資源簡(jiǎn)介

(共13張PPT)
樂(lè)高機(jī)器人 EV3
電子吉他
見(jiàn)過(guò)電吉他嗎？知道它是怎么演奏的嗎？
結(jié)構(gòu)搭建
結(jié)構(gòu)：琴桿+琴箱
琴桿：利用連桿和三個(gè)觸動(dòng)傳感器搭建。
結(jié)構(gòu)搭建提示
琴箱：用EV3控制器搭建的琴箱造型。
編程講解
如何才能通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)多種音調(diào)的演奏？
三組觸動(dòng)傳感器，與五個(gè)程序塊按鈕的組合，播放以上的音調(diào)。
編程講解
模擬尤克里里演奏時(shí)的撥弦與壓品
壓品可以用觸動(dòng)傳感器代替，通過(guò)按壓不用的觸動(dòng)傳感器，形成共計(jì)8種不同的組合，在每種組成狀態(tài)下，再撥弦可以發(fā)出不同的音調(diào)。撥弦可以用EV3程序塊按鈕來(lái)代替，EV3中共計(jì)5個(gè)按鈕，按動(dòng)不同的按鈕可以發(fā)出不同的音調(diào)。
編程示例
編程講解
觸動(dòng)傳感器的按鈕若未按下，輸出值為0，按下則輸出值為1，按照上面的規(guī)律，3個(gè)觸動(dòng)傳感器的值組合會(huì)有000、001、010、011、100、101、110、111，主控器按鈕依左、中、右、上、下的順序，輸出值分別為1到5。按照程式設(shè)計(jì)邏輯，就是判斷觸動(dòng)傳感器的八個(gè)狀態(tài)值，再去判斷主控器按鈕的五個(gè)狀態(tài)，這樣就列出0001、0002、0003、0004、0005、0011、0012...共40 個(gè)狀態(tài)值。
編程講解
三個(gè)觸動(dòng)傳感器的值會(huì)被當(dāng)成二進(jìn)位組合，算出0到7的值，這就是a+b*2+c*4算式的作用，這個(gè)值與主控器輸出值結(jié)合。01表示未按下觸動(dòng)傳感器，按下主控器左邊按鈕；02表示未按下觸動(dòng)傳感器，按下主控器中間按鈕；03表示未按下觸動(dòng)傳感器，按下主控器右邊按鈕；04表示未按下觸動(dòng)傳感器，按下主控器上邊按鈕；05表示未按下觸動(dòng)傳感器，按下主控器下邊按鈕。
編程講解
11表示按下一個(gè)觸動(dòng)傳感器，同時(shí)按下主控器左邊按鈕；12表示按下一個(gè)觸動(dòng)傳感器，同時(shí)按下中間按鈕；13表示按下一個(gè)觸動(dòng)傳感器，同時(shí)按下右邊按鈕；14表示按下一個(gè)觸動(dòng)傳感器，同時(shí)按下上邊按鈕；15表示按下一個(gè)觸動(dòng)傳感器，同時(shí)按下下邊按鈕。以此類推，也就是說(shuō)，右邊位數(shù)每5進(jìn)位，這就是（a+b*2+c*4）*5+d的作用。因?yàn)镋V3的Sound可以設(shè)定的頻率范圍為250到10000，因此就使用261.626的C頻率起算。
編程示例
作品展示、拓展
完善自己的電子吉他，使其更加炫酷、美觀，并演奏一首曲子。
作品展示、拓展
完善作品，將你的加特林搭建的更帥氣。電子吉他
教學(xué)目標(biāo)： 1、觸動(dòng)傳感器的模塊任務(wù)的編寫(xiě)。
2、 數(shù)學(xué)模塊的運(yùn)用。
3、 復(fù)雜數(shù)學(xué)計(jì)算的編寫(xiě)。
重點(diǎn)難點(diǎn)： 1、觸動(dòng)傳感器的程序編寫(xiě)。
2、 復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算程序的編寫(xiě)。
3、 用觸動(dòng)傳感器與主控器按鍵的結(jié)合編寫(xiě)程序。
課堂任務(wù)： 設(shè)計(jì)搭建一部能夠發(fā)聲的電子吉他，并通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)
吉他的彈唱。
課前準(zhǔn)備： EV3基本零件計(jì)算機(jī)(已安裝圖形化編程)+
上課流程：
導(dǎo)入：討論： 彈過(guò)吉他嗎 如何演奏 沒(méi)琴弦用Lego怎樣實(shí)現(xiàn)演
奏
吉他是一種樂(lè)器，屬于彈撥樂(lè)器，通常有六條弦，形狀 與提琴相似。吉他在流行音樂(lè)、搖滾音樂(lè)、藍(lán)調(diào)、民歌、
費(fèi)拉門(mén)戈中，常被視為主要樂(lè)器。而在古典音樂(lè)的領(lǐng)域
里，吉他常以獨(dú)奏或二重奏的型式演出；當(dāng)然，在室內(nèi)
樂(lè)和管弦樂(lè)中，吉他亦扮演著相當(dāng)程度的陪襯角色。
聲音頻率的高低叫做音調(diào)(Pitch),是聲音的三個(gè)主要 的主觀屬性，即音量(響度)、音調(diào)、音色(也稱音品) 之一。表示人的聽(tīng)覺(jué)分辨一個(gè)聲音的調(diào)子高低的程度。 音調(diào)主要由聲音的頻率決定，同時(shí)也與聲音強(qiáng)度有關(guān)。 對(duì)一定強(qiáng)度的純音，音調(diào)隨頻率的升降而升降；對(duì)一定 頻率的純音、低頻純音的音調(diào)隨聲強(qiáng)增加而下降，高頻
