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初中信息技术闽教版（2020）八年级下册第5课 搭建巡逻机器人课前预习课件ppt
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这是一份初中信息技术闽教版（2020）八年级下册第5课 搭建巡逻机器人课前预习课件ppt，文件包含信息技术八下第一单元第五课搭建巡逻机器人课件pptx、视频素材mp4等2份课件配套教学资源，其中PPT共17页， 欢迎下载使用。
在电影作品中，常有无人车大显神威的场面。在日常生活中和智能物流系统中，也开始出现无人车的身影。
常见的巡线传感器有一个红外发射器和一个红外接受器，前者负责发出红外线，后者负责接收红外线。红外线反射原理：深色反射弱，浅色反射强。当地面为黑色，红外线被吸收；当地面为白色，红外线被反射。
动手实践1：连接与调试巡线传感器
机器人小车底部有两个红外巡线传感器（图4），其中一个传感器控制5X5 LED屏幕显示检测数据。检测到白色区域，LED屏幕显示1；检测到黑色区域，LED屏幕显示0。操作步骤：（1）搭建巡逻机器人先组装小车部分，再将micr:bit插入扩张板接口（图5），检测硬件是否连接正常。（2）测试场地：用大张白纸等材料设计明暗色彩对比明显的测试场地。黑色线条宽度大于两个巡线传感器的距离，让传感器重复检测机器人小车是否在黑线区域内（图6）。
操作步骤：（3）编写并上传测试程序：1.编写如图所示程序，让micr:bit重复检测左侧或右侧端口数据，并显示在LED屏幕中。2.上传程序，将小车放置到测试场地中，测试巡线传感器是否能正常检测出黑色线条和白色区域。
动手实践2：设计单巡线传感器的巡逻机器人
设计思路：1.用一个巡线传感器控制机器人制动巡线前进，不脱离黑线所在区域。2.当巡线传感器检测到黑线的时候，左电机以一定的速度转动，右电机停止不动或以明显低于左电机的速度转动；当巡线传感器未检测到黑线的时候，右电机以一定的速度转动，左电机停止不动或以明显低于左右机的速度转动。
参考步骤操作：1.编写程序 为了方便观察机器人运行情况，程序可以设置：按下按钮A，小车开始巡线前进；micr:bit循环执行检测巡线传感器端口数据，并将数据显示在屏幕中；关闭机器人小车电源，小车停止前进。
参考步骤操作：2.测试巡逻机器人上传程序，将机器人小车放置到测试场地上，接通电源，按下按钮A，测试机器人小车是否能自动巡线前进。实践创新： 上述所搭建的巡逻机器人虽然能够实现自主前进，但遇到障碍物时不会自动停止前进，请结合超声波传感器、LED灯等器材让巡逻机器人遇到障碍物时会自动停止前进。
仅用一个巡线传感器的巡逻机器人只能一扭一扭地前进，速度比较慢，并且不能识别终点线，这还不能满足社区居民对社区巡逻的需求。
动手实践3：设计双巡线传感器的巡逻机器人
解决巡逻机器人升级问题思路：一、不同情形巡逻所用的黑线宽度不同。情形1.两个传感器都能识别黑线，说明机器人可以前进，图1；情形2.左转传感器识别到白色，右传感器识别到黑色，说明左电机需要转动，右电机需要停止，图2；情形3.左转传感器识别到黑色，右传感器识别到白色，说明左电机需要停止，右电机需要转动，图3；情形4.两个传感器都能识别白线，说明机器人已到达终点，应该停止前进，图4。
解决巡逻机器人升级问题思路：二、现场测试巡逻机器人是否能完成巡逻任务，及时解决出现问题；三、反复调试机器人小车巡线前进的电机速度，让机器人小车不仅能稳定巡线前进，还能以更快的速度完成巡逻任务。
参考步骤：1.搭建机器人小车取出机器人小车相关零件，搭建一辆由micr:bit控制的巡逻机器人小车。2.黑色区域识别测试（1）用数据线连接micr:bit和计算机。（2）打开Mind+编程平台，将编程模式切换到“上传模式”，编写并上传测试程序。（3）将机器人小车放置在测试场地上，按下按钮A，测试小车在黑色区域是否能正常进行。
参考步骤：3.白色区域识别 如果巡线传感器均能正确识别黑色区域，优先测试两个传感器时候能同时识别白色区域，让机器人小车停止前进。（1）编写程序（2）将机器人小车放置在测试场地黑线上，按下按钮A，机器人小车往前走，测试机器人小车上的2个巡线按传感器同时遇到白色区域，机器人小车是否停止前进。
动手实践4：编写程序控制机器人完成指定路线的巡逻任务
1. 当左巡线传感器识别到白色，右边巡线传感器识别到黑色，说明机器人前进方向偏左，需要向右修正，此时左电机转动，右电机停止转动。反之，当左巡线传感器识别到黑色，右边巡线传感器识别到白色，说明机器人前进方向偏右，此时左电机停止转动，右电机转动。参考程序：
