《智能机器人与传感器》教案课程单元设计06 - 接近觉（人体红外传感器HC-SR501）

PAGEPAGE2《传感器技术与应用》一、教案头本次课标题：超越人类触觉–人体红外传感器HC-SR501授课班级16电子信息3-1上课时间课时：2上课地点知行楼5-413教学目标能力（技能）目标知识目标1、能使用HC-SR501模块2、学会连接模块与树莓派3、学会Python对树莓派GPIO口的操作函数库的使用4、学会编写代码，获得是否有红外源的Python程序5、学会检验结果的正确性1、熟练掌握人体红外的工作原理（>30CM）；2、熟练掌握HC-SR501模块的使用方法，例如可调电位器的作用2、熟练掌握HC-SR501模块与树莓派的连接3、熟练掌握GPIO口的python代码控制方法4、熟练掌握编写传感器代码5、掌握使用测试结果的方法能力训练任务及案例任务1：连接HC-SR501模块至树莓派相应的gpio口任务2：编写Python程序，获得Pin40GPIO的输入电平任务3：检测结果的可靠性，可以结合调整可调电阻，使结果更加符合应用需要。参考资料【1】郭彤颖，张辉，《机器人传感器及其信息融合技术》，化学工业出版社，ISBN：9787122283658，2017年1月【2】IrvKalb,《LearntoProgramwithPython》，ISBN:9787040422658，APress，2015年9月【3】RyanHeitz，《Hello，RaspberryPi》,ISBN:9781617292453,Manning,2016【4】TeroKarvinen,etc.,《Make:Sensors》,ISBN:9781449368104，O'Reilly，2016【5】KimmoKarvinenandTeroKarvinen,《GettingStartedwithSensors》,ISBN：9781449367084，MakerMedia,Inc.,2014【6】树莓派官网：/二、教学设计步骤教学内容教学方法教学手段学生活动时间分配告知（教学内容、目的）1、讲解人体红外工作原理；2、讲解传感器HC-SR501模块树莓派的连接方法3、介绍Python操作树莓派GPIO库的使用importRPi.GPIOasGPIO4、讲解编写传感器代码5、讲解测试结果的方法教师主讲及实物演示多媒体听讲解5分钟引入（任务项目）第一个传感器的介绍就是超越人类感觉范围的红外传感器，其原因是此传感器输出二进制数据：0或1。从接收此结果来说是最简单的。教师主讲多媒体听讲解5钟操练（掌握初步或基本能力）1、连接传感器HC-SR501模块与树莓派2、使用RPi.GPIO库来设置树莓派gpio口的输入输出属性3、编写程序获得结果4、检验结果的正确性师生互动讨论小组讨论30分钟深化（加深对基本能力的体会）通常二进制结果是以中断方式告诉树莓派系统，从而提高效率，而不是轮询方式。教师主讲上机指导实际操作演示指导+实操5分钟归纳(知识和能力)传感器最简单的输出量就是二进制数据。此类传感器是模块内部有了阈值裁决电路，将模拟量判决成高低电平。师生互动小组讨论讨论小组讨论5分钟训练巩固拓展检验使用轮询的方式，得到开关量后控制LED灯发光。师生互动实际操作演示指导+实操20分钟总结人体红外传感器给机器人一个超越人类的功能：如蛇等，能感知具有主动发出红外线的物体的能力。此结果有利于后期传感器数据融合，例如知道前方有一个嫌疑“人”