音乐播放器

2022-01-21 20:44刘育红
江苏科技报·E教中国 2022年2期
关键词:磁感应舵机播放器

刘育红 江西省上饶市万年县第二小学教师,江西省教育信息技术专家(创客类),江西省教育学会中小学人工智能教育专业委员会理事。著有《人工智能趣味入门:光环板程序设计》《micro:bit编程入门教程》两本创客教育入门教材,有多篇作品发表在《无线电》《爱上机器人》等杂志。

教学背景

音乐可以给人带来快乐,可以陶冶人的情操,我们的生活离不开音乐。本节课带领学生化身小创客,利用开源硬件和数字化加工工具,融入自己独特的创意,制作一个属于自己的音乐播放器。

教学目标

1.认识360度舵机、磁感应传感器和MP3语音模块,掌握它们的使用方法。

2.能正确完成硬件连接,并根据实际需求编写出相应的程序。

3.学会运用三维建模软件设计作品的结构和造型。

4.培养应用意识和审美能力。

教学重点与难点

教学重点 掌握相关传感器的使用,编写出完善的程序。

教学难点 运用三维建模软件设计作品的结构和造型。

教学过程

一、激趣引入

1.讲述音乐播放器发展史

师:同学们,你们喜欢听音乐吗?一般使用什么听音乐呢?

学生围绕问题讨论交流。

师:看来大家大多是通过电脑和智能手机的播放器来欣赏音乐的。你们知道在电脑和智能手机普及以前,人们主要是通过什么来听音乐吗?我们一起来了解一下吧。

教师出示课件,展示留声机、磁带播放机、CD机、MP3播放器等实物图片,让学生了解音乐播放器的发展演变历史。

2.揭示项目,了解原理

师:你们想不想亲手制作一个音乐播放器呢?今天让我们学习制作一个复古风格的音乐播放器吧。

教师展示事先制作好的作品,并进行演示。

师:你们知道这个作品的运行原理吗?

学生思考讨论交流。

师:这个作品使用了磁感应传感器、360度舵机和MP3语音模块。当唱针(条形磁铁)移到碟片上时,被下方的磁感应传感器感知到,于是控制360度舵机旋转起来,随后碟片也会旋转起来,同时给MP3语音模块发出播放音乐的指令,音乐就响起来了。

3.组建团队

师:在开始活动前,请同学们两人为一组,组建好团队。每组领取一箱器材和一套工具。

二、准备材料和工具

师:制作项目前,我们需要准备好硬件材料即DFRduino Uno R3、IO扩展板、磁感应传感器、360度舵机、MP3语音模块、小音箱各1件。请同学们从器材箱中找到这些硬件材料并取出放在桌上。

学生小组合作完成任务。

师:我们还需要准备一些工具和其他材料包括橡皮锤、螺丝刀、热熔枪、游标卡尺各1把,M3螺丝螺母2组,条形磁铁2个。请同学们从工具箱中找到这些工具、材料并取出放在桌上。

学生小组合作完成任务。

三、认识硬件

师:这些材料中,主控板和扩展板是我们的老朋友了,相信大家都了解它们的使用方法。但其他的电子模块,同学们可能第一次接触,接下来我们一起来认识它们。首先打开Mind+编程软件,添加主控板、360度舵机、磁感应传感器、MP3语音模块等相应模块。

1.认识360度舵机

教师出示课件,介绍360度舵机的特点,并说明舵机的连接方法,指导学生将舵机连接到扩展板上。注意在与主控板连接时,要分别对应VCC、GND、数据三个引脚。360度舵机的连接线,一般黄色或者橙色为数据线,中间为VCC线,另一根为GND线。

学生动手操作,教师巡视指导。

教师演示操作步骤后,学生自行动手操作,并学习使用360度舵机的积木指令。

2.认识磁感应传感器

教师讲解磁感应传感器的功能,说明磁感应传感器的连接方法(参考舵机连接方法),指导学生将磁感应传感器连接到扩展板上,学习使用磁感应传感器的积木指令。

学生动手实践,教师巡视指导。

3.认识MP3语音模块

教师介绍MP3语音模块的功能,说明MP3语音模块的连接方法,指导学生将MP3语音模块连接到扩展板上。注意语音模块在与主控板连接时,有两种连接方式:硬串口——D0、D1引脚;软串口——D2、D3引脚。当采用硬串口连接时,由于电脑上的程序上传到主控板也是通过串口完成的,两者会产生冲突。所以,需要先上传程序再连接线路。连接示例如图1,GND、VCC、RX、TX四个引脚要分别对应。

师:同学们可以将MP3语音模块当作一个U盘来用,请大家通过网络下载几首歌曲,然后存储到MP3语音模块中。

教师演示操作步骤后,学生学习语音文件的加载方法和MP3语音播放积木指令的使用,如图2。

四、项目制作

1.程序编写与上传

教师引导学生小组讨论,明确程序需要实现的功能,并列出编程思路,也可以画出程序流程图。

学生根据编程思路(或程序流程图),自行编写程序,教师巡视指导。当大部分小组完成后,教师可出示参考程序,如图3。

学生将编写好的程序上传到主控板,进行初步测试。若过程中学生出现问题,教师及时指导解决。

2.设计结构、造型

教师引导学生进行音乐播放器结构和造型的构思,并在稿纸上勾勒出草图。学生根据设计草图,选择自己喜欢的绘图软件进行建模,完成主体结构的设计。

教师相机指导学生到网络论坛下载“留声机”开源图纸,并进行修改,完成“喇叭”造型音乐播放器的设计。

(此环节教师应根据学生的建模水平,先演示然后让学生自由设计,或者完全放手,由学生自主建模,教师相机出示参考图纸,如图4。)

3.切割制件

教师带领学生复习激光切割机的使用方法,并强调注意事项;学生有序进行切割加工工作(或由教师操作);整理好制件,处理好废料。

4.组装成型

师:同学们,接下来我们可以进行组装了。面对这么多材料,大家是不是无从下手呢?可以参考一下老师之前展示的音乐播放器作品的组装步骤,先组装喇叭模型,再组装盒体,然后固定主控板,再安装小音箱,随后固定舵机,安装转轴和转盘,固定磁感应传感器,再合上顶板、装上喇叭模型,组装唱针及转臂,然后将转臂装在转轴上,最后放上“唱片”(黑色亚克力板)。同学们也可以根据自己的经验,自行思考、自主探索,最后组装成功即可。

学生动手组装,教师巡视,相机指导。组装完成后通电测试,若出现异常情况,学生小组合作调试、修改程序,或重新设计结构件。

五、交流展示与课堂小结

师:同学们,今天我们在一起度过了一段充实愉快的造物时光,相信大家一定有不少收获。下面,各个小组派代表按顺序上台展示一下本组作品,并谈一谈自己的收获与感想。大家可以对本组的作品和其他小组的作品进行点评。

小组依次上台展示,师生讨论交流并给出建议。

教学反思

通过制作音乐播放器,学生认识了360度舵机、磁感应传感器、MP3语音模块等硬件的工作原理,对传感器和执行器有了更全面的了解。本课例将开源硬件编程和三维建模、传感器、激光切割等技術相结合,既锻炼了学生的逻辑思维,又培养了学生动手操作的能力。

(本课件由DF创客社区推荐)

猜你喜欢
磁感应舵机播放器
Windows11自带播放器使用技巧
播放器
保持型磁性开关在液动换向阀上的应用
磁感应强度测量方法常析
海太克HS—1100WP数字舵机
超音速舵机保护器
Lon Duo Deck多功能播放器
菜鸟看模型
舵机的应用
磁感应强度的多维理解