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让你的创意改变未来--神奇的Arduino

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发表于 2022-9-10 17:58:20 | 显示全部楼层 |阅读模式

让你的创意改变未来--神奇的Arduino
       Arduino 是一种开源可编程电路板,可以集成到各种简单和复杂的创客空间项目中。该板包含一个微控制器 ,可以对其进行编程以感知和控制物理世界中的对象,通过响应传感器和输入,Arduino 能够与大量输出进行交互,例如 LED、电机和显示器。由于其灵活性和低成本,Arduino已成为希望创建交互式硬件项目的创客和创客空间的热门选择。
       我们可以把Arduino想像成一台电脑这台电脑有主机,负责数据处理运算和协调各个设备。有接收操作的输入设备,如按钮、传感器等,有展示或执行命令的的输出设备,比如LED灯、喇叭、电机、机器人、3D打印机、穿戴设备等等。这些元件组合在一起,就变成了一个微型的智能硬件系统,我们就可以自己制作智能硬件。
       Arduino可以很方便地对机器人进行控制,它通过各种各样的传感器来感知环境,通过控制灯光、马达和其他的装置来反馈、影响环境。板子上的微控制器可以通过Arduino的类C编程语言来编写程序,编译成二进制文件,烧录进微控制器。Arduino拥有比任何一个单片机还大的函数库,并且几乎对每款控制器都能兼容。这些便捷灵活的交互体验拉近了程序员和硬件之间的距离,使用起来变得特别方便。
       你家的数字电视、电冰箱、洗衣机、微波炉、空调、空气净化器等,都是单片机控制的,这些活Arduino都能干。以前单片机开发需要学很多硬件知识,端口的操控比较繁琐,用Arduino做开发平台,实现起来就简单,即使小学生也能通过学习设计开发出自己的电子创意产品。
以下是创客网友们生活中创作的实用案例:
01.【制作一个声光驱动狗】
目的:不让狗进厨房
搭配硬件:Arduino、红外传感器、蜂鸣器、三色发光二极管
功能:红外检测到狗走进厨房,三色光闪烁并发出警笛声音,狗离开30秒后停止声光报警
2.【盲人声音距离提示器】
目的:给盲人用的小装置
搭配硬件:Arduino、超声波传感器、蜂鸣器
功能:以声音频率和间隔提示距前方物体的距离
3.【任意音乐播放模块】
目的:给喜欢音乐的小朋友提高动手能力
搭配硬件:Arduino、MP3模块、发声模块、触摸键盘
功能:可以根据简谱弹奏喜欢的音乐,同时读取MP3模块存储的音乐和110、120、119特别音!
分享中小学创客实验室以Arduino为基础创作的精彩案例:
(1)利用Arduino制作    班级人工智能抢答机器
(2)利用Arduino制作   校园人工智能火灾报警器
中小学生学习Arduino的好处?
1. 强化中小学生的逻辑思考力
写程序最重要的就是如何把大问题不断分割成小问题的过程,其中,中小学生必须去思考如何把代码合理的安排在整个程序中,才能让程序流畅的处理输入、演算、直到输出,这对中小学生对事物的逻辑分析能力会有极大的提升。
2. 培养中小学生专注细心
排查错误,是每个写程序的人必经的事,不论大人小孩都没有例外。有时候只要有1个代码有错,就会造成程序大乱,更别说还有逻辑上分析问题时却忽略掉某种状况的陷阱。排查错误,能有效改正中小学生马虎行事的毛病,避免当个差不多先生。
3. 提高中小学生的耐性
当父母的一定遇到过这种情况,带小孩去吃饭,小孩怎么也坐不住,就是要跑来跑去到处吵闹玩耍。此时,有的人会拿出手机当做游戏机,小孩的注意力就瞬间被拉了回来,开始安静坐在位置上玩。我们的课程,就是运用这种特性,让孩子在游戏中学习,但这一次他们不只会玩到游戏,还会懂得一个游戏是怎么被设计出来的。
4. 增加中小学生抽象思考能力
   学写编程就是学习怎么跟电脑沟通,孩子在学习的过程中,更需要一种把抽象化为具体的能力,好让不懂得思考的电脑,也能了解与表达抽象的事物。
5. 帮助中小学生整理信息,吸收融合能力
写程序说穿了,就是一堆电脑指令的排列组合。好比小学的时候我们查字典学汉字、学成语,之后学习如何利用习得的汉字、成语组成句子,进而撰写文章一样。程式中的基本指令就是汉字,写成可重复利用的功能或模块,就像是成语,然而最终要完成一个有头有尾的程式时,则必须融会贯通,学以致用,确保程序在执行中不会出现矛盾的情形导致无法完成现实任务。
6. 提升国际性的沟通能力、竞争力
显而易见,现在哪一门行业不用电脑?哪一个行业可以完全不需要接触电脑?如同先前提过的,电脑语言,已然成为一个重要的沟通工具,不但是跟电脑沟通,还有跟所有运用电脑的人沟通。小孩在幼时接触的环境,往往跟以后的发展有极大的关联性,如果不想跟世界脱轨,尽早让他了解所谓的编写程序,或是了解编程是怎么一回事将会是他们面对国际竞争时有力的武器。
7. 学习团队合作,学会共同学习
在适当的教学课程设计之下,学写程式就像玩游戏破关一样,同学彼此讨论「破关攻略」,你不会?我教你;我卡关,你帮忙。同时在互动之中增进情谊,也学到如何用团队力量解决问题。比起老师在台上单方向的讲课,同学之间的研究,将让学习效率大大提高。
8. 训练空间思考能力
   编程控制程序的过程是训练逻辑思考能力一个很棒的方法。
      通过以上我们介绍是否对Arduino刮目相看,在创造机器人或人工智能作品中,Arduino的江湖地位还是很高的,虽然有新的开源硬件不断产出,但是Arduino的一席之地还是无法忽略掉的。
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