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彬Ben
03月07日

生活创客系列教学设计:第十节 模拟拆除炸弹——舵机的使用

一、项目内容

项目背景:在众多的电影里,我们看过很多炸弹爆炸的场面。在这些场景里,众多的无辜的人受到伤害。当然,我们也认识了一些英雄角色——拆弹专家。他们总是在人们需要他的时候出现,成功的解除炸弹的威胁,解救众多的人们。你知道他们面临的风险吗?你知道“拆弹”的危险吗?这节课我们就做一个模拟拆弹的场景,让我们体验拆弹人的强大,珍爱生命,珍惜和平。

项目名称:模拟拆弹

二、学习目标

1.掌握控制舵机的角度;

2.掌握外接按钮等设备的连接;

三、知识导航

1.什么是舵机?

2.舵机的构造与工作原理是怎样的?

四、知识链接

舵机是一种位置(角度)伺服的驱动器,适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。目前,在高档遥控玩具,如飞机、潜艇模型,遥控机器人中已经得到了普遍应用。

舵机主要由外壳、电路板、驱动马达、减速器与位置检测元件所构成。其工作原理是由接收机发出讯号给舵机,经由电路板上的 IC驱动无核心马达开始转动,透过减速齿轮将动力传至摆臂,同时由位置检测器送回讯号,判断是否已经到达定位。位置检测器其实就是可变电阻,当舵机转动时电阻值也会随之改变,藉由检测电阻值便可知转动的角度。一般的伺服马达是将细铜线缠绕在三极转子上,当电流流经线圈时便会产生磁场,与转子外围的磁铁产生排斥作用,进而产生转动的作用力。依据物理学原理,物体的转动惯量与质量成正比,因此要转动质量愈大的物体,所需的作用力也愈大。舵机为求转速快、耗电小,于是将细铜线缠绕成极薄的中空圆柱体,形成一个重量极轻的无极中空转子,并将磁铁置於圆柱体内,这就是空心杯马达。

五、学习过程

1.材料清单:

(1)掌控板和拓展板各一块;

(2)舵机1个

(3)按钮2个

(4)外接电池(不同的舵机输入电压不一样)

(5)气球若干

2.接线:

(1)舵机接P13;

(2)按钮1接P8,按钮2接P9;

3.参考模型:


4.舵机的控制:试设置不同角度,观察舵机的旋转与停留位置。

(1)控制舵机的旋转角度,一般是0-180度。


(2)舵机接在P13上,当按下A键时,舵机选择至30度;


(3)舵机接在P13上,当按下A键时,舵机选择至150度;


5.启动定时器,10秒后舵机旋转至120度,戳爆气球


6.当P8按下时,如果随机数s等于1,则引爆“模拟炸弹”;


7.当P9按下时,如果随机数s等于0,则引爆“模拟炸弹”;


六、项目拓展

1.拓展1:制作石头剪刀布

2.拓展2:制作抽奖器

3.拓展3:利用热释电红外传感器控制舵机与自动门。




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