传感器技术项目式教程（基于树莓派与Python）（AI助学）-教案全套

附件3：教案（体例）XXXX大学教案20年/20年第学期专业大类信息类课程名称传感器开发课程类别专业核心课教学模式（课堂教学/混合式教学）课堂任课班级任课教师所属院部2026年9月1日教学单元1.制作智能小夜灯周次1时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型b)能描述传感器的基本功能及分类c)独立编程、排错能力教学要求a)熟练掌握传感器的定义及特点；b)熟练掌握组成、分类及应用；c)熟练掌握项目的实践方法教学重点：理解光敏电阻的原理教学难点：实践中对树莓派的操作实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，树莓派、光敏电阻（如果有的话）教学过程备注敏感敏感元件转换元件测量电路辅助电路被测量被测量被测量被测量另一种非电量电信号可用电信号一、告知（教学内容、目的），3分钟1、介绍传感器的定义及特点；2、介绍组成、分类及应用；3、介绍光敏电阻传感器原理及应用；4、介绍树莓派的基本使用二、引入（任务项目），5分钟本节课的任务主要介绍如何通过网络连接PC及树莓派，并通过putty进行登录。三、操练（掌握初步或基本能力），20分钟1、连接传感器及树莓派2、启动树莓派、设置与PC机的网络连接3、通过putty连接树莓派四、深化（加深对基本能力的体会），20分钟通过putty登录，对树莓派进行操作，例如对一些基本的linux命令的操作、vi的操作等。五、归纳(知识和能力)，10分钟通过对基本linux操作的命令分类进行归纳，让学生能熟悉每种类型的常用命令。六、训练、巩固、拓展、检验，7分钟因为之后需要在linux操作系统，通过python编程。为了熟悉对linux操作可以编写简单的脚本，实现例如查找、替换文本中某个字段。七、总结，10分钟通过本课的学习，让学生了解传感器的定义、构成、分类及标定。并且学习linux下的脚本编程。课后作业：熟悉更多的linux命令，并形成对命令的理解，写成实践文档。教学单元2.制作智能小夜灯周次1时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型b)能描述传感器的基本功能及分类c)独立编程、排错能力教学要求a)了解Python语言；b)了解Python语言的特点；c)掌握使用树莓派GPIO库；d)掌握使用python语言开发传感器应用。教学重点：理解光敏电阻的原理及如何通过树莓派获取数据教学难点：实践中对树莓派的操作并通过树莓派获取数据实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，树莓派、光敏电阻（如果有的话）教学过程备注一、告知（教学内容、目的），3分钟1、介绍python语言；2、介绍在树莓派里使用python编程；二、引入（任务项目），5分钟本节课的任务主要介绍使用树莓派的GPIO口与光敏电阻传感器的实验。三、操练（掌握初步或基本能力），20分钟1、连接传感器及树莓派2、启动树莓派、设置与PC机的网络连接3、通过putty连接树莓派4、开始使用树莓派里面的Linux系统，通过编辑器vi进行python代码编程，获取传感器的数据四、深化（加深对基本能力的体会），20分钟将获取的数据通过灯光来表示其两个状态。通过将光敏电阻进行遮档或者不遮档，让学生最直观了解到通过传感器能让机器有一定的智能。五、归纳(知识和能力)，10分钟林林总总的传感器，其工作原理都可以概括为：被测量系统可用的电信号。其中的系统可以是纯粹电子系统，也可以是机器装置+电子系统等构成。六、训练、巩固、拓展、检验，7分钟根据各种传感器的输入输出特性，讨论开发、测试时需要用到什么仪器设备。七、总结，10分钟通过本课的学习，让学生了解传感器的定义、构成、分类及标定。并且从各行各业的应用介绍中，让学生了解到传感器就在我们身边。课后作业：为了熟悉python的源文件编写，网上寻找一些python小程序进行练手，使用vi编写代码，并在命令行运行代码教学单元3.