内容正文:
制作噪音检测器
八年级信息科技第一单元从感知到物联
实践项目
你是智能产品设计设计师,应客户要求制作一个检测噪音的设备,你准备好了吗?
1.7.2013
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项目情境
像设计师一样思考
项目1 设计制作噪音检测器
生活中的声音
痛点1
痛点2
无法实时监测
没有智能提醒功能
核心解决:
无法直观判断噪音是否超标、超标后无及时提醒的问题。
现有的测量声音的设备具有哪些要优化的痛点问题?
思考:
像设计师一样思考
像设计师一样思考
项目准备
项目实施
素养提升
项目拓展
项目1 设计制作噪音检测器
1.实时检测功能:全天候实时显示环境噪音数值;
2.灯光状态提示:绿灯=环境安静、红灯=噪音超;
3.智能预警功能:噪音超标时发出轻柔蜂鸣提醒,督促降噪。
根据需求和科学标准,我们为产品设定必备核心功能
国家环境噪音标准,这是产品设计的核心依据:
学习环境(教室、书房):≤60分贝(安静适宜)
>60分贝:嘈杂噪音,影响学习、休息,长期有损听力
1
智能噪音检测器制作需要哪些条件?
第一个问题?
声音传感器(产品的“耳朵”):
收集环境中的声音信号,识别声音强弱;
主控芯片(掌控板)(产品的“大脑”):
接收噪音数据,对比预设分贝标准,判断噪音是否超标;
项目准备
项目实施
素养提升
项目拓展
项目1 设计制作噪音检测器
噪音检测器4大核心部件:
掌控板反面
掌控板正面
显示屏
指示灯
麦克风
蜂鸣器
电源接口
硬件
显示与提醒模块(显示屏、指示灯、蜂鸣器):
展示实时分贝数值,用灯光区分状态,超标后发出提醒;
供电模块(电池/充电口):
为设备整体供电,保障持续工作。
掌控板反面
掌控板正面
显示屏
指示灯
麦克风
蜂鸣器
电源接口
项目准备
项目实施
素养提升
项目拓展
项目1 设计制作噪音检测器
噪音检测器4大核心部件:
硬件
软
件
mPython
项目准备
项目实施
素养提升
项目拓展
项目1 设计制作噪音检测器
像设计师一样思考
2
如何利用掌控板制作
一个智能噪音检测器?
第二个问题?
项目实施
测试噪音检测器使用效果
项目准备
项目实施
素养提升
项目拓展
项目1 设计制作噪音检测器
注意:使用Type-C数据线连接掌控板和计算机,确保连接稳固。
像设计师一样思考
项目实施
素养提升
项目拓展
项目1 设计制作噪音检测器
学生活动一:连接掌控板与计算机
计算机
数据线
项目准备
项目实施
素养提升
项目拓展
1.7.2013
硬件连接很简单:用一根Type-C数据线把掌控板和计算机连起来。计算机上运行mPython编程环境,我们写的程序就是通过这条线刷入掌控板的。
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项目实施
素养提升
项目拓展
项目1 设计制作噪音检测器
项目准备
项目实施
素养提升
项目拓展
算法流程图
学生活动二:编程实现控制功能
1
噪音检测器的显示屏上需要显示哪些内容?
项目1 设计制作噪音检测器
项目准备
项目实施
素养提升
项目拓展
学生活动二:编程实现控制功能
要显示设备使用必要提示语;
要显示实时变化得声音值;
像设计师一样思考
1.7.2013
同学们好,今天我们要完成一个真实的项目——制作环境声音检测器。在动手之前,客户给我们提出了四个关键问题。请大家先思考这四个问题,带着问题进入今天的学习。
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项目1 设计制作噪音检测器
项目准备
项目实施
素养提升
项目拓展
学生活动二:编程实现控制功能
噪音检测器的显示屏上需要显示必要提示语,代码如下:
像设计师一样思考
像设计师一样思考
2
噪音检测器是如何获取声音数据,并显示在掌控板的显示屏上?
思路:
1、清空屏幕;
2、显示声音值:位置——转换成文本——声音值——其他要求;
3、显示生效。
为什么要转换成文本?
在哪个模块转换?
如何读取声音值?
在哪个模块?
(从传感器输入)
学生活动二:编程实现控制功能
项目1 设计制作噪音检测器
项目准备
项目实施
素养提升
项目拓展
1.7.2013
客户的第一个需求很明确:屏幕第一行显示提示文字"当前声音值为:",第二行实时显示声音数值。大家动手编程时注意,很多同学会发现数值不动——这是因为没有加循环结构,程序只执行了一次就结束了。
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项目1 设计制作噪音检测器
项目准备
项目实施
素养提升
项目拓展
学生活动二:编程实现控制功能
噪音检测器的显示屏上需要显示必要提示词文字及声音值大小内容,代码如下:
像设计师一样思考
项目准备
项目实施
素养提升
项目拓展
项目1 设计制作噪音检测器
如果声音阈值大于60,LED灯亮红灯警示,小于等于60,LED灯亮绿灯。这个效果如何实现?
学生活动二:编程实现控制功能
3
像设计师一样思考
项目1 设计制作噪音检测器
活动二:编程实现控制功能
项目准备
项目实施
素养提升
项目拓展
程序如何表达判断呢?
声音值大于60,
如何用数学表达式?
如何设置亮灯?
判断声音数值是否大于阈值,如果大于阈值,三个灯同时亮红灯
思考:
1.7.2013
打开mPython软件后,首先确认右上角显示绿色的"已连接"标识。如果刷程序失败,可以尝试换一个COM接口。截图中可以看到软件界面左侧是积木模块区,右侧是掌控板模拟器。
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像设计师一样思考
项目1 设计制作噪音检测器
活动二:编程实现控制功能
主程序
项目准备
项目实施
素养提升
项目拓展
1.7.2013
打开mPython软件后,首先确认右上角显示绿色的"已连接"标识。如果刷程序失败,可以尝试换一个COM接口。截图中可以看到软件界面左侧是积木模块区,右侧是掌控板模拟器。
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本节课我们通过完整的项目实践,掌握智能科创产品的通用设计五步公式:
发现生活痛点(定需求)→
制定功能标准(定核心)→
拆解硬件原理(做支撑)→
优化外观体验(磨细节)→
测试迭代优化(补漏洞)
素养提升
项目1 设计制作噪音检测器
项目准备
项目实施
素养提升
项目拓展
拓展与提升
利用掌控板制作声控灯和光控灯,挑战以下任务:
任务一:声控灯
检测到环境声音值 ≥ 100时:
自动亮灯
延迟 10 秒后自动关灯
任务二:光控灯
光线值 低于 100时自动亮灯;
光线值 高于 100时自动关灯。
提示:声控灯需要用到"等待"积木实现延时;光控灯需要读取光线传感器的值。
像设计师一样思考
项目准备
项目实施
素养提升
项目拓展
项目1 设计制作噪音检测器
1.7.2013
学有余力的同学可以挑战拓展任务:声控灯和光控灯。声控灯需要用到等待积木实现10秒延时;光控灯需要读取掌控板上光线传感器的值。这两个任务综合运用了今天学到的传感器读取、条件判断和LED控制知识。
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活动3
编程实现控制功能
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连接主控和计算机
活动2
活动1
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