单光感巡线教学设计
光电传感器巡线原理
光电传感器巡线原理
《光电传感器巡线原理》
嘿，今天我来给大家讲讲光电传感器巡线原理，这可真是个有趣的玩意儿！
就说我有一次玩遥控小车吧，我特别想让小车沿着地上我画的那道线跑。
这时候光电传感器就派上用场啦！这光电传感器就像小车的小眼睛，它能“看”到地上的线。
你想想啊，它就那么小小的一个东西，却能这么神奇地分辨出线在哪里。
当小车跑起来的时候，光电传感器就开始工作啦。
它不断地检测着地面的情况，如果它“看到”自己在线上，那就继续往前跑，如果一不小心跑偏了，跑到线外面去了，它就会马上给小车发出信号，哎呀，就好像在说：“嘿，跑偏啦，快回来快回来！”然后小车就会调整方向，乖乖地回到线上继续跑。
就像我们人走路一样，如果走歪了，我们的眼睛看到了就会自动调整步伐。
光电传感器就是小车的“眼睛”，帮助小车准确地沿着线前进。
这光电传感器巡线原理其实也不复杂嘛，就是靠它的“小眼睛”来指引方向，是不是很有意思呀！以后我还要用光电传感器玩更多好玩的呢！哈哈！。
《第一单元第3课巡线机器人》作业设计方案-初中信息技术青岛版24第二册自编模拟
《巡线机器人》作业设计方案（第一课时）一、作业目标通过本次《巡线机器人》第一课时的作业设计，期望达到以下教学目标：1. 使学生掌握巡线机器人的基本概念和原理。
2. 培养学生利用Scratch编程软件设计巡线机器人的基本技能。
3. 提高学生的逻辑思维能力和创新能力，培养其对信息技术的兴趣。
二、作业内容本课时的作业内容主要包括巡线机器人的设计与制作。
具体内容如下：1. 设计阶段：学生需利用Scratch编程软件，设计一个能够沿黑线行进的巡线机器人。
要求机器人能够根据黑线进行自动转向，并能够记录行驶的轨迹。
2. 编程实现：学生需编写合适的程序代码，使机器人能够按照设计的轨迹进行巡线。
在编程过程中，需注意代码的逻辑性和可读性。
3. 作品完善：学生可自行添加音乐、动画等元素，使机器人更具趣味性和观赏性。
同时，要确保机器人的稳定性和可操作性。
三、作业要求为保证作业的完成质量和效果，提出以下具体要求：1. 设计思路清晰，程序逻辑严谨。
2. 作品需在规定时间内完成，并保证质量。
3. 作品需符合安全规范，不得使用危险材料或工具。
4. 作品需有明确的说明文档，包括设计思路、程序代码及运行效果等。
5. 鼓励学生在作品中加入创新元素，提高作品的趣味性和实用性。
四、作业评价作业评价将从以下几个方面进行：1. 设计思路的创意性和实用性。
2. 程序的逻辑性和可读性。
3. 作品的完成度和稳定性。
4. 作品的创新性和趣味性。
评价结果将分为优秀、良好、一般和需改进四个等级，作为学生信息技术课程学习成果的一部分。
五、作业反馈1. 教师将在课堂上对每位学生的作品进行点评，指出优点和不足，并给出改进建议。
2. 学生需根据教师的反馈，对作品进行修改和完善。
3. 鼓励学生在课后互相交流作品，分享经验和技巧，共同提高信息技术水平。
4. 教师将把学生的作业完成情况和评价结果记录在学生的学业档案中，作为学生学习过程和成果的重要参考。
通过以上就是《巡线机器人》第一课时作业设计方案的主要内容。
PID非常好的光感巡线思路
PID非常好的光感巡线思路在这篇文章里所有的代码都不是真正的程序代码，只是作者对编程的示意，或者说是用类似程序代码的方式对编程的内容进行解释。
作者希望读者能自行选择程序语言，自己完成PID控制器的编程。
PID控制器是一种常用的控制技术，常用于多种机械装置（如车辆、机器人、火箭）中。
用数学方式来描述PID 控制器是非常复杂的。
本文描述了如何在使用NXT-G编程的LEGO机器人上创建PID控制器。
文中将以实例来说明如何创建PID来完成机器人巡线任务。
PID创建完成后，经过简单的修改就可以应用到其他地方，如，让机器人跑直线，做两轮平衡机器人。
