机器人等级考试-第04课:呼吸灯
全国青少年机器人技术等级考试PPT第4节

秋千
能量转化
秋千中涉及到的能量转化是动能和势能之间的转化。动能是物体在运动时具 有的能。势能包括重力势能和弹性势能。重力势能是物体由于被举高而产生的能 量。弹性势能是物体由于弹性形变而产生的能量。机械能是动能和势能的总和, 两者之间的转化关系:当物体下落时,高度减小,那么它的重力势能就越来越小, 但是物体的速度会越来越快,动能也就越来越大,重力势能减小的部分都转化成 了动能,机械能是不变的。
最高点:势能最大,动能最小
最低点:势能最小,动能最大
能量不会凭空消失,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其它形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和 转移的过程中,能量的总和保持不变,我们称为能量守恒。
秋千
单摆
单摆是一种物理模型,由摆线和摆球组成。秋千 是一个近似单摆的运动,单摆运动的周期和摆动的幅 度以及小朋友的重量无关,只与单摆 的摆长(秋千绳 索的长度)有关。摆长越大,周期越大。
二、跷跷板
搭建跷跷板 第一步
第二步
第三步
跷跷板底座
跷板制作
跷跷板成品
跷跷板 知识点
杠杆原理 杠杆应用
杠杆结构
杆 支点
能绕一个固定点转动的杆,叫杠杆。
杠杆原理
物体1到支点的距离 物 手体 到2支到点支的点距的离距离
1
2
天平
等臂杠杆:手到支点的距离等于物体1到支点的距离。既不省力也不费力。
杠杆原理
省力杠杆:手到支点的距离大于物体1到支点的距离。省力。
青少年机器人等级考试电子电路基础(三级)

趣
工作在击穿状态的)
.
自
信
中级课程
二极管的应用
源 于 1、发光二极管 生 活 . 臻 至 想 象
2、整流二极管 3、开关二极管 4、检波二极管 5、限幅二极管 6、稳压二极管
七、实操:连接较为简单串、并联电路
一: 可根据电路图连接实际电路
二: 能够根据实物电路画出电路图
中级课程
眼 界
. 创 新
. 兴 趣
界Hale Waihona Puke 电压用符号“U”来表示。.
2. 单位 电压的基本单位为伏特,简称伏,符号为V,
创
1kV=1000V ;1V=1000mV; 1mV=1000μV。
新
3. 常见电压
. 兴
一节干电池电压为1.5V;纽扣电池电压为3V
趣
成年人安全电压 为 36V以下;
中国家庭电路的电压为220V; 高压电线电压为10000—50000V; 地铁运行网络电压1500V;高铁运行网络电压2.5WV
3. 常见电阻
人的双手间(干燥) 1000-5000Ω; 人的双手间(潮湿) 200-800Ω; 照明灯泡(工作时) 100-2000Ω; 实验用小灯泡 5-50Ω; 实验用的导线(每根) 0.01-0.1Ω。
常见电阻器(元器件) 电阻定值电阻
碳膜电阻
中级课程
眼
界
可变电阻
. 创
新
. 兴
趣
. 自
旋钮电位器
源
于
生
活
. 臻
至
想
实物图 过于麻烦,不清楚
象
电路符号
电路图
中级课程
眼
• 电路的三种状态
界
1. 处处连通的电路叫通路也叫闭合电路,此时有电流通过;
12机器人技术等级考试三级课程第十二课 呼吸灯

串口监视器的使用
• Arduino与其它设备进行通信的接口,我 们需要很好的掌握它的使用。
串口监视器的使用
上传到单片机之后,在串口监视器查看数据。
串口查看光敏电阻输出电压变化
光敏电阻光线越强,阻值越小;光线越弱,阻值越大。
led灯模块
• LED模块是由LED灯和相应的限流电阻电路 组成,避免了使用时的繁琐电路搭设。
• 模块有三个引脚:GND、VCC、DI
• 引脚连接方式:
GND--UNO板的GND VCc--UNO板的VCC DI(数字输入)--UNO板的数字信号输出引
脚
呼吸灯就是亮度不断渐变,由暗到亮,再由亮到暗。
பைடு நூலகம் 呼吸灯任务
任务描述: 1、电位器模块控制灯光亮度 2、电位器控制呼吸灯呼吸速度
电位器调节led灯亮度
通过改变占空比输出不同的等效电压,从而调节LED的亮度
analogWrite(pin,value); pin:模拟输出引脚,Uno 主控板3/5/6/9/10/11引脚 value:范围0~255,当模拟值为255时指定引脚完全打开,输 出5V电压;当模拟值为0时指定引脚叫完全关闭。
模拟口
• 模拟口对应引脚为:A0~A5 • 单片机所能读取的模拟电压为最高5V时,
温馨提醒:课后多回顾上课课程,翻看上课做的笔记
读取数值对应为1023。 • 模拟口是负责将模拟量变成数字量
analogRead(引脚标号)
analogRead(pin) pin:模拟读取引脚,A0~A5引脚 analogRead函数用于读取引脚的模拟量电压值, 每读一次需要花100us的时间。参数pin表示所要获取 模拟量电压值的引脚,该函数返回值为int型,表示引 脚的模拟量电压值,范围在0~1023。
Arduino创意机器人18课时 1.5 呼吸灯