参考步骤：2.将机器人小车放置在测试场地上，按下按钮A，机器人小车开始巡线，根据实际情况调整左右电机的前进速度，直到机器人小车能正常巡线前进。3.如果巡线场地中的黑线较细，小于两个巡线传感器之间的间距，则应该修改程序中的第一种情形和第二种情形。实践创新： 现实中的巡逻任务要求复杂得多，请结合现有传感器，比如超声波传感器、温湿度传感器等，进一步提升巡逻机器人的巡逻能力。
在电影作品中，常有无人车大显神威的场面。在日常生活中和智能物流系统中，也开始出现无人车的身影。
常见的巡线传感器有一个红外发射器和一个红外接受器，前者负责发出红外线，后者负责接收红外线。红外线反射原理：深色反射弱，浅色反射强。当地面为黑色，红外线被吸收；当地面为白色，红外线被反射。
动手实践1：连接与调试巡线传感器
机器人小车底部有两个红外巡线传感器（图4），其中一个传感器控制5X5 LED屏幕显示检测数据。检测到白色区域，LED屏幕显示1；检测到黑色区域，LED屏幕显示0。操作步骤：（1）搭建巡逻机器人先组装小车部分，再将micr:bit插入扩张板接口（图5），检测硬件是否连接正常。（2）测试场地：用大张白纸等材料设计明暗色彩对比明显的测试场地。黑色线条宽度大于两个巡线传感器的距离，让传感器重复检测机器人小车是否在黑线区域内（图6）。
操作步骤：（3）编写并上传测试程序：1.编写如图所示程序，让micr:bit重复检测左侧或右侧端口数据，并显示在LED屏幕中。2.上传程序，将小车放置到测试场地中，测试巡线传感器是否能正常检测出黑色线条和白色区域。
动手实践2：设计单巡线传感器的巡逻机器人
设计思路：1.用一个巡线传感器控制机器人制动巡线前进，不脱离黑线所在区域。2.当巡线传感器检测到黑线的时候，左电机以一定的速度转动，右电机停止不动或以明显低于左电机的速度转动；当巡线传感器未检测到黑线的时候，右电机以一定的速度转动，左电机停止不动或以明显低于左右机的速度转动。
参考步骤操作：1.编写程序 为了方便观察机器人运行情况，程序可以设置：按下按钮A，小车开始巡线前进；micr:bit循环执行检测巡线传感器端口数据，并将数据显示在屏幕中；关闭机器人小车电源，小车停止前进。
参考步骤操作：2.测试巡逻机器人上传程序，将机器人小车放置到测试场地上，接通电源，按下按钮A，测试机器人小车是否能自动巡线前进。实践创新： 上述所搭建的巡逻机器人虽然能够实现自主前进，但遇到障碍物时不会自动停止前进，请结合超声波传感器、LED灯等器材让巡逻机器人遇到障碍物时会自动停止前进。
仅用一个巡线传感器的巡逻机器人只能一扭一扭地前进，速度比较慢，并且不能识别终点线，这还不能满足社区居民对社区巡逻的需求。
动手实践3：设计双巡线传感器的巡逻机器人
解决巡逻机器人升级问题思路：一、不同情形巡逻所用的黑线宽度不同。情形1.两个传感器都能识别黑线，说明机器人可以前进，图1；情形2.左转传感器识别到白色，右传感器识别到黑色，说明左电机需要转动，右电机需要停止，图2；情形3.左转传感器识别到黑色，右传感器识别到白色，说明左电机需要停止，右电机需要转动，图3；情形4.两个传感器都能识别白线，说明机器人已到达终点，应该停止前进，图4。
解决巡逻机器人升级问题思路：二、现场测试巡逻机器人是否能完成巡逻任务，及时解决出现问题；三、反复调试机器人小车巡线前进的电机速度，让机器人小车不仅能稳定巡线前进，还能以更快的速度完成巡逻任务。
参考步骤：1.搭建机器人小车取出机器人小车相关零件，搭建一辆由micr:bit控制的巡逻机器人小车。2.黑色区域识别测试（1）用数据线连接micr:bit和计算机。（2）打开Mind+编程平台，将编程模式切换到“上传模式”，编写并上传测试程序。（3）将机器人小车放置在测试场地上，按下按钮A，测试小车在黑色区域是否能正常进行。
参考步骤：3.白色区域识别 如果巡线传感器均能正确识别黑色区域，优先测试两个传感器时候能同时识别白色区域，让机器人小车停止前进。（1）编写程序（2）将机器人小车放置在测试场地黑线上，按下按钮A，机器人小车往前走，测试机器人小车上的2个巡线按传感器同时遇到白色区域，机器人小车是否停止前进。
动手实践4：编写程序控制机器人完成指定路线的巡逻任务
1. 当左巡线传感器识别到白色，右边巡线传感器识别到黑色，说明机器人前进方向偏左，需要向右修正，此时左电机转动，右电机停止转动。反之，当左巡线传感器识别到黑色，右边巡线传感器识别到白色，说明机器人前进方向偏右，此时左电机停止转动，右电机转动。参考程序：
参考步骤：2.将机器人小车放置在测试场地上，按下按钮A，机器人小车开始巡线，根据实际情况调整左右电机的前进速度，直到机器人小车能正常巡线前进。3.如果巡线场地中的黑线较细，小于两个巡线传感器之间的间距，则应该修改程序中的第一种情形和第二种情形。实践创新： 现实中的巡逻任务要求复杂得多，请结合现有传感器，比如超声波传感器、温湿度传感器等，进一步提升巡逻机器人的巡逻能力。
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