其实学过微积分的人很容易理解PID的典型描述，本文是写给那些对PID几乎没有任何概念的读者，比如参加FLL比赛的3~8年级的孩子们。
考虑到大家可能不了解微积分，因此我尽量不使用微积分，从非常低的起点开始建造整个概念。
先来看看一个适于巡线的机器人是什么样的结构。
看下图，这个机器人用两个马达驱动，分别与车轮A、C连接，前端装有垂直向下的光电传感器，红圈标出的部分就是光电传感器能“看到”的部分。
带箭头的大长方形表示机器人的其余部分，箭头指示机器人的运动方向。
巡线是机器人的基本技术，也是大家学习机器人时最先要做的。
能够巡线的自动装置具有机器人的全部特点：使用传感器收集周围环境的信息，并据此调整机器人的运动状态。
巡线机器人可以使用1个光电传感器、2个光电传感器、一打光电传感器或者装上你所有的光电传感器。
实际上，你使用的光电传感器越多，巡线的效果越好。
只使用1个光电传感器也可以让机器人精确的巡线（即使线条是有弧度的），但是机器人移动过快时容易“飞线”（“飞线”——指机器人脱离线条，不能继续沿着线移动）。
一般来说，使用的传感器越多，巡线的速度越快。
Ev3 第九节课 单光感巡线
03 基础车搭建
基础车搭建
基础车搭建
基础车搭建
基础车搭建
基础车搭建
基础车搭建
基础车搭建
基础车搭建
基础车搭建
基础车搭建
基础车搭建
基础车搭建
基础车搭建
基础车搭建
基础车搭建
基础车搭建
基础车搭建
基础车搭建
基础车搭建
基础车搭建
基础车搭建
基础车搭建
基础车搭建
基础车搭建
今天是我们学习EV3的第九节课 这节课运用EV3的颜色传感器 运用切换编程模块 让我们来搭建编程 完成今天的任务吧
本课任务
EV3的基础传感器基本都已经接触过 来，接下来我们要配合一些我们没 有学习过的逻辑模块进行学习。
今天EV3课程中，我们要 学习对于EV3学习中特别 重要的切换模块，可以使 我们的EV3的动作更加丰 富
切换模块
本节课我们会学习使用是切换 程序模块
切换模块
本节课我们会学习使用是切换 程序模块
切换模块
本节课我们会学习使用是切换 程序模块
编程
今天的程序效果是EV3基础车通过颜色传感器来进行巡线运动。
调试程序
循环模块
05 总 结
这节课我们学习了EV3切换 编程模块后，EV3拥有这个 程序块能够做些什么呐？
EV3 第9节 单光感巡线
01 复习
复习
上节课我们学习的是EV3 基础车通过触控传感器 来停止基础车的动作 （前进，播放音乐） 。
02 本课学习及任务
本课任务
本课任务是学习切换程序模块， 通过光学传感器，使基础车可 以巡着黑线前进。
前几节课我们学习了关于 EV3的一些转向知识， 如何EV3基础车转向， 操作中型马达动作， 什么是颜色传感器， 陀螺仪传感器的作用， 距离传感器， 触控传感器。
小学课后服务EV3乐高机器人一阶15双光感巡线
1.硬件资源：EV3乐高机器人套件、计算机、双光感传感器、巡线用场地。
2.软件资源：EV3编程软件、课堂演示PPT、教学视频。
3.课程平台：学校多媒体教学平台、教室网络环境。
4.信息化资源：数字化教学资源库、在线教学管理系统。
5.教学手段：讲授、演示、实践操作、小组合作、互动问答、评价反馈。
板书内容：
-双光感巡线原理
1.光感传感器工作原理
2.巡线算法介绍
- EV3编程操作
1.编程步骤
2.常见问题解析
-乐高机器人搭建技巧
1.结构设计
2.传感器布局
2.板书结构：清晰、条理分明，以大纲形式呈现，方便学生抓住重点。
3.板书特点：
-简洁明了：用关键词和简洁的语句概括知识点，避免冗余。
-突出重点：对双光感巡线原理、编程操作和搭建技巧等关键内容进行加粗或使用不同颜色标注。
同时，学生在学习过程中掌握了以下方法：
-案例分析方法：通过分析实际案例，了解双光感巡线在现实生活中的应用，提高问题解决能力。
-对比学习方法：通过比较单光感传感器与双光感传感器的优缺点，深入理解双光感巡线的技术特点。
