亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        從調(diào)光臺燈到角度傳感器的標(biāo)定

        2020-10-30 02:03:56吳俊杰項華
        中國信息技術(shù)教育 2020年19期
        關(guān)鍵詞:旋鈕量角器調(diào)光

        吳俊杰 項華

        在信息技術(shù)實驗中,我們將有兩種狀態(tài)的量成為數(shù)字量(二值量),如LED在數(shù)字輸出狀態(tài)下,只有0和1、低和高兩種狀態(tài);按鈕在數(shù)字輸入狀態(tài)下也是只有0和1、按下和抬起兩個狀態(tài)。但是如果用蠟燭和LED比較,我們會發(fā)現(xiàn)蠟燭的火焰忽明忽暗,這意味著存在滅到最亮間的很多狀態(tài),其實計算機也可以“模擬”自然界中的這種有多個狀態(tài)的情形,我們稱為模擬量(多值量)。調(diào)光臺燈就是一個用旋鈕作為模擬輸入控制模擬輸出的LED燈的亮度的典型案例。旋鈕是常見的模擬量傳感器,一般來講,其變化范圍跟主控芯片的位數(shù)有關(guān),arduino是0~1023,掌控板是0~4095,本案例從調(diào)光臺燈出發(fā)到完成一個量角器的標(biāo)定,體現(xiàn)了一個從創(chuàng)客造物到科學(xué)探究的完整的數(shù)字科學(xué)的研究過程。

        ● 創(chuàng)客造物

        調(diào)光臺燈在生活中很常見,用一個旋鈕可以控制上面燈泡的亮度,這樣做一方面節(jié)約電能,另一方面可以將閱讀光線控制在合適的范圍,有助于保護視力。目前這種調(diào)光臺燈也在不斷地智能化。在A-STEM創(chuàng)客課程中,我們常將創(chuàng)客造物和科學(xué)探究結(jié)合起來,有時造物作為科學(xué)探究的情境,有時探究作為造物的基礎(chǔ),本案例就是一個從創(chuàng)客造物到科學(xué)探究的典型案例。

        本案例使用makerbrush來設(shè)計外觀,套件提供了一組Laserblock開源積木,同樣我們也可以用它們來搭建比較結(jié)實耐用的結(jié)構(gòu),這里需要搭建一個直角結(jié)構(gòu)和一個90度轉(zhuǎn)角的結(jié)構(gòu),此外還涉及如何用短梁生成長梁的技巧(如圖1)。

        將端口P0外接一個旋鈕,通過掌控板顯示出P0的數(shù)值,發(fā)現(xiàn)P0的變化范圍是0~4095,有4096個狀態(tài),相當(dāng)于2的12次方(如下頁圖2)。

        實驗發(fā)現(xiàn),模擬輸出的范圍是0~1023,有1024種狀態(tài),是模擬輸入狀態(tài)的四分之一,這說明要把P0的范圍換算為P8號引腳的范圍,需要將P0數(shù)值除以4,為了保證不超出范圍,使用了向下舍入(向下取整)的換算技巧(如下頁圖3)。

        調(diào)試完程序,完成結(jié)構(gòu)件搭建(如下頁圖4),創(chuàng)客作品就初步完成了,從信息系統(tǒng)的角度來看,旋鈕起到了信息輸入的作用,LED燈起到了信息輸出的作用。

        2.旋鈕的標(biāo)定實驗

        在使用旋鈕的過程中,我們發(fā)現(xiàn)旋鈕的輸入的模擬值會伴隨旋轉(zhuǎn)角度的變化而變化,而且當(dāng)角度一定的時候,旋鈕的輸入模擬值也會不變,這說明角度和模擬值之間存在一個“穩(wěn)定的對應(yīng)關(guān)系”,因而可以設(shè)計一個旋鈕的標(biāo)定實驗,給定一個角度,記錄其模擬量輸入值。

        實驗裝置是一個半圓形的量角器,在圓心處放置一個旋鈕,旋鈕的旋動部分和圓心重合。旋鈕上部固定一個指針,將旋動角度和旋鈕數(shù)值之間的關(guān)鍵固定下來,指針設(shè)計得比較長,尖端部分也比較尖(如圖5),其目的是在控制旋轉(zhuǎn)角度的時候更加精確。

        制作完成的標(biāo)定實驗裝置如圖6所示,在讀取數(shù)據(jù)的過程中應(yīng)注意旋鈕在物理特性上屬于電阻型旋轉(zhuǎn)電位器,這種器件在順時針旋轉(zhuǎn)和逆時針旋轉(zhuǎn)的時候,在同一個位置的時候由于劃片內(nèi)部的張力,可能引起輸入電阻不同,因此在標(biāo)定實驗中,要保證向一個方向撥動指針,并且盡量不要來回撥動。如果撥動過了一個刻度,就要重新回到零點再向這個數(shù)值撥動,撥動的方向保持一致,此外在讀數(shù)上,應(yīng)保證視線看向指針末端與量角器所在平面垂直,這樣能夠避免視線偏移可能帶來的誤差。