模拟变量
模拟变量的值用于改变LED的亮度。为此变量
应该要发生变化,我们可以通过加减法来改变变
量的值。
课堂总结
1.理解了PWM。
2.掌握了模拟口的输出与当循环。
3.能够编写程序实现呼吸灯。
布置作业
1.完成按钮控制呼吸灯效果。
2.了解达文西之灯并实现。
1.5 呼吸灯
闪烁LED
呼吸灯
灯光在微电脑控制之下完成由亮到暗的逐渐变化,感觉像是 在呼吸。
实例:手机如果有未处理的短信或者电话,呼吸灯就会由暗 到亮的变化,像呼吸一样那么有节奏,起到一个通知提醒的作用。
பைடு நூலகம்WM
LED模块要接数字口,数字口的输出是高低电平,也就是灯亮或
灭,那么如何来控制LED的亮度呢?
PWM——脉冲宽度调制,是利用微处理器的数字输出来对模拟 电路进行控制的一种非常有效的技术,可以将数字信号转换成模拟 信号。PWM值范围为0~255。
Arduino与PWM
Arduino控制器上面有6个针脚支持PWM:3,5,6,9,
10,11。
提示:不同的板卡支持PWM的针脚号可能不同; LED必须是可以调节亮度的。
模拟口的输出
如何控制灯光亮度呢?这时我们需要用 到:
3,5,6,9,10,11 0~255
基础任务——初步控制LED亮度
设置不同的值,控制LED的亮度。
循环
当循环
当条件成立即为真(1)的时候,执 行循环体内的语句,且循环体会重复执 行;当条件不成立即为假(0)时,跳 出循环,结束循环。当条件始终成立, 则会进入死循环,循环会一直执行下去。
答案解析机器人等级考试三级理论真题

全国青少年机器人技术等级考试〔2021年12月8日〕附答案+详细解析、单项选择题〔共30题,每题2分,共60分〕1.正常情况下,程序中,当引脚4输入的电压为2.5V时,串口监视器的返回值是?A. 0B. 1C. 512D. 不确定参考答案:D解析:数字电路高电平的范围是: 3.5〜5.5V,数值为1;低电平电压范围是:-0.5〜1.5V,数值为0,题中输入的2.5不在这两个范围内,应选D。
2. 程序中的低电平一般用〔〕来表示。
A. 0B. 1C. 0 或1D. 2参考答案:A解析:据上一题解析,选A o3. 运行以下图程序,串口监视器窗口输出数值为?A. 2B. 3C. 6D. 18参考答案:C解析:符号“ %是取余数,i=3 , j=6 , 6除以3取余数为0,条件为0,不成立, 所以打印输出变量j,输出数值为6,应选C。
4. 当光照射光敏电阻时,光敏电阻的阻值?A. 变大B. 变小C. 不变D. 没有规律参考答案:B解析:光敏电阻根据光照强度改变其电阻,光线越强电阻越小,反之越大5. 两节普通干电池并联后的电压为?A. 1.5VB. 3VC. 6VD. 36V参考答案:A解析:并联电路各支路电压相同,输出电压不变,仍为 1.5V。
6. Arduino UN□或Nano主控板,通过电位器旋转控制LED的亮度,程序运行下列表达正确的选项是?A. 电位器连接在3引脚,LED灯连接在A0引脚。
B. 电位器从一端旋转至另外一端时,LED灯的状态从最亮渐变到熄灭一次C. 电位器从一端旋转至另外一端时,LED灯的状态从最亮渐变到熄灭四次D. 电位器从一端旋转至另外一端时,LED灯的状态只有亮灭两种状态。
参考答案:C解析:电位器输入数值范围为:0-1023,模拟输出数值为:0-255〔0为熄灭,255 最亮〕,从256开始相当于又从0开始到255变化,1023/255=4,所以选C。
7. 以下模块中,属于逻辑运算符的是?B.D.参考答案:C解析:C为逻辑与运算。
2019年9月全国机器人等级考试四级(有答案)