-反思评价方法：在完成实验操作和小组讨论后，学生能够对自己的学习过程进行反思，找出不足之处，不断提高。
课后拓展
1.拓展内容：
-阅读材料：推荐学生阅读与双光感传感器相关的科普书籍或文章，了解传感器技术的发展历程、应用领域及未来发展趋势。
-视频资源：推荐学生观看乐高机器人双光感巡线操作演示视频，了解不同场景下双光感巡线的实际应用。
2.拓展要求：
-鼓励学生在课后利用学校图书馆、网络资源等途径，收集与双光感传感器相关的资料，加深对传感器知识的了解。
《第一单元 第3课 巡线机器人》作业设计方案-初中信息技术青岛版24第二册自编模拟
《巡线机器人》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本节课的作业旨在帮助学生进一步理解和掌握巡线机器人的基本操作，提高他们的编程能力和团队协作能力。
通过完成作业，学生将能够：1. 熟练掌握巡线机器人的基本操作和调试方法；2. 了解并能够解决巡线机器人运行过程中的常见问题；3. 学会如何进行团队合作，共同解决作业中的难题。
二、作业内容1. 学生需完成对巡线机器人的基础调试，确保机器人在指定路径上正常运行；2. 要求学生通过团队协作，共同设计一套巡线机器人的最优路径规划方案，并进行实际操作；3. 完成一份关于巡线机器人运行过程中的常见问题及解决方法的小报告。
三、作业要求1. 作业需按时完成，并在规定时间内提交；2. 作业内容应真实有效，不得抄袭或代写；3. 提交作业时应附带相关图片或视频以辅助说明；4. 遇到问题应及时向老师请教，寻求帮助。
四、作业评价1. 作业评价将根据学生的完成度、正确率以及团队协作表现进行综合评定；2. 评价标准包括：路径规划的合理性、机器人的运行稳定性、报告的完整性和清晰度等；3. 评价结果将作为学生平时成绩的一部分，以激励学生更加认真地对待作业。
五、作业反馈1. 学生应认真对待作业中的问题和错误，及时寻求老师和同学的帮助，以便更好地掌握知识和技能；2. 老师将及时对学生的作业进行反馈，指出存在的问题和改进建议，帮助学生更好地提高；3. 学生可以通过反馈渠道（如电子邮件、班级群等）与老师进行交流，共同探讨学习中的问题。
在《巡线机器人》课程中，作业是一个非常重要的环节，它不仅可以帮助学生巩固所学知识，提高技能水平，还可以促进师生之间的交流和互动。
因此，设计一份高质量的作业方案至关重要。
本节课的作业方案涵盖了作业目标、内容、要求、评价和反馈等方面，旨在为学生提供一个全面、系统的学习环境。
在作业内容部分，我们要求学生完成对巡线机器人的基础调试，确保机器人在指定路径上正常运行；同时，要求学生通过团队协作，共同设计一套巡线机器人的最优路径规划方案，并进行实际操作。
光世界巡行教案
光世界巡行教案教案标题：光世界巡行教案教案目标：1. 了解光的基本概念和特性；2. 探索光的传播和折射规律；3. 了解光的反射和色散现象；4. 培养学生的观察和实验设计能力。
教案步骤：引入活动：1. 向学生介绍光的重要性和应用领域，例如光的传播在通信中的作用，光的折射在眼镜制造中的应用等；2. 引导学生思考光是如何传播的，以及光的传播是否有规律。
实验活动1：光的传播目的：通过实验，观察光的传播规律。
步骤：1. 准备一束激光笔和一张白纸；2. 将激光笔对准白纸，观察光线的传播路径；3. 移动激光笔的位置，再次观察光线的传播路径；4. 让学生记录实验结果，并进行讨论。
实验活动2：光的折射目的：通过实验，观察光的折射现象。
步骤：1. 准备一个透明容器和一张白纸；2. 在容器中倒入适量的水，使水面平整；3. 将容器放在白纸上，让学生观察容器中的水面和纸上的图案；4. 缓慢倾斜容器，观察水面的变化；5. 让学生记录实验结果，并进行讨论。
实验活动3：光的反射目的：通过实验，观察光的反射现象。
