6创意传感电子积木学习资料4
三年级 记叙文 4847字 164人浏览 彩虹城火影

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实验十三 会说话的计步器

一、计步器

1、生物计步器

德国生物学家Matthias Wittlinger领导他的研究组提出了一个全新的“计步器”理论,并进行了科学验证。他们在一个蚁巢外10米处放置了诱饵吸引蚂蚁过来取食。随后收集一些寻到食物源的蚂蚁,对它们的腿部进行改造:给一些蚂蚁的腿接长一段,让它们大步前进,另一些蚂蚁的腿被截去了一些,其余正常蚂蚁作为对照组。研究发现,腿变长的蚂蚁由于步幅变长,过家门而不入,腿变短的蚂蚁还没有到家就都停下来寻找入口,对照组的蚂蚁却顺利回家。当参与实验的蚂蚁们第二次外出觅食,它们都能像正常蚂蚁一样,顺利地回家。这无疑印证了人们的猜测:蚂蚁往返于蚁巢和食物源,是依靠大脑中的“计步器”来测定路程。它们以固定步幅行走,只要记住步数,就能获悉自己行走的距离,若步幅长度发生变化,却仍然按照原来的步数行走,最后必然无家可归。

2、计步器的发明和发展

机械式的计步器早已淡出历史,现在取而代之的是电子式的计步器。

3、现代计步器的原理

4、现代计步器的运用

对于喜欢运动的人来说,每天步行、跑步都成为了习惯,但对于一天的运动量与消耗的卡路里都不了解。而电子计步器能显示你每天所走的步数与消耗的卡路里,让运动更直观;使用计步器能激发参加锻炼的人的动力和热情,会使我们的血压下降更多,体重相应减轻。另外虽然运动有益健康,但是适合自己运动的量才是最佳的。所以电子计步器能有效的监控你每天步行的步数,有利于调控你的运动计划,避免运动不足,也防止运动过量造成疲劳或伤害。对于中老年人和慢性病人来说,计步器能够让他们进行科学的散步,适当的锻炼。 二、会说话的计步器

1、电子套件工作过程

该组套件通电工作时可戴在手上,行走时,手臂的摆动次数被带加速度传感器的控制模块感受到并记录下来,如果短按一下按钮,会产生一种电信号输到此控制模块,控制模块收到信号进行处理后,输出控制信号控制语音播放模块输出语音电信号到喇叭,喇叭把语音电信号转化为声音播报当前的步数。长按按钮会产生另一种电信号,使步数清零。

蚂蚁们有时会外出很远寻找食物,而从远处回家可不简单,但蚂蚁似乎不会迷路,如果说它们可以根据视觉和嗅觉来确定位置,这个也许不奇怪,但在没有任何标志的地方或在黑夜里,它们照样能够顺利回家。疑问随之产生:感知力低下的蚂蚁是如何正确把握移动距离的呢?这个看似简单的问题却让生物界困扰了多年。

人类的计步器现存最早的是1667年在德国制作的。 1755年,日本出现了计步器。在中世纪和近代,计步器并未被重视使用,因为人们认为用处不大。这说明机器的发明不及它对人类的用途重要。在日本,计步器主要用于体育运动分析和记录行走。这时的计步器通常依据摆钟原理,利用加重的机械开关检测步伐,并带有一个简单计数器。如果晃动这些装置,就可以听到有一个金属球来回滑动,或者一个钟摆左右摇摆。 电子计步器

现存最早的德国计步器 日本最早的计步器 电子计步器主要由振动传感器(或加速度传感器)和电子计数器组成。人在

步行时,身体的手臂、腰部等各部分都会有一定的运动,能被传感器感受到。

带加速度传感器的控制模块

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实验十四 防火灾和禁烟的烟雾报警器

一、火的产生和控制

火是物质燃烧过程中散发出光和热的现象。它给人类带来了光明和温暖,但如果火失去了控制,也会给人类带来极大的危害。

1、古人与火

2、火灾的起因和统计 我国的火灾统计将“火灾原因”分为放火、电器燃气、违章操作、用火不慎、吸烟、玩火、自燃、雷击、原因不明和其他等10类。

在我国的一些大中城市,几乎每天都会发生家庭火灾,所以防火是每个家庭必须时刻注意的问题。2010年11月15日,上海市静安区一大楼因管理混乱、监管不力和违章操作发生大火,造成58人死亡,70多人受伤的重大火灾事故。假如能根据您家的实际情况预先采取简单的防火措施,一些悲剧是完全可以避免的。消防部门的统计显示,在所有的火灾比例中,家庭火灾已经占到了全国火灾的30%左右。家庭起火的原因很多,可能在我们注意的到的地方,也可能是注意不到的隐患。另外,火灾前或火灾时一般都会产生有毒的浓烟。

