第5课 巡线小车一

第5课巡线小车一

一、教材与学生情况分析

本节课是《Arduino创意机器人》第三章《智能小车》的第五节课。在前面的学习中，学生通过给小车装上触角，掌握了小车避障与防跌落的知识。这一节课，尝试给小车装上眼睛，使得小车可以沿着简单的线路前进。本节课主要用到巡线传感器，重点在于巡线过程的分析。

二、教学目标

1.掌握巡线传感器的使用方法。

2.利用两个巡线传感器，制作简单巡线的小车。

3.在巡线小车的测试中，找到学习Arduino机器人的乐趣。

三、教学重难点

教学重点：使用两个巡线传感器进行简单巡线

教学难点：小车巡线过程的分析

四、教学流程

1．抛出疑问，引入新课

教师：还记得小车走直线“走不直”的问题吗？如果你阅读了视野拓展，一定知道小车需要一双眼睛来看路。看到教室地面上的那条直线了吗？你可以想办法让小车一直走在这条黑色的直线上吗？前面使用的避障和防跌落可以完成这个功能吗？

出示课题《巡线小车一》。

分析：地板是白色，线是黑色的。小车要看到这条直线，需要装上能分辨黑白的“眼睛”——巡线传感器。

2．教学新课

（1）介绍新知识：巡线传感器

巡线传感器以稳定的TTL输出信号帮助机器人进行白线或者黑线的跟踪（可以检测白背景中的黑线，也可以检测黑背景的白线），黑色低电平，白色高电平。

（2）小车沿黑线直走分析

提问：拿出工具盒里面的巡线传感器，思考，该传感器应该安装在哪里才可以看到地面上的黑线，如果小车要跨着黑线走的话，两个传感器之间的距离怎么确定？

总结：巡线传感器一左一右安装在小车底盘上，因为小车是跨线走，所以两个传感器之间的距离大于黑线宽度。

观察下图，提问：

1）小车沿黑线直走，此时左右两个巡线传感器检测到黑线吗？

2）小车向右偏时，左右两个巡线传感器输出电平分别是什么？小车应该怎么运动以继续走直线？

3）小车向左偏时，左右两个巡线传感器输出电平分别是什么？小车应该怎么运动以继续走直线？

（3）基础任务：小车沿黑线直走

1）任务描述

使用两个巡线传感器，让小车沿着黑线直走。

2）搭建硬件

将巡线传感器一左一右安装在小车上，注意将传感器感应区朝向下。这里，我们分别接在了数字针脚2、3。

3）编写程序

在转弯的时候，左右电机的数值差并不大，这是因为小车走直线时，左右偏差不会很大，所以不需要大转弯。

（4）小车沿黑线走“S”型分析

观察“S”形图，小组讨论，回答问题：

1）“S”形图中，小车需要左拐吗？右拐呢？

2）左右两个巡线传感器M1、M2都没有检测到黑线，此时小车是什么状态，应该怎么样运动？

3）左边巡线传感器检测到黑线，右传感没有检测到黑线，小车应该如何运动？

4）左边巡线传感器没有检测到黑线，右传感器检测到黑线，小车应该如何运动？

（5）提高任务：小车沿黑线走“S”形

1）任务描述

使用左右两个巡线传感器，让小车沿着黑线走“S”形。

2）搭建硬件

同基础任务。

3）编写程序

注意：走“S”型时小车如果要转弯，应该转大弯，也就是说左右电机数值差要大。3. 拓展提升

比一比：拿出你的小车与其他同学的小车赛跑吧，看谁既能成功沿黑线前进，又能先到达终点。

评价表格如下：

左电机数值右电机数值走直线时间走S型时间是否一直沿着黑线运动A组

B组

C组

C组

D组...

测试：按照上面给出的程序，我们的小车可以走8字吗？

阅读：了解视野拓展里面灰度传感器的内容，感兴趣的同学可以使用灰度传感器进行尝试。

4．课堂总结

通过这节课的学习，我们给小车装上了眼睛，使用巡线传感器完成了小车沿黑线走圆圈以及走“S”型。在这个过程中，提高了逻辑思维能力，动手调试测试能力。

5．布置作业

1) 如果你身边有灰度传感器的话（也可以询问老师），你会使用它让小车寻黑线前进吗？

2) 探究思考里面的”8”字应该怎么使用巡线传感器走成功呢？要怎么解决呢，你想到好的办法了吗？把你的想法写下来吧。