2019年9月全国机器人等级考试四级(有答案)一、单选题(共20题,共80分)1.关于NPN型三极管,说法错误的是(B)。
A三级管是一种电流控制半导体器件B它的三根接脚分别是基极,接收极,发射极C它的发射极要接地D它的导通要在基极加一个正的电压2.下图程序中,串口监视器输出的值可能是(C)。
A 0.B 2.7.C 2.D 33.在机器人制作中,“超声波传感器-Arduino控制板-马达”可以对应人体的B)部位。
A大脑-腿-眼睛B眼睛-大脑-腿C大脑-眼睛-腿D眼睛-腿-大脑4.以下四个符号中属于赋值运算符的是(C)。
A ++。
B ==。
C =。
D!5.关于“数字信号”和“模拟信号”的概念错误的是(C)。
A模仿旌旗灯号是在时间和数值上均具有连续性的旌旗灯号B数字信号是在时间和数值上均具有离散性的信号C Arduino中1或这样的数值反应的是模拟信号D电位器、光敏电阻反馈的是模拟信号6.程序指令delay(1000);的意思是(B)。
A延时1000微秒B延时1000毫秒C延时1000秒D延时1000周期7.电路搭建如下,当光映照光敏电阻时,随着光照强度的增加,analogRead(A0)的返回值会(A)变化。
A随着光照强度增加而减少B随着光照强度增加而增加C不随光的变化而变化D随光的变化做无规则变化8.如图所示,有一盏红色LED小灯,已知它的工作电压为1.7V,工作电流是30mA。
我们想用Arduino点亮该LED小灯,相干Arduino代码如下则实际上,所串联的电阻合理的是(C)。
A 10ΩB 30ΩC 110ΩD 480Ω9.在Arduino的C语言编程中,0xFFE210表示的是(C)。
A一个变量B一个函数C一个16进制的数D一个2进制数10.电路搭建如图,当程序履行analogWrite(3,256)后,下列描述精确的选项是(A)。
A LED灯熄灭B LED灯点达到最亮C LED灯亮度不断变化D LED灯烧毁11.对程序指令描述精确的选项是(D)。
校考:实操题(三级20180915)按键呼吸灯

全国青少年机器人技术等级
考试编程实操试卷(三级)姓名:
搭建说明
主题:通过两个按键来控制LED灯的亮度变化。
器件:2个按键模块(以下简称按键_A、按键_B)、1个LED模块、数据线等其它器件若干。
(如不采用模块,也可以采用相应的分立原件,如LED灯、电阻、按键、杜邦线等)
要求:
1、仅当按键_A按下时,LED灯闪烁,闪烁时间自行确定;
2、仅当按键_B按下时,LED灯为呼吸灯状态,呼吸灯亮度变化的频率自行确定。
3、当按键_A和按键_B没有按下时,LED灯常亮。
4、其它未规定动作,可自行确定。
说明:
呼吸灯是指LED的亮度有熄灭慢慢变化到最亮,然后由最亮变化到熄灭,依此循环。
请在下列虚线框中画出本作品的程序流程图。
全国青少年机器人技术等级考试四级课件第四课04逻辑关系

