粤高教版信息技术九年级上册2-3 让开源机器人动起来 课件.pptx

粤高教版信息技术九年级上册 2023版课件 第3课 让开源机器人动起来 ------为开源机器人编程 智能小车 新知导入 我们已经了解 Arduino开源机器人的硬件，机器人也被初步搭建起来了。现在我们开始编程驱动它，实现前进、后退及转弯，让它能逆时针走一个正方形。 新知讲解(一)项目要求 让机器人逆时针按一个正方形的图形轨迹行走(如图所示)设计一个如图所示的机器人一、项目分析 新知讲解1.在上一节课搭建的机器人的基础上，连接好线路。 2.编程实现让机器人前进5秒，然后向左转弯90度。重复直行、左转弯4次这样的步骤，从而实现机器人按一个正方形图形轨迹逆时针行走。(二)实现思路 新知讲解(三)所需器材本项目所需的器材如下表所示。 新知讲解 编程软件是 EDUArduino2.0，内嵌图形编程模块是ArduBlock。(四)所需软件 新知讲解(一)电机扩展板二、探究新知 低功率的小直流电机可以直接连接在 Arduino UNO主控板的数字引脚上，设置高电平驱动它，但是却无法灵活实现正反转; Arduino的数字引脚的电流比较小，大功率电机无法直接驱动，因此需要引人电机扩展板。 本项目采用的电机扩展板如图所示， Arduino UNO主控板和电机扩展板是通过上下堆叠的形式进行连接的，电机扩展板再通过引脚，用导线和直流电机连接。 新知讲解 电机扩展板上的接口VIN和GND是外接电源的正极和负极，输入电压范围为5~9V 电机扩展板的4个引脚的功能如表所示。 直流电机、电机扩展板和主控板的完整连接如图所示。 新知讲解 很多直流电机的正负极没有进行明显标识，因为大多数直流电机正负极都是可以反接的，改变电流的方向，电机的转向也随之改变。 安装上电机扩展板的“智能小车”外观如图所示。 新知讲解(二)驱动电机 组装好硬件后，机器人还不能运行，我们可以用EdUArduino2.0内嵌的 ArduBlock流程图编程工具编写程序驱动它。 电机的速度值可设置为-255～+255，负值表示后退，正值表示前进，0表示停止。 电机的转向可以通过调整电机的正负极接线顺序，使速度的正负值和转向保持一致，方便编程。 新知讲解 参照下图，编程实现机器人前进2秒，然后再后退2秒。实践 新知讲解 一般地，把机器人的左电机接在A引脚、右电机接在B引脚。 B引脚连接的电机对应编程图形模块的电机M2。 在 Ardublock编程中电机扩展板A引脚连接的电机对应编程图形模块 的电机M1 新知讲解 上述程序为何写在设定模块里面，而不是写在循环模块里面?如果把上述程序放在如图所示的循环模块里面，会出现什么情况?交流 放在设定模块里，小车只执行一次程序。放在循环模块里，小车重复执行程序 新知讲解 设置机器人左电机的速度大于右电机的速度，观察机器人行走的情况；设置机器人左电机的速度小于右电机的速度，观察机器人的行走情况，将结果填入下表。 我们知道如何控制机器人前进和后退了，那如何实现转弯呢?交流电机速度转弯情况(左/右)左电机速度＞右电机速度左电机速度く右电机速度右左 新知讲解 通过实践可知，当机器人左右电机存在一定的速度差，则机器人会偏离直线行走，当速度差大到一定值时，便实现转弯。 当左电机的速度小于右电机的速度，机器人左转; 当左电机的速度大于右电机的速度，机器人右转。 新知讲解 （a）原地直角左转。（b）前进中左转 图中的(a)和(b)程序都是实现机器人左转，请观察行走的轨迹，看有什么不同。探究 新知讲解编程实现控制机器人右转弯。实践 新知讲解(一)硬件安装三、项目实施硬件的接线按下表所示进行 电机扩展板的A引脚连接机器人的左电机(左轮)，对应编程软件的电机运行模块的电机编号M1电机电机扩展板引脚对应编程的电机编号左电机(左轮)A+(正极)M1A-(负极)右电机(右轮)B+(正极)M2B-(负极) B引脚连接右电机(右轮)，对应电机编号M2 新知讲解(二)算法设计 机器人逆时针走正方形的算法流程如图所示。 新知讲解(三)编写程序 因为机器人行走速度各有不同,要实现转弯90度，需要根据实际情况，调整转弯的实际延迟时间。 用 ArduBlock编程实现上面算法的程序，如图所示 在该程序中，变量n控制直行和转弯重复执行的次数 新知讲解 将程序上载到 Arduino UNO主控板，运行机器人，测试它的实际行走情况(四)效果检验 新知讲解探究机器