一、流程设计应该考虑的基本因素

第 1 课 感应台灯 1 学习使用结构件搭建台灯造型 2 了解超声波传感器在生活中的用途 3 制作能够自动亮灭的感应台灯 台灯是灯的一种 小巧精致 方便携带 此电器主要放置在写字台 或餐桌上 以供照明之用 台灯的照射范围相对较小且集中 因此不会 影响到整个房间的光线 光线作用于台灯周围 便于阅读 学习 节省 能源 而智能感应台灯是一种通过感应模块自动控制光源亮灭的新型智 能照明产品 基于传感器的自动控制 当有人进入感应范围时 传感器 探测到人和灯距离的变化 继而开关自动接通或断开 人不离开且在活 动 开关持续导通 人离开后 开关自动关闭 实现人至灯亮 人离灯 灭的功能 安全节能 本节课程我们就一起走进科技世界 通过学习 ScratchPi 制作一台可以自动控制亮灭的感应台灯吧 每天在书房学习到夜深 睡觉时常常忘记关台灯 既浪费资源又对台灯有 损耗 有什么办法能解 决这个问题吗 太简单啦 通过 学习 ScratchPi 一起制作一个能 够实现自动控制 亮灭的智能台灯 吧 一 搭建台灯造型 利用套件中的乐高积木和传感器 观察书桌上小台灯的架构造型 自己设计搭建出智能台灯 图 1 1 感应台灯造型图片 搭建步骤 端口连接 注意事项请参考 ScratchPi 可编程电子积木 搭建手册 本课所用到的电子积木如下表所示 名称图示个数作用 RGB 全彩灯1 台灯的光源 通电使 台灯发出光亮 超声波传感 器 1 感知人的距离以实现 台灯的智能亮灭 二 简易感应台灯 台灯造型搭建完毕后 利用 ScratchPi 对台灯的传感器进行编程 实 现有人的时候台灯自动打开 人离开后自动熄灭的功能 按照下表所示操作步骤 对搭建的台灯进行编程 实现感应台灯的 功能 脚本功能脚本实现操作说明 初始化 RGB 灯熄 灭 将 RGB 灯控制程序块添 加到 Arduino 初始化 脚本区 如果有人 来则开灯 人离开则 关闭 将脚本添加到 Arduino 主循环 脚本区中 如 果超声波距离小于 50cm RGB 灯全亮 否 则全灭 用串口连接 PiBot 小车控制板 点击 上传代码 功能将程序上传至 控制板 用手遮挡在超声波传感器的前方并且移动位置 观察 RGB 灯的状态 三 实用感应台灯 通过测试感应台灯的效果 我们发现 RGB 灯有时候会闪烁 可能是 超声波因为障碍物移动而得到瞬间的错误值 可以对程序进行优化 添 加误差处理算法 当发现距离大于 50cm 时 重复检查 3 次 如果的确都 是大于 50cm 说明人是真的离开 灯灭 否则持续亮灯 按照下表所示编程过程 对感应台灯进行优化 解决超声波误差引 起灯光闪烁的问题 脚本功能脚本实现操作说明 当距离大 于 50cm 时 重复检查 3 次加以确 认 在否则脚本区中添加超 声波重复检测判断 如 果在重复检查时发现有 小于 50cm 的数据 利用 控制 分类中的 提前结束本次循 环 否则熄灭 RGB 灯 确认离开 后等待 3 秒关灯 在熄灭 RGB 灯前 可以让人 在离开时还有照明光源 更加合理安全 最终程序如图 1 2 所示 图 1 2 人至灯亮人走灯灭的编程代码 串口连接 PiBot 小车控制板 点击 上传代码 功能将程序上传到控 制板 用手挡在超声波传感器前方 观察 RGB 灯状态 小贴士 程序块在 Arduino 模式中有一个非常重要的用途 它可以提前结束一 次 Arduino 的主循环 在本课中 如果发现超声波失误检测就不应该继续执行熄灭 RGB 灯 因此需要利用程序块结束程序 重新回到主循环第一条语句 R