2.2 恰当运用控制器——探索输入输出功能模块（教学课件）-五年级信息科技上册同步教学（清华版（贵州）·2024）

第2课 恰当运用控制器 —探索输入输出功能模块 目录 学会利用开源硬件并制作鱼菜共生开源系统，识别开源系统和模式，从而更好地理解创客。 01 明白常见开源硬件并能够利用，并通过开源硬件、开源等方式控制鱼菜共生系。 02 有了鱼菜共生这个想法，就应该把它制作出来。这些将想法转变为现实的人常常自称创客，他们偏爱使用开源文化背景下衍生的开源硬件制作出更好的作品。有了鱼菜共生开源系统的思维导图，本节课跟小清一起化身为小小创客，进一步认识开源硬件，并列出在鱼菜共生项目中可以使用的硬件清单，一起为项目制作做准备吧！ 模板来自于： 第一PPT https:/// 行业PPT模板http://www.1ppt.com/hangye/ 行业PPT模板http://www.1ppt.com/hangye/ 同学们，想一想，如果我们自己要制作鱼菜共生的自动控制项目，需要哪些硬件材料呢？快和大家讨论一下吧！ 思考 鱼缸或鱼池：材质可以选择玻璃、塑料或水泥。 过滤器：用于过滤鱼缸中的水，去除杂质和有害物质。 增氧泵：为鱼缸中的水提供充足的氧气，保证鱼类的生存。 水温传感器：监测鱼缸中的水温，以便及时调整温度。 加热棒：如果你的鱼菜共生系统在温度较低的环境中运行，可 能需要加热棒来保持水温。 行业PPT模板http://www.1ppt.com/hangye/ 行业PPT模板http://www.1ppt.com/hangye/ 创客文化 创客做事源于兴趣与爱好，努力把各种创意转变为现实并加以分享。 在《创客：新工业革命》一书中创客的创作被认为是数字技术和个人制造的融合，他们善于挖掘新技术、鼓励创新，他们不但有想法，还有成型的作品，是“知行合一”的忠实实践者。创客文化则是在这个群体中形成的以开源、共享为精神的文化。 创 客 创客与开源密不可分、相互融合又相互促进，它们的关系为项目的实现提供了帮助。 创客文化 开源与创客文化 创客文化   开源是创客的直通车 想要制作鱼菜共生的项目，需要参考很多相关资料，如果让创客独立完成项目，对个人能力的要求可能过高，且不一定都能实现。但在开源文化的影响下，很多创客自发地把自己制作项目的资料以开源的通用文件标准形式发布出来，为有需求的创客提供参考，在此基础上，创新和改进就具有了更大的价值。 创客文化    创客是开源的发展和延续 在开源文化滋养下的创客也热衷于制作开源的产品，像软件、硬件甚至系统等，促进了开源文化的发展。在创客文化百花齐放的时期，不少学校和研究单位参考开放源码的处理器设计了自己的微处理器；创客教育工作者联合研发了国内第一块用于教学的开源硬件——掌控板；还有很多创客基于开源的资源设计具有独特功能的开源硬件，并将它的源码分享出去，让其他创客继续进行改造和升级。创客的热心活动，也使开源文化得以延续。 创客文化    创客活动 在创客文化的滋养下，社会上举办了很多创客活动，如制汇节、创客嘉年华、创客马拉松、各类创客大赛等。制汇节又叫Maker Faire，是一个供世界创客交流和分享经验的活动，来自全球的创客聚集在这里分享自己动手制作的作品。创客嘉年华是我国一个面向社会大众的科技狂欢节，是一个集聚民间灵感的手工盛宴。创客活动给创客提供了一个展示创意、创新与创造的舞台，也给人们提供了一个近距离体验创客文化的机会。 行业PPT模板http://www.1ppt.com/hangye/ 行业PPT模板http://www.1ppt.com/hangye/ 随着创客教育的普及，越来越多的学校建立了校园创客空间，校园的创客活动也逐渐增多，如创客社团、校园科技节、各类创客比赛等。 行业PPT模板http://www.1ppt.com/hangye/ 行业PPT模板http://www.1ppt.com/hangye/ 在开源文化的背景下，制作鱼菜共生开源系统是不是相对容易了呢？请同学们上网查找制作鱼菜共生开源系统的相关案例，看一看其他创客是如何制作的，都用了哪些材料，是否能给你一些启发。