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【EV3基础 第六课】现代生活离不开的技术

乐高 少儿编程 2235浏览 0评论
ev3硬件基础01

 

本阶段课程适合2年级、3年级、4年级及以上刚开始接触EV3机器人的同学们。

如果你有器材,那么可以花1个小时陪伴孩子一起学习本课,帮助他理解。

如果你没有器材,那么可以花5分钟学完本课,一段时间后可以考虑为孩子添置一套EV3设备,从这里开始学习。

今天我们认识一下小E的最后两个关键“硬件”设备之一的陀螺仪传感器。它的功能是“定位”。同样这也是数据采集的设备——输入设备。 

这种设备在今天我们的生活,可以说,已经完全离不开它了。

【EV3基础 第六课】现代生活离不开的技术

我们可以这样理解机器人的各种辅助装置。简单说,就是为了满足不同的“数据采集、使用需求”所使用的能够达到不同功能要求的设备。

大体一共就是3种。

 

数据采集——输入设备

数据分析——主机(大脑)

数据使用——输出设备

 

通过这三种设备的配合工作,我们就可以达到一个个看似复杂或者简单的小目的。

1

认识陀螺仪传感器

说到陀螺仪传感器,从乔布斯发布了世界上第一款带陀螺仪的手机开始,其实我们现在天天都碰到。你的现在手机、pad等等里面都有这样一个小装置在工作。

 

它不但能帮助这些移动设备知道你是竖着拿还是横着拿,更可以帮助各种定位、导航软件,知道你在往哪个方向移动、甚至面对着东南西北哪个方向

 

【EV3基础 第六课】现代生活离不开的技术

 

原理我们不多说了,这个也是初中物理中力学的一个知识点,到时候大家就会具体知道。


但陀螺仪传感器里面真的有一个陀螺在转?

 

当然不可能!现在的技术都先进,精确度也很高。

EV3里面的陀螺仪传感器跟现在的手机一样,用的是微机电MEMS技术的应用,利用一个微小结构的持续震动和转动时产生的电压变化得出的数据。

 

这个估计除了老丁还真没几个人好好去了解过一下吧。不过这个其实不重要。

2

两种模式:测角度、测角速度

我们先要知道陀螺仪传感器的“使用场景”。

 

既然它的功能如我们所知,是让EV3知道自己的位置,那么也就是说。当没有光线、没有距离条件可以利用定位方向的时候,它就可以帮助到我们。

【EV3基础 第六课】现代生活离不开的技术

测角度、测角速度

这是完全不同的两种概念。

 

测角度——很好理解,当在任意位置,EV3不管通过哪种运动方式后,所转动的角度。这个角度以开始测量的位置为起点,随着移动位置的改变一直在变化。唯一不变的情况,就是一直直线运动。

 


角速度——比较难理解一些,这个也是初中时候的知识。我们这样来理解吧。当EV3本身是一个定点,它围绕中心旋转的时候,速度越快,角速度越快。

 

举个例子,一架某国的间谍飞机在天上飞,我们的防空炮台要把它打下来,那么炮台的转动速度就要跟得上这架飞机的飞行速度。

我们转动的速度就是角速度。

【EV3基础 第六课】现代生活离不开的技术

再举个跟我们生活相关,也跟生命安全相关的例子。

 

我们的飞机上,现在就有角速度传感器,也就是陀螺仪传感器。这种传感器非常敏感,当飞机下降的时候,由于速度变慢,容易被气流等等因素影响产生机翼的上下晃动。

 

陀螺仪在这种情况产生时,会很敏感的向副翼发出指令,这样飞机可以调节保持自己的飞行姿势,也就大大提高了飞机的安全性能。

 

3

使用陀螺仪传感器

如老丁一直说的一句话:不结合具体任务案例的时候,任何非系统的理论教学都是无意义的。

 

陀螺仪传感器作为一种对小学生有一定理解难度的“高级设备”,我们其实没办法不停地延伸理论知识去讲。最好的方法还是找实际应用的机会。

 

使用陀螺仪传感器的场景有很多,我们今天就先讲几个简单的。等以后有机会的时候,我们再把“复杂”的用法慢慢学会。

 

我们先来测试一下一个简单的小程序,就可以直接感受到它的功能了。


1、

让陀螺仪传感器旋转90度后,发出警报。

如下面这个视频(5秒)

很简单的一个程序,能不能自己尝试编出来呢?

点击放大下图,完成一下吧。

 【EV3基础 第六课】现代生活离不开的技术


 

2、

再试一下,让小车转弯45度后,继续前进一小段路程。

如下面这个视频(5秒)

 

还是参考一下吧。 【EV3基础 第六课】现代生活离不开的技术

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试一试

我们让小车园地旋转90度后,停止。

答案就是本文的第一张程序图片。

 

注意在做这样的任务时,尽量要把陀螺仪安装在EV3的旋转中心,也就是它的两个轮子之间的位置。说明书上的这种使用方式其实是错误的。

 

另外注意端口、及程序模式上的选择是否正确哦!

我们下周再见!

 

重点总结

了解陀螺仪传感器,及在生活中的应用场景。

这样可以在今后遇到使用场景时,更容易想到使用方法。

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