資源簡介

(共17張PPT)
《勞動》七年級上冊
智能垃圾箱我設計
課堂導入
　 校園垃圾箱對保護校園環境起著非常重要的作用，但在生活中， 時常有垃圾未入箱或垃圾過滿未及時清理等現象。隨著智能時代的到來，我們能否利用所學的知識，設計一個智能垃圾箱呢？
勞動準備
勞動基礎
現代生活實現智能化，其中關鍵的一種器材是傳感器。傳感器（Sensor）是一種檢測裝置，能感受被測量的信息，并按一定規律將其轉換為有用信號的器件或裝置。如果把機器比作人，計算機相當于人的大腦，執行任務的機械相當于人的身體，各種各樣的傳感器則相當于人的五官和皮膚。
我們可以利用煙霧傳感器來開發能夠感應是否有燃燒的煙頭的垃圾箱，也可以利用聲音傳感器來開發能夠用語音控制開合的智能垃圾箱。
煙霧傳感器
聲音傳感器
Arduino是能夠用來感應和控制現實物理世界的一套工具。它由一個基于單片機并且開放源代碼的硬件平臺和一套為Arduino控制板編寫程序的開發環境組成。
Arduino可以用來開發交互產品，可以控制各式各樣的電燈、電機和其他物理設備。其中Uno板是Arduino系列控制板中使用很廣泛的一種。
HC-SR04 超聲波傳感器模塊可提供2~400厘米的非接觸式距離感測功能，測距精度可達到3毫米。模塊主要包括超聲波發射器、接收器和控制電路。
超聲波傳感器測距時，被測物體的面積不小于0.5平方米且平面盡量平整，否則影響測量的結果。
建議測量周期為60毫秒以上，以防發射信號對回響信號的影響。
舵機是一種位置（角度）伺服的驅動器，適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的控制系統。舵機只是一種通俗的叫法，其實質是一個伺服電機。
圖形化編程是指用圖形化的編程模塊取代以往的代碼編程語言，通過拖拽不同的模塊，實現相應作品功能。
目前，國內外有很多圖形化編程軟件，它們的使用方法和界面相似，我們可以根據自己的使用習慣選擇。
Arduino Uno 控制板、HC-SR04 超 聲 波 傳 感 器 模 塊、
SG90 舵機、導線若干、圖形化編程軟件
廢舊紙箱或紙盒模擬垃圾箱，或者帶活動蓋的垃圾箱
勞動場所
教室
勞動工具
勞動材料
搭建電路
勞動過程
Arduino使用自帶的servo函數來控制舵機，舵機的控制線需要接PWM 數字口。在我們使用的Arduino Uno控制板上，所有PWM數字口都有“～”標識。在搭建電路時，選擇Uno控制板的D9作為舵機的控制接口，即SG90 舵機紅色導線接電源正極，棕色導線接地，橙色導線接Uno控制板 D9口。
HC-SR04超聲波傳感器模塊四個引腳接法如下：VCC引腳接電源正極；GND引腳接電源負極；Trig引腳是傳感器觸發信號輸入引腳，接Uno控制板7號管腳；Echo引腳是傳感器測距數據輸出引腳，接Uno控制板6號管腳。
具體的接線電路如下圖。電路圖里的 AA電池為 5 V，也可以用標有“5 V 2.1 A”輸出參數的移動電源供電。
【賽一賽】根據上面的內容，連一連實驗電路，看誰的電路連得又快又準確。
打開圖形化編程軟件，編寫以下程序，注意保證與接線的一致。
編寫程序
1. 安裝
將連接好的電路固定在垃圾箱的相應位置，注意舵機需要固定在垃圾箱蓋的合適位置，并用配套數據線連接電腦和 Uno 控制板。
組裝調試
在編程軟件中，通過菜單欄中的工具選擇控制板型號為“Uno”板， 確 定“COM” 口成功連接，然后點擊“上傳”。當下方狀態區域進度條完成，并提示“上傳成功”后， 我們所編寫的程序即成功上傳至連接好的電路作品中。
2. 程序上傳
3. 測試
將手逐漸接近超聲波傳感器，當距離小于 20厘米時，舵機能成功打開垃圾箱蓋，3秒后自動關閉，作品即成功。成功后，還可以對箱體加以美化。
勞動成果
給你的作品拍照，然后貼在下面吧！
勞動日志
在設計制作智能垃圾箱的過程中，你一定有很多感受，請從以下角度任選幾點跟大家分享吧！
在設計制作過程中，我遇到的最大困難： 。
如何解決困難： 。
最大的收獲： 。
勞動評價
評價內容 評價等級標準 等級
A B C 作品功能 實現 感應靈敏，垃圾箱蓋自動開合流暢 感應較靈敏，垃圾箱蓋自動開合較流暢 有 時 感 應 失 靈，垃圾箱蓋開合不太流暢
作品美觀 程度 電路連線布局合理，作品設計美觀 電路連線布局較合理，對作品有一定的美化 電路連線布局較合理，無其他美化
設計者介紹 脫稿介紹清晰流暢，功能要點突出 介紹需參考文稿，功能要點比較突出 介 紹 不 太 流 暢，但基本內容均能包括
再 見！

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