和同学们交流一下吧！ 创客与开源硬件 要制作鱼菜共生项目，使用开源硬件不失为一种选择。开源的硬件为创客提供了便捷、低门槛的工具，使更多人能够成为创客，能够相对容易地参与到项目中，将自己的创意变成现实。 创客与开源硬件 常见的开源硬件 开源硬件是开源文化的衍生物，它是指开放硬件设计图、物料清单、制作工艺等的硬件，允许他人进行学习、修改、发布、制作和销售等。这里的硬件是指设备、机器或其他实物。在创客领域，常见的教学用开源硬件有Arduino、掌控板、冲锋舟等。 在网络上搜索由这几块开源主控板搭建的作品案例，通过观察了解，说一说你认为在制作鱼菜共生开源系统项目中，你想要选用哪一种开源硬件作为主控板，并说明原因。 课堂活动 创客与开源硬件 常见输入功能模块 输入功能模块用来检测外界环境信息（如按键、温度、光线、声音等）， 并将检测到的信息按照一定的规律进行数字化处理，然后传输到主控板上。如生活中的温度计用来检测温度的高低，分贝检测仪用来检测声音的大小。 输入功能模块的工作原理和使用条件各不相同，可以根据功能进行分类。在创客作品的制作中较为常用的一些输入模块如表所示。 行业PPT模板http://www.1ppt.com/hangye/ 行业PPT模板http://www.1ppt.com/hangye/ 行业PPT模板http://www.1ppt.com/hangye/ 行业PPT模板http://www.1ppt.com/hangye/ 课堂活动 同学们思考一下，主控板上有哪些功能模块属于输入模块？请在图该功能模块旁边的方框里打勾。 同学们思考一下，楼道的声控灯用的是什么传感器？你还能举例生活中的哪些产品或设备，可能用了哪些传感器呢？ 行业PPT模板http://www.1ppt.com/hangye/ 行业PPT模板http://www.1ppt.com/hangye/ 创客与开源硬件 开关量与连续量 输入与输出功能模块的信号可分为数字信号和模拟信号。数字信号是指检测到非连续变化的数据，通常采用二进制等离散的数字（如0和1）来表示。例如，开关型台灯，按键只有“开”和“关”两种状态，用来控制灯的亮、灭。 与数字信号不同，模拟信号用连续变化的 电压、电流等物理量直接来表示信息的内容， 模拟信号随时间的变化是连续的，模拟信号 本身有大小、强弱、变化之分。例如，可调 节亮度台灯，旋钮开关可以在一个范围内活 动，用来调节台灯的不同亮度。 课堂活动 同学们，请把表2.2.3补充完整。 表2.2.3 各种传感器及其功能、信号模式 创客与开源硬件 常见输出功能模块 输出功能模块是一种执行设备，也可以叫执行器，用来接收和执行主控板输送来的控制命令，向外界做出一些能看到、听到或者感受到的现象。如生活中灯泡可以亮，音箱的喇叭可以发出声音，风扇的马达可以带动扇叶旋转等。在创客作品的制作中较为常用的一些输出功能模块，如表所示。 行业PPT模板http://www.1ppt.com/hangye/ 行业PPT模板http://www.1ppt.com/hangye/ 行业PPT模板http://www.1ppt.com/hangye/ 行业PPT模板http://www.1ppt.com/hangye/ 课堂活动 同学们思考一下，主控板上有哪些功能模块属于输出模块？请在图2.2.11该功能模块旁边的方框里打勾。 行业PPT模板http://www.1ppt.com/hangye/ 行业PPT模板http://www.1ppt.com/hangye/ 创客与开源硬件 常见扩展板 扩展板是将主控板上的引脚扩展出来的一种硬件，是主控板与功能模块的桥梁。扩展板是根据主控板的开源资料来设计的，因此扩展板引脚通常与主控板的引脚定义一一对应，可以利用堆叠或直插的方式接到核心板上。扩展板还可以根据使用场景的不同而个性化地设计一些接口。 行业PPT模板http://www.1ppt.com/hangye/ 行业PPT模板http://www.1ppt.com/hangye/ 谢谢观看 $