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2024年4月30日发(作者:java电子书在线)
第一节 基础小车搭建及软件的安装与运行
教学目标:1、通过本节课的学习,学生能初步认识智能蓝猫车的组件材料,
并熟练掌握蓝猫车的搭建方法技巧。2、学会安装AS-Block软件,并进行相应的
设置,与小车连接成功。
一、认识基础部件
蓝猫智能车组件材料,提供一个底板、两个车轮、一个万向轮、两个电机、
一个CF-Board-A主控板、一个超声波传感器、其它结构件等。
底盘
小车轮
前轮
(万向轮)
直流马达
二、主要部件的安装
利用铆钉或螺丝进行组装,效果如图所示:
(1)后轮组装
主控板
(2)前轮组装
1
(3)主板安装
左电机连接线插入 → M1(D5 D7)
右电机连接线插入 → M2(D6 D8)
左边直流电机数据线连接在主控板上标有“左电机”的M1端口,右边直流电
机数据线连接在主控板上标有“右电机”的M2端口,注意黑线插在涂黑圈的针脚
上,干万别接错了哦!
三、AS-Block软件说明
AS-Block是由江苏趣创信息技术有限公司(创趣天地-CFunWorld)基于Scratch
2.0和Arduino进行深度二次开发,推出的一款适合青少年学习的编程软件。
Scratch 是由麻省理工学院 (MIT) 设计开发的一款简易的编程工具。针对孩子
们的认知水平,以及对于界面的喜好,MIT 做了相当深入研究和颇具针对性的设
计开发。不仅易于孩子们使用,又能寓教于乐培养孩子们的创新能力,让孩子们
获得创作中的乐趣。 AS-Block 充分继承 Scratch 软件的优点:使用者可以没有
编程基础,也可以不会使用键盘。构成 scratch 程序的命令和参数通过积木形状
模块来实现。用鼠标拖动模块到程序编辑栏即可。右边是编辑好的程序代码,中
间是可以用来选择的功能模块,左边上部是程序预览和运行窗口,左边下部是角
色窗口,清晰明确的布局具有相当好的操作体验。 AS-Block 又充分结合Arduino
概念增加了丰富的硬件积木编程模块(例如获取环境温度、房间光强,控制灯光
闪烁、电机旋转、机器人控制等),使用者可以简单的通过这些模块开发出更具
创意趣味和实用价值的系统。
四、软件安装
Step.1下载文件,具体安装步骤如下:
1.点击,弹出如下窗口:
2
选择安装目录后点击“下一步”(建议使用默认安装目录,安装目录不可使
用中文);
2. 弹出准备安装窗口,点击“安装”;
3.弹出如下安装过程:
如果安装过程中弹出警告窗口,点击允许即可。
4.弹出如下窗口,点击“完成”,即安装成功;
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Step.2 打开AS-Block,点击串口菜单下的“驱动安装”选项,进行驱动安装;
点击“驱动安装”后弹出如下窗口:
点击“安装”,直至弹出如下窗口即安装成功(如果过程中出现安全软件提
示安装警告,允许安装即可):
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五、在线使用步骤
AS-Block支持软件和硬件通过USB数据线或蓝牙模块进行在线通信交互,
具
体使用步骤如下:
Step.1 打开AS-Block软件;
Step.2 通过USB数据线将Arduino UNO系列的控制板与电脑连接,并打开
控制板的电源开关;
Step.3 在AS-Block软件的“连接”下拉菜单中找到对应的COM口号,点击
相应的COM口即可; (小技巧:通过插拔USB数据线可以快速查看对应的COM
口号)在COM端口号下重新选择两次插拔中多出来的一个的COM口号,点击确
定即可。
Step.4 固件上传:若主控板没有上传过 AS-Block中的固件,点击“连接”
下拉菜单中的“固件上传”,会显示“上传中…”,需要等待一段时间,直至出现
“上传成功”,即可实现软硬件之间的交互通讯。注意:在每次使用离线下载之
后需要重新上传固件;
Step.5 完成上述步骤后就可以编写或运行相应程序了。
六、实践任务
我的第一条小程序
打开AS-Block,小车与电脑连接,并进行固件成功上传。
点击“脚本”——“Arduino模块”下的读书传感器模块,将设置数学口模
块拖动到最右边的“脚本编辑栏”并进行设置平,如图所示:
双击该图标,查看主板上面的13口LED是否亮起,如亮起则表示程序执行
成功!
课后阅读:
1769年,法国炮兵工程师尼姑拉斯·古诺大尉经过六年苦心研究,成功地制
造出世界上第一辆依靠自身动力行驶的蒸汽动力无轨车辆,准备用以牵引大炮。
这辆车前部吊装一个锅炉,锅炉产生的蒸汽推动气缸中的活塞以驱动前轮,车长
7.32m,车高2.2m,前轮直径1.28米,后轮直径1.50米,前进时靠前轮控制方向,
每前进12~15min需停车加热15min,运行速度3.5~
3.9km/h,这辆汽车被命名为“卡布奥雷"。
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这是车轮第一次借助人力或畜力以外的动力向任何方向行驶。
第二节 小车的自由运动
教学目标:1、认识直流积木马达的结构及原理。
2、知道直流积木马达在AS-Block软件中对应的模块,并掌握程序控制直流
积木马达的速度与正反旋转方向。
3、各项目程序任务的设计与编写。
一、复习小车与电脑的连接
1.COM口的选择;2固件上传。
二、小车的简单运动
1、开打AS-Block,在脚本工具栏中选择作为联机程序的
开始。
2、程序示例:设置小车前进,打开Arduino模块——设置模块——设置电
机
参数:M1,M2分别表示左轮和右轮;第二个参数表示选择电机的转向:正
转表示向前,反转表示后退;速度为小车的运动速度(0~255,数值越大,转速
越快),一般设置大于50。
试着运行程序,观察两个电机的变化,你的电机转动起来了吗?仔细观察电
机的转动方向哦!