达式)。操作数将隐式转换为类型
bool。如果已转换的操作数是 false,
则结果是 true;如果已转换的操作数
是 true,则结果是 false。结果为
bool 类型。
玩科技 学知识
使用流程图来分析多层逻辑关系的方法,举一个难度适中的例子:
当是男生时,且体重大于等于65时,则在 身高与成绩中取最高者,否则取最低者; 当是女生时,身高大于等于170时,则身 高与成绩中取最高者,否则取最低者。
现在我们并不清楚他们之间的确定关系,即谁和 谁是一家的。我们只有如下线索:
①、王五不是香云的丈夫,也不是芳芳的父亲; ②、素云不是李四的妻子,也不是莉莉的母亲; ③、如果莉莉的父亲是李四或王五,那么,香云 就是莎莎的母亲; ④、如果香云是张三或李四的妻子,那么,彩云 就不是莉莉的母亲。 根据这些线索,请您分出每一家的成员,即每一 家的父亲、母亲和女儿都是谁。
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语文中逻辑
事物的内部联系包括因果关系、层递关系、主次关系、总分关系、并列关系等;
逻 辑 概 念 包 括 6 种: 从因到果、从主到次、从整体到部分、 从概括到具体、从现象到本质、从具体到一般。
儿子:爸爸,这个世界上真的有鬼吗? 爸爸:没有啊,儿子,怎么了? 儿子:咱们家保姆说这世界上有鬼。 爸爸:儿子快收拾东西。 儿子:怎么了,爸爸? 爸爸:我没有请保姆。 儿子准备收拾东西回到房间看到保姆,大惊。 保姆问:怎么了? 儿子说:我爸说没请保姆,你到底是什么! 保姆出神:你爸爸已经死了4年了。 儿子楞住了,不知不觉倒在了地上,撞倒了旁边的桌子,花瓶从桌子摔下来,粉碎。 屋外经过的人:这屋子5年没人住了,怎么还有声音? 其中有一个是鬼,请问那是谁?1、爸爸 2、保姆 3、儿子 4、路人.
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07
可扩展任务
思考
通过旋钮开关实现呼吸灯的效果,能不能直接通过编程 实现呼吸灯的效果呢?
试一试
能不能做一个通过旋钮开关调节蜂鸣器声音的频率?
Mixly图形化模块:
analogWrite(9,item); 输入/输出模块中:模拟输出就是模拟信号的输出。 管脚:又叫引脚、针脚,英文叫Pin。
Mixly图形化模块:
Mixly图形化模块:
map(analogRead(A3), 0, 1023, 0, 255);
03 硬件连接
实物连接图
LED模块:
LED灯模块,可发出光亮,LED灯有很多种颜色,比如白色、黄色、 绿色、红色。
LED模块针脚介绍:
第一个口为:S
第二个口为:VCC
第三个口为:电源- GND
GND:指的是电线接地端Ground的简写。 代表地线或0线。
S: 表示输出信号,可能是高电平、低电 平,信号输出情况由主控板控制。
目录
背景介绍 模块介绍 硬件连接 代码实现 实现效果 知识点讲解 可扩展任务 总结与分享
01 背景介绍
什么是呼吸灯?
呼吸灯的灯泡的亮度可以由暗到亮再由亮到暗的逐渐变化,感觉 像是在呼吸一样。
呼吸与呼吸灯
呼吸灯应用场景:
鼠标呼吸灯
手机呼吸灯
用呼吸灯效果 描绘植物细节
本课任务: 制作一个属于自己的呼吸灯
}
void loop()
{
item = (map(analogRead(A3), 0, 1023, 0, 255))
//将旋钮开关的值得范围0~1023映射到0~255并赋值给item
analogWrite(9,item); //从D9端口输出,值为item }
05 实现效果
实物连接图
当旋转旋钮开关时,LED灯模块的亮度会发生改变; 旋钮开关往右旋转时,LED灯亮度变亮; 旋钮开关往左旋转时,LED灯亮度变暗。
02 模块介绍
旋钮开关模块:
旋钮开关模块,实际上是一个电位计,通过旋转旋钮 可以改变模拟输入的值。
旋钮开关模块针脚介绍:
左边第一个口为:信号针脚S 第二个口为:电源+VCC 第三个口为:电源-GND
GND:电线接地端Ground。代表地线或0线。 VCC:电路的供电电压,通常是5V。 信号针脚S: 输入信号,在0-5V范围内变化的电压值。
按照下图所示,连接各个部件
04 代码实现
Mixly程序图
通过模拟端口A3将旋钮开关的值映射到0~255,然后通过PWM 口D9,通过LED灯模块输出相应的值,达到呼吸灯的效果。
Arduino 代码:
long item;
//声明一个长整型
void setup()
{
item = 0;
//初始化为0
试一试
电位旋钮模块接入端口 A1 蜂鸣器模块接入端口 D9
08 总结与分享
这节课,我们学习了通过Fduino UNO主控板的 PWM模块实现对LED灯亮度的控制,了解了旋钮开关 模知识点讲解
映射?
map(analogRead(A3), 0, 1023, 0, 255)
形式:long map(long value, long fromStart, long fromEnd, long toStart, long toEnd)
参数:value为需要被重新映射的变量。 fromStart为变量当前范围的开始。 fromEnd为变量当前范围的结束。 toStart为重映射后变量的范围开始。 toEnd为重映射后变量的范围结束。
将一个在某个区间变化的变量,按照比例重新映射到另 外一个区间中,它在映射前后的函数关系为:
PWM基础知识扩展:
➢ Arduino使用analogWrite(int value) 输出PWM信号,其中的value取值范 围是0-255,效果如右图所示。
➢ Arduino主控板只有有限个GPIO管 脚支持PWM。