第13课 温控风扇知冷暖教学设计 2023—2024学年鲁教版（2018）初中信息技术第5册

第13课 温控风扇知冷暖 一、教学目标 1．了解温度传感器和Arduino UNO电机驱动板。 2．学会使用温度传感器和Arduino UNO电机驱动板。 3．培养创新意识，培养解决问题、分析问题、简化问题的项目化设计能力。 二、教学重难点分析 教学重点：温度控制转速。 教学难点：电机驱动板的接线与控制。 电机驱动板的连接是完成本任务的难点，建议讲清楚原理，多示范，在连接前相互检查电路，避免烧坏硬件。 三、教学准备 1．教学环境 软件环境：多媒体网络教学软件、Windows7操作系统、Arduino IDE、Scraino 0.2.6及以上。 硬件环境：多媒体网络教室、Arduino UNO板、温度传感器、电机驱动板、杜邦线、面包板、电扇叶等。 2．教学资源 教学课件、完成好的“温控风扇知冷暖”系统程序、微课。 四、教学建议 本课内容比较多，实现步骤相对复杂一些，建议用2课时。 本课主题是“温控风扇知冷暖”，在导人环节，建议教师采用教材上的引言进行承上启下的导入，直入本课的主题。 建议首先让学生体验该系统的神奇之处，然后再研究其工作原理，研究温度传感器的获取值，研究如何让风扇转起来，最后思考如何控制转速，控制转速的原理是什么，最后讨论如何改进该系统。 1．研究如何用温度传感器控制LED灯，理解温度传感器的原理与作用，理解温度传感器获取值与实际温度之间的转换关系，并编程实现用温度传感器控制它的开启与关闭。 2．研究电机驱动板的结构、各端口的位置、与Arduino UNO的接线方式，并编程实现控制它。如果条件许可，可用点击扩展代替。 3．利用正迁移作用，将温控灯与风扇转的程序结合起来，实现温控风扇的目的。 4．分析Arduino UNO板中PWM端口的含义、输出值，并用它们连接ENA端口控制风扇的转速。 5．发挥同学们的想象力，提出系统的改进方案，并尝试编程与控制。鼓励学生用本课所学知识，创新制作其他智慧家居作品，更好地服务于生活。 “巩固提升”参考方案： 在本课案例的基础上，将人体红外传感器接2号端口，控制脚本与代码如下图所示： 1 #include <Arduino.h> 2 3void setup0{ 4 pinMode(2,INPUT); 5 pinMode(3, INPUT); 6 pinMode(8,OUTPUT); 7 pinMode(9, OUTPUT); 8 pinMode(A1,INPUT); 9} 10 11 void loop0{ 12 if ((digitalRead(2) 13 digitalWrite(8, 1); 14 digitalWrite(9,0); 15 analogWrite(3, round((analogRead(1)*3))); 16}else{ 17 digitalWrite(8,0); 18 digitalWrite(9,0); 19) 20} 21 五、教学评价设计 本课的重点是完成智能风扇的转速控制，后面的案例是基于前面的成果基础上的。所以评价时也应该依照顺序逐步完成。 评价时，需要依据SOLO分类评价理论，既要注重任务的完成情况，又要注重创新 度。也可对学生的操作水平和作品完成情况进行分级评价。 六、参考知识 1．LM35温度传感器 LM35是由National Semiconductor所生产的温度感测器，其输出电压与摄氏温标呈线性关系，转换公式如下，0℃时输出为0V，每升高1℃，输出电压增加10mV。 因为Arduino模拟输入口的值介于0～1023之间，给它的基准电压是5V，即5000mV，因此得到的读数值应为5000／102。根据上面的LM35的参数公式，实际的温度值应为：读数x4.8828125／10≈读数x 2．为什么用温度控制转速要乘以3 因为实际得到的温度传感器的值并不是实际的温度，实际的温度应该为读数值乘0.488，常温下测到的温度一般为0～35，而传感器读到的值介于0～71之间（还没有乘0.488），如果用这个数值驱动风扇的话，转速变化并不明显。我们用这个数值乘以3之后，得到的数值介于0～213之间，变化明显并且接近PWM的最大值255。 教学反思： 学科网（北京）股份有限公司 $$