步骤：1. 准备一面平整的镜子和一束激光笔；2. 将激光笔对准镜子，观察光线的反射路径；3. 移动激光笔的位置，再次观察光线的反射路径；4. 让学生记录实验结果，并进行讨论。
实验活动4：光的色散目的：通过实验，观察光的色散现象。
步骤：1. 准备一个三棱镜和一束白光；2. 将白光通过三棱镜，观察光线的色散现象；3. 让学生记录实验结果，并进行讨论。
总结与评价：1. 回顾本次实验活动，总结光的基本概念和特性；2. 鼓励学生分享他们在实验中的观察和发现；3. 对学生的实验设计和观察能力进行评价，并提出改进建议。
延伸活动：1. 邀请学生进行更多有关光的实验，如光的干涉和衍射实验；2. 要求学生制作一份关于光的小册子，记录他们的实验结果和观察。
教案评估：1. 观察学生在实验中的参与程度和表现；2. 检查学生完成的小册子和书面记录；3. 与学生进行讨论和互动，评估他们对光的理解程度。
乐高机器人巡线原理
一、冃U 言在机器人竞赛中，“巡线”特指让机器人沿着场地中一条固定线路（通常是黑线）行进的任务。
作为一项搭建和编程的基本功，巡线既可以是独立的常规赛比赛项目，也能成为其他比赛项目的重要技术支撑，在机器人比赛中具有重要地位。
二、光感中心与小车转向中心以常见的双光感巡线为例，光感的感应中心是两个光感连线的中点，也就是黑线的中间位置。
而小车的转向，是以其车轮连线的中心为圆心进行的。
很明显，除非将光感放置于小车转向中心，否则机器人在巡线转弯的过程中，探测线路与做出反应之间将存在一定差距。
而若将光感的探测中心与转向中心重合，将大幅提升搭建难度并降低车辆灵活性。
因此，两个中心的不统一是实际存在的，车辆的转向带动光感的转动，同时又相互影响，造成机器人在巡线时对黑线的反应过快或者过慢，很多巡线失误由此产生。
所以在实际操作中，一般通过程序与结构的配合，在程序中加入一定的微调动作来弥补其中的误差。
而精准的微调，需要根据比赛场地的实际情况进行反复调试。
三、车辆结构巡线任务的核心是让机器人小车按照场地中画出的路线行进，因此，根据任务需要选择合适搭建方式是完成巡线任务的第一步。
1、前轮驱动前轮驱动的小车一般由两个动力轮和一个万向轮构成，动力轮位于车头，通过左右轮胎反转或其中一个轮胎停转来实现转向，前者的转向中心位于两轮胎连线中点，后者转向中心位于停止不动的轮胎上。
由于转向中心距离光感探测中心较近，可以实现快速转向，但由于机器人反应时间的限制，转向精度有限。
2、后轮驱动后轮驱动的小车结构和转向中心与前轮驱动小车类似，由于转向中心靠后，相对于前轮驱动的小车而言，位于车尾的动力轮需要转动较大的幅度，才能使车头的光感转动同样角度。
因此，后轮驱动的小车虽转向速度较慢，但精度高于前轮驱动小车。
对于速度要求不高的比赛而言，一般采用后轮驱动的搭建方式。
3、菱形轮胎分布菱形轮胎分布是指小车的两个动力轮位于小车中部，前后各有一个万向轮作为支撑。
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单光感巡线教学设计
乐清市淡溪镇第二学侯晓辉一、教学内容与分析
巡线就是机器人沿着地面的一条线走，基本原理就是通过检测反射回来的光的强度来判断机器人与线的位置偏差有多少。
本课教学内容单光感寻线是巡线任务中最基础的方式，是光电传感器在机器人上的应用。
通过光电传感器测试反射光强度来辨别颜色，在安装光电传感器之后，需要编写程序实现。
二、教学目标
1、了解光电传感器的工作原理。
2、掌握用光电传感器识别黑色和白色的方法。
3、理解巡线传感器与条件判断语句、循环语句的综合运用。
4、逐步掌握根据实际环境调试机器人的方法。
5、感受探究性学习“发现问题、分析问题和解决问题”的过程。
6、体会“迁移”、“比较”的方法对学习的帮助与促进作用。
7、乐于进行自主学习与创造活动，体验完成任务后成功的喜悦。
三、教学重难点
