后向左转弯90度。重复直行、左转弯4次这样的步骤，从而实现机器人按一个正方形图形轨迹逆时针行走。 (三)所需器材 本项目所需的器材如下表所示。 (四)所需软件 编程软件是 EDUArduino2.0，内嵌图形编程模块是ArduBlock。 二、探究新知 (一)电机扩展板 低功率的小直流电机可以直接连接在 Arduino UNO主控板的数字引脚上，设置高电平驱动它，但是却无法灵活实现正反转; Arduino的数字引脚的电流比较小，大功率电机无法直接驱动，因此需要引人电机扩展板。 本项目采用的电机扩展板如图所示， Arduino UNO主控板和电机扩展板是通过上下堆叠的形式进行连接的，电机扩展板再通过引脚，用导线和直流电机连接。 电机扩展板上的接口VIN和GND是外接电源的正极和负极，输入电压范围为5~9V 电机扩展板的4个引脚的功能如表所示。 直流电机、电机扩展板和主控板的完整连接如图所示。 很多直流电机的正负极没有进行明显标识，因为大多数直流电机正负极都是可以反接的，改变电流的方向，电机的转向也随之改变。 安装上电机扩展板的“智能小车”外观如图所示。 (二)驱动电机 组装好硬件后，机器人还不能运行，我们可以用EdUArduino2.0内嵌的 ArduBlock流程图编程工具编写程序驱动它。 电机的速度值可设置为-255～+255，负值表示后退，正值表示前进，0表示停止。 电机的转向可以通过调整电机的正负极接线顺序，使速度的正负值和转向保持一致，方便编程。 实践 参照下图，编程实现机器人前进2秒，然后再后退2秒。 一般地，把机器人的左电机接在A引脚、右电机接在B引脚。 在 Ardublock编程中电机扩展板A引脚连接的电机对应编程图形模块 的电机M1 B引脚连接的电机对应编程图形模块的电机M2。 交流 上述程序为何写在设定模块里面，而不是写在循环模块里面?如果把上述程序放在如图所示的循环模块里面，会出现什么情况? 放在设定模块里，小车只执行一次程序。放在循环模块里，小车重复执行程序 我们知道如何控制机器人前进和后退了，那如何实现转弯呢? 交流 设置机器人左电机的速度大于右电机的速度，观察机器人行走的情况；设置机器人左电机的速度小于右电机的速度，观察机器人的行走情况，将结果填入下表。 通过实践可知，当机器人左右电机存在一定的速度差，则机器人会偏离直线行走，当速度差大到一定值时，便实现转弯。 当左电机的速度小于右电机的速度，机器人左转; 当左电机的速度大于右电机的速度，机器人右转。 探究 图中的(a)和(b)程序都是实现机器人左转，请观察行走的轨迹，看有什么不同。 （a）原地直角左转。（b）前进中左转 实践 编程实现控制机器人右转弯。 三、项目实施 (一)硬件安装 ... ...