3、防范火灾的利器——火灾和烟雾报警器

4、禁烟条例和烟雾报警器

2010年3月1日,上海市正式实施《上海市公共场所控制吸烟条例》,按照卫生部要求, 7大类28小类室内公共场所将全面禁烟,须在这些公共场所设置醒目的禁烟警语和标志。 个人违反条例不听劝阻,处以50-200元罚款,单位违反且逾期不改最高处以1-3万元罚款。 在禁烟场所,可以利用烟雾报警器,提醒人们遵守条例,关爱健康,珍惜生命,保护环境。

二、防火灾和禁烟的烟雾报警器

1、电子套件工作过程

此套件刚通电工作时,烟雾传感器的预热指示灯点亮,需预热5分钟,期间不会正常检测,等5分钟后,指示灯熄灭,进入稳定工作状态。如果烟雾传感器感受到周围有浓烟,会输出电信号到控制模块,控制模块收到信号后经处理输出两路控制信号,一路通过端口扩展模块控制LED 灯亮起;另一路输到蜂鸣器模块,控制蜂鸣器模块发出警报。(蜂鸣器模块也

2远古神话中,燧su ì人氏是发明钻木取火的人。钻木取火是根据摩擦

生热的原理,木材本身较为粗糙,在摩擦时,摩擦力较大会产生热量,加

之木材又是易燃物,所以容易生出火来。

为减少火灾引发的灾难,大约在公元前26世纪-公元前21世纪,帝

喾kù就任命了专门管理火源的火官。据《史记楚世家》记载:“重黎为

帝喾高辛居火正,甚有功,能光融天下,帝喾命曰祝融。”

燧人氏 火官祝融 1890年,美国人阿普顿发明第一个火灾报警器,他是爱迪生的同事。 1940年,瑞士人耶格发明气体传感器,并用香烟做了实验,而且把

传感器成功应用到报警器中。 火灾传感器按照工作原理分类有离子式、光电式和气敏式等种类。 离子式和光电式可检测不同大小颗粒的烟雾,气敏式可检测易燃气体。 烟雾传感器

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实验十五 会说话的超声波测距仪

一、超声波

1、超声波发现前的故事

2、超声波的定义

3、超声波的应用

4、超声波的发展

19世纪末到20世纪初,在物理学上发现了压电效应与反压电效应之后,人们解决了利用电子学技术产生超声波的办法,从此迅速揭开了发展与推广超声技术的历史篇章。

5、超声波收发模块工作原理

此模块的测距原理是往返时间检测法:超声波传感器发射一定频率的超声波,借助空气传播,到达测量目标或障碍物后反射回来,经超声波接收器接收,期间经历的时间即往返时间,通常超声波在空气中的速度为340米/秒。所测距离=340米/秒X ½往返时间(秒)

二、会说话的超声波测距仪

1、电子套件工作工程

该组套件通电工作时,按下按钮不放,超声波收发模块中的激光灯点亮,把此灯指向被测平面,松开按钮灯熄灭,同时松开按钮会产生电信号输到带加速度传感器控制模块,此控制模块收到信号后,经处理输出控制信号到超声波收发模块,超声波模块开始发射并接收超声波完成测距,并把结果以电信号方式传回到此控制模块,此控制模块收到结果信号后,再输出控制信号让语音播放模块把结果信号转为音频电信号,再通过喇叭转为声音播报结果。

