資源簡介

紅外遙控的秘密
----基于Arduino系統的紅外遙控LED
一、教材與學生情況分析
遙控技術是高二年級勞技教材的第三章的內容，教材中主要介紹了紅外遙控的發射器及接收器的電路，組織學生通過焊接發射器以及接收器電路完成遙控電路實驗。遙控電路對于目前高中生而言比較枯燥單調，課本并沒有介紹遙控編碼、解碼的過程，因此如果只是組織學生焊接遙控電路板，而對遙控原理了解甚少的話，學生學習興趣不強，而且只是加強了學生的技術培養，卻缺少了對學生思維能力的培養。學生在生活中接觸到的遙控技術的應用非常多，如果通過幾節課的時間只是焊接制作了一個對其原理并不是很了解的電路板，對于培養學生勞技素養的意義不大。因此，本節課將第三章的紅外遙控與第四章使用單片機實現自動控制的內容結合起來，使用校本自動控制課程中Arduino系統為平臺進行紅外遙控的實驗，通過解碼、發射信號等程序模塊能使學生比較清晰地了解紅外遙控的原理，并使學生輕松體會到使用紅外遙控控制電路的樂趣。這樣可以大大降低了遙控技術應用的門檻，使學生既簡單了解了遙控的原理，又能迅速掌握使用遙控技術進行自動控制的方式。
二、教學目標
1.了解遙控的一般分類，能區分紅外遙控與無線電遙控。
2.了解遙控系統的基本組成，即發射器、接收器、控制器在遙控系統的作用。
3.掌握使用mixly軟件進行紅外遙控器的解碼方法。
4.通過分檔控制LED的顏色及亮度的實驗，使學生掌握基于arduino系統的紅外遙控方法，激發學生學習遙控技術的興趣。
三、教學重難點
教學重點：紅外遙控器的解碼、對控制器的編碼設置。
教學難點：遙控調節LED燈的亮度。
四、教學流程
1.新課導入
紅外遙控器是我們常用的一種遙控設備，我們可以用它控制電視、空調等家用電器。老師通過教室里投影機遙控器遙控實驗套件arduino系統的LED燈、通過實驗套件arduino系統的紅外發射器遙控教室投影機等實驗將實驗室套件與生活中的紅外遙控應用滲透，來激發學生學習紅外遙控的秘密。引出如何設置遙控？遙控的奧秘？
2.教學新課
（1）遙控的概念及分類。
（2）遙控系統的組成：發射器、接收器、控制器。
1）紅外遙控套件
紅外遙控套件主要包括紅外遙控器（發射器）和紅外接收器。如圖，紅外遙控器有21個按鍵，紅外接收頭針腳的定義為：D接數字口，VCC接5V，GND接GND。
學生操作：請同學們將紅外遙控套件連接到Arduino板上。
2）紅外遙控器的解碼
紅外遙控器向紅外接收器發射信號，紅外接收器接收到信號之后，分析得出紅外遙控器發射信號的按鍵是哪個，根據此按鍵的命令做出反應。紅外遙控器的每個按鍵都有相應的鍵值，使用之前需要先獲取這些鍵值，也就是對紅外遙控器進行解碼。Mixly軟件為我們提供了獲取紅外遙控器鍵值的模塊，使用這些模塊并結合串口將鍵值打印出來的程序如下:
任務一：利用串口獲取紅外遙控器的鍵值，并完成下表。
遙控器字符
鍵值
遙控器字符
鍵值
紅色按鍵
ST/REPT
VOL+
1
FUNC/STOP
2
左2個三角
3
暫停鍵
4
右2個三角
5
向下三角
6
VOL-
7
向上三角
8
0
9
EQ
（2）分檔控制三色LED燈的顏色及亮度
1）控制器的編碼設置
在前面的實驗，我們已經可以獲取紅外遙控器的鍵值了，同學們會發現這是一個六位的十六進制的數，那么在使用紅外遙控套件時，如何通過程序模塊設置控制器的編碼，使得遙控器的不同按鍵可以分別實現不同的遙控功能？
比較紅外接收器接收到的十六進制的數與鍵值是否相同，需要“邏輯運算符”中的【相等】，編程環境中十六進制前需要加0x，如下所示。
2）遙控LED
任務二：分檔控制LED的顏色
要求：按遙控器1號鍵顯示藍燈亮、按遙控器2號鍵顯示紅燈亮、按3號鍵顯示綠燈亮
參考程序：
思考：為何有些小組實驗的結果是按遙控器1號鍵藍色、按2號鍵紫色、按3號鍵白色？
任務三：分檔控制LED的亮度
要求：按遙控1號鍵藍燈亮為150；每按遙控vol+鍵1次，藍燈亮度增加20；每按遙控vol-鍵1次，藍燈亮度減少20
參考程序：
思考：為何調節亮度到最大值后，再按一次vol+鍵亮度會突變到很暗？
3.拓展提升
如何實現教室里投影機遙控器遙控實驗套件arduino系統的LED燈？
如何通過實驗套件arduino系統的紅外發射器遙控教室投影機？
4.課堂總結
通過這節課，我們了解了紅外遙控套件的工作原理，掌握了紅外遙控器的解碼方法，并制作出了遙控LED。

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