1、理解判断语句、循环语句的含义。
2、掌握利用光电传感器识别黑色和白色的方法。
四、教学准备
乐高机器人（EV3），利用黑色胶布贴出的环形路线图，多媒体设备，多媒体课件。
五、设计理念
（一）“授人以渔”比“授人以鱼”更重要
在教学活动中，学生掌握一定的知识和技能是必需的，但与此同时更应注重掌握过程与方法，培养能力，促进学生的发展。
知识与技能是基础，能力（过程）与方法是核心。
本课在新知识和新技能的学习过程中，设计了感受探究学习的过程，体会迁移与比较的学习方法，基础与核心相互渗透与交融，但更关注教与学的过程，注重学生能力的培养。
（二）智能机器人课程是能力培养的工具和载体
智能机器人作为多种科学技术的融合体，天生就深受青少年的喜爱。
青少年学生学习智能机器人课程，不应是学习如何使用一种智能机器人，不应是仅仅学习智能机器人技术本身，而是通过课程的学习培养动手能力、思维能力和创造能力。
（三）丰富有趣、注重体验的课堂更能提高学习效率、促进学生发展
心理学研究表明，多种方式和手段的刺激，能有效提高和强化同一内容的学习效率。
本课在设计过程中，采用表演的形式，使用贴近学生生活实际的例子，课堂丰富有趣，学生感兴趣爱学。
同时，智能机器人的课堂是“做中学”的模式，注重体验的过程，学生在课堂上有大量动手实践的机会，学生乐学。
这样的课堂更能提高学习效率，促进学生发展。
六、教学过程
教学过程设计意图
一、导入
【视频导入】“餐厅送餐机器人”视频
教师先播放一个在餐厅送餐的机器人，如果遇到人、障碍物或者将食物送达指定地点的时候，送餐机器人就会做出不同的反应。
【猜想】同学们想一想，是用什么指挥机器人的吗？机器人是依据什么判断是否在自己的路线上呢？
【揭秘】光电传感器把接收到的信号根据强度划分1024档，颜色越深，数值越小；颜色越浅，数值越大。
【PPT】展示光电传感器的原理解密
以一个实际的机器人应用的小视频来激发学生兴趣，点明主题。
（此时未点明是光电传感器的应用。
研究表明，适度的神秘感可以促使人产生积极的探究和学习的欲望。
教师操作机器人的过程视频充满了神秘感，能够激发学生的学习兴趣。
二、探究
（一）动作分析
教师演示光电传感器的操作过程，学生分析动作。
【板书】反射光信号低于中间值→向左转
反射光信号高于中间值→向右转
【提醒】数值的范围只能高于中间值，或者小于中间值。
需要进行判断（二）判断接收信号范围
教师讲授光电传感器判断程序。
教师：请同学们根据动作分析设置参数，先自行编写调试黑色和白色测到的光值。
似乎没有难度，但在老师引导下学生发现问题、教师分析问题，最后自然的引出解决问题的方法，学习新的程序结构。
同时，学生感受探究性学习“发现、分析
【预设】学生编程范例
要么……要么……分支结构
和解决问题”的基本过
程。
【尝试】学生编写程序，教师确认程序无误，准备指挥机器人巡线完成。
学生尝试失败，发现不能沿着黑线顺畅走动，左右摇动幅度太大。
【设疑】为什么？
【预设】学生回答：因为光电传感器的位置安装的太高了，测出来的光值不一致。
要利用光电传感器实地测量相关准确的数值。
教师：让我们寻求其他老师的帮助！
按照常理，本课应该先学硬件基础——连接光电传感器，然后编写程序完成任务。
教师此处先学程序的道理，意图是使学生从失败的体验中更深刻的认识到本课的重点：光电传感器中判断的数值怎么实现？
从心理学的角度来
看，这样设计更能加深
刺激和体验的效果。
三、小车巡线，完成任务
学生能够编写程序让小车能够沿着黑线运动。
此时编写程序已经
是在复习，能够加强学
习效果。
四、拓展与探索
【PPT】想一想，试一试
请你仔细阅读老师编写的单光感巡线机器人的程序，思考以下问题：如果不想要一直无限循环，能够让机器人走完一圈之后停止，进入到指定地点，该怎么编程实现呢？
提示：可以利用马达圈数来实现
让机器人巡线的简单功能能促使学生有继续探索的欲望。