项目5 智能控制技术（教案）-2023-2024学年五年级下册劳动鲁科版

项目五：新技术体验与应用·智能控制技术 任务一 体验扫地机器人 活动目标： 1.观察扫地机器人，能对其进行基本操作，简单描述其功能和工作过程。 2.体会智能控制技术给我们生活带来的价值，激发学习新技术的兴趣，感受现代劳动中的创新精神。 活动重、难点： 能对扫地机器人进行基本操作，简单描述其功能和工作过程。 活动准备： 扫地机器人，扫地机器人遥控器 活动课时：1课时 第一课时 活 动 过 程 二次修改 1、 单元导语 生活中，我们经常见到一些智能电子产品，如家里的扫地机器人、小 区的智能安防监控、地铁站的人脸识别闸机等，它们能自动感知外界信息，快速地做出判断并能执行相应的操作，在特定方面能够代替人工，显著地 提高了效率。这些电子产品都是得益于智能控制技术而变“聪明”的。让我们一起探究、体验一下智能控制技术吧! 2、 导语 家庭中，人工扫地、拖地，对于每天上班的父母来说比较辛苦；大型商场、超市等公共场所也需要耗费大量的人力、物力进行地面清洁。智能控制技术可以帮助人们更便利地解决这些问题。让我们尝试操作一下扫地机器人，试试它的地面清洁效果吧! 扫地机器人是一种智能家电，集人工智能、智能控制等技术为一体，具有自动规划清扫路径、自动清扫地面、自动躲避障碍物、自动充电等功能。 三、思考与讨论 1.机器人是怎样自动规划清扫路径的? 2.扫地机器人遇到障碍物怎么办? 四、劳动实践 1.观察扫地机器人的组成。参照说明书，观察扫地机器人由哪些部分组成，各有什么作用。家里有扫地机器人的同学，可以居家观察体验；家里没有扫地机器人的同学，可以查找视频等资料，了解其组成及工作过程。 部分部件功能举例如下： 序号 主要部件 功能 1 边刷、胶毛一体滚刷 清扫垃圾 2 激光扫描模块、结构光传感器 采集、识别周边信息 3 拖布 拖地 4 集尘盒 存储清扫起来的垃圾 5 万向轮、软包滚轮 带动机器人转向、移动 6 充电极片 充电 …… 2.整理家居环境，将地面上的杂物进行整理收纳，减少对扫地机器人的干扰；同时确保充电座周边无杂物，方便机器人归位充电。 3.按照说明书的步骤，操作扫地机器人。 (1)启动扫地机器人。按下扫地机器人面板上的电源键，接通电源。 (2)观察扫地机器人的行走路径，体会其通过激光扫描模块和结构光传 感器等识别沙发、床、桌、椅等物体的摆放位置，进而记录家庭布局，建立房间环境地图的过程。 (3)观察扫地机器人的避障过程。思考其用传感器感知、检测障碍物，用算法“思考”绕过障碍物的方法，进而执行前进命令的过程。 (4)检查清理效果。 三、展示与交流 对比扫地机器人扫地前后地面的变化，与同学交流智能控制技术给生活带来的便利。讨论一下扫地机器人在哪些方面可以更完善。 活动反思 粘贴资料或作品 任务二 制作红绿灯模型 活动目标： 1.观察生活中智能控制技术应用的产品实例，能对其进行基本操作，简单描述其功能和工作过程。 2.能用LED 灯、蜂呜器、传感器、控制板等电子元器件制作简易的红绿灯模型。 3.体会智能控制技术给我们生活带来的价值，激发学习新技术的兴趣，感受现代劳动中的创新精神。 活动重、难点： 制作简易的红绿灯模型 活动准备： 装有linkboy 2.4编程软件的电脑一台，Arduino一个，共阳极七彩灯一个，连接线若干，USB 数据线一条。 活动课时：1课时 第一课时 活 动 过 程 二次修改 1、 导入 红灯停，绿灯行，黄灯亮了等一等。路口的红绿灯在交通安全中发挥着重要作用。让我们用 Arduino UNO控制板模拟制作一个红绿灯模型，探究红绿灯的工作原理及过程，并思考在实际交通路口如何根据车流量、人流量调整亮灯的时间间隔。 2、 知识技能 Arduino UNO 控制板能通过各种各样的传感器来感知环境， 从而控制 LED 灯、马达等电子元器件完成既定任务，实现智能控制，是一种常见的电子制作控制板。LED 灯是一种常用的发光器件。共阳极七彩灯是LED 灯中的一种，是 由红、绿、蓝三种颜色共同交集成像的灯，能通过控制板调整颜色和亮度从而实现七彩效果，所以也叫七彩灯。 3、 思考与讨论 1. 如何根据人流量、车流量调整时间间隔? 2. 红绿灯模型亮灯的时间间隔设定为多少合适? 4、 劳动实践 我们先将亮灯的时间间隔暂定为2秒。 1. 电子元器件的连接如图所示，用连接线把共阳极七彩灯连接到 Arduino UNO控制板上。 2.编程调试 ( 1 ) 设置程序主框架为反复执行。双击打开电脑上的 linkboy2.4, 选择 Arduino UNO控制板。因为交通灯是按照一定的时间间隔和颜色循环点亮 的，所以主程序要选择控制器反复执行