        在實驗過程當(dāng)中量角器的每一個角度數(shù)值,記錄一個P0的數(shù)值(如圖7),并且通過繪制圖像,讓計算機自動找到P0和角度之間的換算關(guān)系(如圖8),可以看出,在角度數(shù)值為50~180度之間的時候,函數(shù)的線性關(guān)系比較好,在0~50度之間,出現(xiàn)了比較大的偏移直線的現(xiàn)象,這是電位器碳粉圖層的厚度不夠均勻?qū)е碌?。至此,旋鈕的標(biāo)定實驗完成。

        2.實驗應(yīng)用

        應(yīng)用角度和P0之間的換算關(guān)系,可以完成下面的程序制作一個數(shù)字量角器,自動地顯示出指針和初始位置之間的夾角,在掌控板的第一行顯示P0端口旋鈕的模擬輸入數(shù)值,第二行顯示出角度(如圖9)。

        由于旋鈕傳感器的線性特性并不是非常理想,因此該量角器還需要進行一些改進,可以使用分段函數(shù)來替代線性函數(shù),通過查表的方式確定P0端口模擬量數(shù)值和量角器角度的關(guān)系。當(dāng)然,也可以更新電位器,選用線性特性更好的旋轉(zhuǎn)電位器來完成實驗。

        角度傳感器是一種常用的而且比較重要的傳感器類型,一般來講創(chuàng)客項目當(dāng)中常常用它來控制舵機的角度或者調(diào)整LED的亮度,有時候也會用來控制條件判斷的閾值。本案例使用科學(xué)探究常用的數(shù)碼探科學(xué)的方式來進行從創(chuàng)客造物到科學(xué)探究的一個自然的銜接,體現(xiàn)了一種科創(chuàng)融合的教學(xué)理念,值得一線教師和創(chuàng)客課程研發(fā)者進一步地思考其在未來創(chuàng)客教育中的應(yīng)用前景。

        作者簡介:吳俊杰(1982—),男,黑龍江鶴崗人,北京師范大學(xué)物理學(xué)系2020級博士研究生;項華(1964—),男,安徽合肥人,北京師范大學(xué)物理學(xué)系教授,教育學(xué)博士,通訊作者。

        猜你喜歡
        旋鈕量角器調(diào)光
        基于LDC1314芯片的電感式旋鈕控制系統(tǒng)設(shè)計
        日用電器(2021年8期)2021-09-13 03:17:38
        家用燃氣灶具旋鈕溫升影響因素的研究
        日用電器(2021年7期)2021-08-17 02:49:28
        服務(wù)區(qū)LED照明調(diào)光算法探究
        殘缺的量角器
        量角器,工具“二合一”的最佳典范
        ——《角的度量》教學(xué)
        全海深A(yù)RV水下LED調(diào)光驅(qū)動電路設(shè)計
        淺談公路隧道照明調(diào)光方案比選
        基于單片機的大棚自動調(diào)光設(shè)計
        電子制作(2017年17期)2017-12-18 06:40:52
        量角器
        金鐘碳素三腳架PRO GEO V640/V630
        大眾攝影(2015年7期)2015-07-01 18:04:25
        日韩成人高清不卡av| 亚洲一区二区蜜桃视频| 亚洲日韩AV秘 无码一区二区| 激情内射亚州一区二区三区爱妻| 亚洲无线一二三四区手机| 国产av精选一区二区| 玖玖资源站无码专区| 久久伊人影院| 成人综合网站| 日本中文一区二区在线观看| 2021精品综合久久久久| 免费特级黄毛片| 成人免费看吃奶视频网站| 国产精品久久久久精品一区二区| 免费视频亚洲一区二区三区| 国产激情视频免费观看| 99精品久久这里只有精品| 成年女人色毛片| 日本一级二级三级不卡| 四虎成人精品国产永久免费| 久久精品国产亚洲av高清色欲| 丰满少妇高潮惨叫久久久一| 女女同恋一区二区在线观看 | 色婷婷综合久久久中文字幕| 亚州av高清不卡一区二区 | 少妇下面好爽好紧好湿一区二区| 一区二区三区视频免费观看在线| 亚洲桃色视频在线观看一区| 中文字幕色一区二区三区页不卡 | 熟女中文字幕一区二区三区| 日韩av中文字幕波多野九色| 成人国产一区二区三区精品不卡| 精品视频在线观看免费无码| 少妇高潮惨叫喷水在线观看| 91亚洲夫妻视频网站| 亚洲国产精品久久九色| 无码精品人妻一区二区三区影院| 色欲色香天天天综合网www| 中文字幕久久人妻av| 欧美精品AⅤ在线视频| 国产在视频线精品视频|