純音的音調(diào)卻隨強(qiáng)度增加而上升。
結(jié)構(gòu)搭建： 結(jié)構(gòu)分析：結(jié)構(gòu)可以拆分成 琴桿、琴箱i兩部分。壓品通
過(guò)三個(gè)觸動(dòng)傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)，發(fā)音使用主控器上
的按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)。
結(jié)構(gòu)： 琴 桿 + 琴 箱
提示： 琴桿：利用連桿和三個(gè)觸動(dòng)傳感器搭建，形成電
子吉他的壓品過(guò)程。
琴箱：使用主控器，利用主控器上的按鍵充當(dāng)撥
弦動(dòng)作。+
程序編寫(xiě)： 根據(jù)按不同的按鍵發(fā)出不同的聲音。三個(gè)觸動(dòng)傳感器共 有8種不同的組合，每種不同的組合均可以利用主控器 上的不同按鍵發(fā)出不同的音符，利用十二平均韻律來(lái)發(fā) 聲。十二平均韻律即把半根琴弦按照等比數(shù)列平均分成 份， 一根琴弦的長(zhǎng)度為1,每一個(gè)音可以表示為二分之
一 的十二分之n次方。
程序講解： 觸動(dòng)傳感器的按鈕若未按下，輸出值為0, 按下則輸出值為1,按照上面的規(guī)律，3個(gè)觸動(dòng)傳感器 的值組合會(huì)有000、001、010、011、100、101、110、 111, 主控器按鈕依左、中、右、上、下的順序，輸出 值分別為1 到5。按照程式設(shè)計(jì)邏輯，就是判斷觸動(dòng)
傳感器的八個(gè)狀態(tài)值，再去判斷主控器按鈕的五個(gè)狀態(tài)
值，這樣就列出0001、0002、0003、0004、0005、00 11、0012 …共40個(gè)狀態(tài)值。鋼琴是十二平均律制樂(lè)
器。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)音規(guī)定，鋼琴的a1(小字一組的a音，
對(duì)應(yīng)鋼琴鍵是49A)的頻率是為440Hz;又規(guī)定每相鄰 半音的頻率比值為≈1.059463, (解釋：這表示“2的 十二分之一次方”),根據(jù)這規(guī)定，就可以得出鋼琴上 每一個(gè)琴鍵音的頻率。如與al右邊相鄰#al的頻率是4 40×1.059463=466.16372Hz;再往上，b1的頻率是49 3.088321Hz;c2的頻率是523.25099......同理，與a 1左邊相鄰的#g1的頻率440÷1.059463=415.030473H z.....這種定音的方式就是“十二平均律”。鋼琴上每 相鄰的兩個(gè)琴鍵(黑白都算)的頻率的差別，音樂(lè)上即 為半音。比如說(shuō)C和#C相差半音，C和D相差兩個(gè)半音
(或曰一個(gè)全音),以此類推。如果B再往上升半音，
會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)音的頻率剛好是C的兩倍，而在音樂(lè)上稱為 一個(gè)八度，這兩個(gè)音聽(tīng)起來(lái)“很相象”。用小寫(xiě)的c來(lái)
表示它，依次有#c,d ……再往上走可以用c1 ……,c
2……來(lái)表示，而往下走可以用大寫(xiě)的C1 ……,C2 ……
來(lái)表示。
程序注意： 三個(gè)觸動(dòng)傳感器的值會(huì)被當(dāng)成二進(jìn)位組合， 算 出 0 到 7 的 值 ， 這 就 是 a + b * 2 + c * 4 算 式
的作用，這個(gè)值與主控器輸出值結(jié)合，01 表示未按下
觸動(dòng)傳感器下，按下主控器左邊按鈕、02表示中間按 鈕、03是右邊按鈕、04是上邊按鈕、05是下邊按鈕， 接下來(lái)，11 是按下一個(gè)觸動(dòng)傳感器下，按下主控器左 邊按鈕、12表示中間按鈕、13是右邊按鈕、14是上 邊按鈕、15是下邊按鈕，依此類推。也就是說(shuō)，右邊 位 數(shù) 每 5 進(jìn) 位 ， 這 就 是 算 式 ( a + b * 2 + c * 4 ) * 5+d的作用。因?yàn)镋V3的Sound模塊可以設(shè)定的 頻率范圍為250到10000,因此就使用261 .626的C
頻率做起算。運(yùn)用公式(a+b*2+c*4)*5+d(a、b、c
分別依次為3個(gè)傳感器信號(hào)，d為主控器按鈕信號(hào))計(jì) 算出的值再套入公式1.059463的n次方(n為計(jì)算出的
值),得出的數(shù)乘以216.626,得出的值即為聲音的頻
率 。
程序示例：
技能拓展延伸： 用什么辦法可以發(fā)出另一組不同的聲音增加跟多的音
符 可以再增加一個(gè)觸動(dòng)傳感器發(fā)出再多的聲音。
+
作品展示：

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