1793年的一个夏夜,意大利科学家斯帕拉捷吃完饭便走上街头,把笼子里的蝙蝠

放了出去。当他看到放出去的那几只蝙蝠敏捷地来回飞翔时,不由得叫起来;因为那几只蝙蝠,眼睛已经全被他蒙上了。以前他看到蝙蝠在夜晚自由飞翔时,总认为它们一定长着一双特别敏锐的眼睛,所以能在黑夜中灵巧地躲过各种障碍物,并且敏捷地捕捉飞蛾;然而事实完全出乎他的意料。他很奇怪:不用眼睛,蝙蝠凭什么来辨别前方的物体,捕捉灵活的飞蛾呢?他想有可能是嗅觉,于是把蝙蝠的鼻子堵住,结果,蝙蝠在空中还是飞的那么自在。“难道是薄膜似的翅膀,不仅能够飞翔,而且能在夜间洞察一切吗?”他又这样猜想。他捉来几只蝙蝠,用油漆涂满它们的全身,然而还是没有影响到它们飞行。最后,他堵住蝙蝠的耳朵,这次,蝙蝠可没有了先前的神气。它们在空中东碰西撞,很快就跌落在地。原来是靠听觉! 斯帕拉捷的实验,揭开了蝙蝠飞行的秘密,促使很多人进一步思考:蝙蝠的耳朵又怎么能“穿透”黑夜,“听见”没有声音的物体呢?后来人们继续研究,终于弄清了其中的奥秘。原来,蝙蝠靠喉咙发出人耳听不到的“超声波”,这种声音沿着直线传播,一碰到物体就像光照到镜子上那样反射回来。蝙蝠用耳朵接受到这种“回波”,就知道前方有怎么样的障碍或食物,就能迅速做出判断,灵巧地飞翔和捕捉食物。 斯帕拉捷

科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率,它的单位是赫兹。我们人类耳朵能听到的声波频率为20~20000赫兹。当声波的振动频率大于20000赫兹或小于20赫兹时,我们便听不见了。一般把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。

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实验十六 手摇换台的收音机

一、信息的载体和传播

1、常见的信息载体——语言和文字

2、古代信息传播的革命——印刷术

3、跨越国界的即时信息传播——无线电(电磁波)通讯的研究和发展

4、计算机、互联网和移动互联

电子计算机是20世纪最伟大的科技发明之一,它是一种信息处理设备。互联网是由一些互相通信的计算机连接而成的网络,是一种公用信息的载体,也是传媒的一种。具有快捷性、普及性,是现今最流行、最受欢迎的传媒之一。这种传媒比以往的通讯媒体都要快。在网络里传输的数字光信号或电信号,其实都属于电磁波信号。当代,智能手机成为无线移动互联网工具,信息的载体和传播也靠电磁波。

二、手摇换台的收音机 1、电子套件工作过程

此套件通电工作时,天线模块接收来自空中的调频电台无线电信号,信号经处理和初级放大后输出到FM 收音机模块,收音机模块收到来自天线模块的电信号后,对信号进一步处理,再把处理后产生的音频电信号输出到喇叭,喇叭再把音频信号转化成声音播放出来。如果晃动角度传感器,角度传感器感受到角度变化,就会产生一个电信号输到收音机模块,收音机模块收到此信号后,就会选择另一个电台信号,经处理后输到喇叭放出另一个电台声音。

信息:即消息;泛指人类社会传播的一切内容。信息通常以口头语言和书

面文字为载体。

语言:据德国出版的《语言学及语言交际工具问题手册》统计,现在世界上查明的有5651种语言。其中使用人数超过5千万的有20种左右。汉语,英语,法语,俄语,西班牙语,阿拉伯语,是世界上的主要语言。汉语是世界上使用人口最多的语言,使用人口达12亿多,占全球人口20%以上。英语是世界上使用最广泛的语言,英语使用人口达5亿多。

文字:人类创造了语言之后又创造了文字。文字突破了口语所受空间和时间的限制,能够发挥更大的作用。

活字印刷术是中国人引以为豪的四大发明之一。发明者毕昇,时间在北宋庆历年间(1041-1048),此发明有利于节约人力、物力、财力;方便编排和修改;大大提高印刷效率;有利于版本的统一;有利于文化的传播与留存,有利于知识与技术的推广。

麦克斯韦 英国科学家,电

磁波之父(1831—1879)1865年《论电和磁》。 赫兹 德国科学家(1857-1894)1888年用实验证实了电磁波的存在。 波波夫 俄国科学家(1859—1906)1895年在相距600码两地成功地收发无线电讯号。 马可尼 意大利科学家(1874—1937)1901年成功实现跨越大西洋的无线电通讯。 阿姆斯特朗 美国科学家(1890—1954)1933年发明宽频带调频广播收音机。工作原理:天空中有很多不同频率的无线电波,如果用天线全都接收下来,音频信号就如处于闹市一样,许多声音混杂在一起,结果什么也听不清。为了选择需要的节目,在接收天线后,有一个选择电路,它的作用是把需要的信号(电台)挑选出来,并把不要的信号“滤掉”,以免产生干扰。

天线模块 FM 收音机模块 角度传感器模块