说明:连接数据线,选择正确的端口,选择“固件上传”命令,并点击小绿旗
当被点击运行程序。
3、对小车运动进行简单的的控制
编辑如下程序,观察小车的运动(重复执行和等待时间模块在“脚本”——
“控制”模块)
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思考:如果左右电机的速度设置不同值,会出现什么情况呢?
三、实践任务
运动进阶:程序设计,让小车按一定路线进行运动
请编写程序:通过不同的调整,让智能小车前进、后退、左转、右转,并尝
试着小车完成下面图形的运动或其他图形。
4、通过Arduino机器人模块控制小车运动
打开 Arduino机器人模块——智能车模块,我们可以
利用内嵌的运动模块对小车进行控制。
思想:通过Arduino模块和Arduino机器人模块两种方式对小车进行控制,各
有什么优缺点?
程序设计:利用Arduino机器人模块完成上面两种图形的运动。
程序脚本参考:(正方形运动)
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四、离线运行Arduino程序
Step.1将换成“脚本”——Arduino模块中的
进行程序编写。
Step.2程序编写完成后,右击图标,选择上传到Arduino,程
序进行编译,提示上传成功即可。将程序离线下载到CF-Board-A主控中。
如图所示:
Step.3 关闭控制板的电源开关,拔掉USB数据线,在小车底盘上安装4节5
号电池,再打控制板的电源开关。,让小车自由的运动吧!
让你的蓝猫智能小车自由的奔跑吧!
第三节 超声波雷达避障小车
教学目标:1、认识超声波测距组件。
2、学会AS-Block软件中“变量”的使用方法。
3、通过程序实现小车的自动避障。
蓝猫车现在可以自由行驶,但是,为了蓝猫车的行车安全,今天我们需要为
蓝猫车装上避障雷达,让它能够更加安全的在道路上行驶。
一、认识材料
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通过超声波发射装置发出超声波,根据接收器接到超声波时的时间差计算距
离,计算公式如下:
距离=声速*时间(发射、接收时间差)
二、接线要求
用4P线连接超声波测距模块和主控模块,并插在主控模块标有“超声波“字样
的专用接口上。(思考:如何将超声波检测模块固定在蓝猫智能车上合适的位置?
设计并搭建。)
三、编写程序:当蓝猫车行驶或后退过程时,如果超声波测距模块检测到障
碍物距离小于设定值,那么蓝猫车停止行驶,否则继续行驶。
1、查看测试距离
打开AS-Block软件,程序设计:
(脚本——外观——说 这个模块,再将Arduino中的读取超声波传感器接口
P2,3距离)
运行程序,测试把手由远到近或是由近到远地靠近超声波传感器,看看靠近
或者远离超声波传感器时,查看舞台区的“小猫”值有什么变化?总结由远至近
时或由近至远时的变化规律。
说明:超声波传感器检测距离约为2-200cm。
2、变量的使用方法
新建变量“d“并读取变量值。(脚本——数据——新建变量)
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程序设计:
数字与逻辑运算模块中的各种运算均需要使用到变量,
例:,其中d字母必须从“数据”模块中拖入。如图:
3、实践任务
请编写程序:当超声波测距模块检测到前方与障碍物距离小于10时(警示距
离可自行设定),停止前进或进行转向,否则继续前进或停车,你也可以把程序
设计思路流程画出来。
正确地连接数据线,选择好对应COM端口,右键点击Arduino 程序,选择“上
传到Arduino”命令,将程序离线下载到主控板中。
检查一下蓝猫车是否按照程序设计的逻辑运行,如果有问题,请修改程序并
调试。
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程序脚本参考:
第4节 声控智能车
教学目标:1、认识声音检测组件。
2、通过程序实现小车听到声音进行自动行驶。
一、引入
现在蓝猫车跟我们已经是好朋友啦,试着用你的声音或是拍手呼唤它,让蓝
猫车就能“听“到你的声音,同样可以向前行驶!
分析
蓝猫车并没有耳朵,但它是怎样“听”到我们的声音的呢?
你知道需要用到什么模块吗?讨论并找出。
二、认识模块
声音检测模块,模拟量传感器,声音越大,输出电压越大,当声音大时,声
音检测模块检测值变大,当声音小时,声音检测模块检测值变小。
三、接线要求
1、用3P连接线连接声音检测模块和主控模块,将声音检测模块插在模拟口
A0上(当然也可以插在其他模拟口上),用3P线进行连接,注意黑线端对应主
控数字口上黑色针脚(按照颜色匹配),千万别插反了哦。
2、搭建
如何将声音检测模块固定在蓝猫智能车上合适的位置且不影响数据检测呢?
设计并搭建。
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参考模型
3、思考:
读取并编写用声音检测模块检测控制小车行驶的程序。
程序示例:新建变量"V"
打开AS-Block软件,编辑下面程序,试着运行程序,观察V值的变化!
说明:声音检测模块的检测值在Arduino中的范围是0~1023。
四、程序设计
请编写程序:当大声说话或拍手时,设定声音检测模块检测的值大于50时,
蓝猫车自动往前行驶,声音变小或是安静的时候则会停止行驶,你也可以把程序
设计思路流程画出来。
1、调试修改
检查并正确地连接数据线,选择好对应COM端口,右键点击Arduino 程序
选择“上传到Arduino”命令,将程序离线下载到主控模块中。
检查一下蓝猫车是否按照程序编写的逻辑运行,如果有问题请修改程序并调
试。
2、程序脚本参考
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