开关控制小夜灯周次2时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型b)能描述传感器的基本功能及分类c)独立编程、排错能力d)能在无图形界面的linux的命令行下进行python程序设计教学要求a)掌握开关的使用方法；b)掌握开关的检测方法;c)了解按键抖动原理；d)了解编写按钮代码流程；e)掌握查看绘制程序流程图方法；f)掌握编写轻触开关的方法。教学重点：按钮的抖动原理及程序流程图的准确绘制教学难点：使用编程方法去除按键抖动实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，树莓派、按钮（如果有的话）教学过程备注一、告知（教学内容、目的），10分钟1、掌握开关的使用方法；2、掌握开关的检测方法;3、了解按键抖动原理；二、引入（任务项目），10分钟通过绘制程序流程图方法，让按钮的程序更加直观地呈现。三、操练（掌握初步或基本能力），20分钟1、连接传感器及树莓派2、启动树莓派、设置与PC机的网络连接3、通过putty连接树莓派4、开始使用树莓派里面的Linux系统，通过编辑器vi进行python代码编程，获取轻触开关的0、1状态四、深化（加深对基本能力的体会），20分钟通过编程技巧去除按钮抖动误操作，并通过某种方式展示有效性。例如写文件记录按钮按下状态有无多次0、1的摆动。五、归纳(知识和能力)，5分钟通过一次次重复步骤三，让学生熟练掌握树莓派连接传感器的标准操作。六、训练、巩固、拓展、检验，7分钟还可以通过示波器等观察按键的抖动，以及去抖动后的波形。七、总结，3分钟通过本课的学习，让学生了解就算简单的开关，还是需要通过实践发现其抖动问题，并解决问题。理解没有实践就没有发言权的论断。课后作业：无教学单元4.开关控制小夜灯周次2时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型b)能描述传感器的基本功能及分类c)独立编程、排错能力教学要求a)了解触摸开关传感器；b)了解TTP223集成电路；c)掌握数字电容式传感器模块的接口功能；d)掌握数字电容式传感器模块的检测方法;e)掌握触摸按键编写程序原理；f)掌握多模块程序开发能力。教学重点：理解电容式触摸传感器的传感原理。教学难点：基本上电容式触摸传感器也是个开关，并且没有按钮抖动问题。实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，树莓派、电容触摸开关（如果有的话）教学过程备注一、告知（教学内容、目的），28分钟1、了解触摸开关传感器；2、了解TTP223集成电路；3、掌握数字电容式传感器模块的接口功能；4、掌握数字电容式传感器模块的检测方法;二、引入（任务项目），2分钟本节课的任务主要介绍使用树莓派的GPIO口与电容式触摸开关的实验。三、操练（掌握初步或基本能力），23分钟1、连接传感器及树莓派2、启动树莓派、设置与PC机的网络连接3、通过putty连接树莓派4、开始使用树莓派里面的Linux系统，通过编辑器vi进行python代码编程，获取电容触摸开关的数据四、深化（加深对基本能力的体会），10分钟测试电容开关的特点。并且额外实践：如何通过调整电容的大小来改变触摸的灵敏度。五、归纳(知识和能力)，5分钟对于输出为开关量的传感器，gpio口可以直接接受并判断其高低电平。六、训练、巩固、拓展、检验，2分钟通过led或者蜂鸣器，对开关状态进行声或者光的表现。七、总结，5分钟通过实践，逐步熟悉在树莓派的环境下通过编程获取传感器数据的方法。课后作业：无教学单元5.智能控制楼道路灯-基于I2C协议传感器介绍周次3时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型b)能描述传感器的基本功能及分类c)独立编程、排错能力教学要求a)理解数字信号及模拟信号的差别；b)声音传感器的结构及工作原理；c)掌握I2C总线原理；d)使用树莓派的I2C接口教学重点：声音传感器的结构及工作原理及I2C总线原理。教学难点：I2C的总线原理及使用。实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，树莓派（如果有的话）教学过程备注一、告知（教学内容、目的），28分钟1、理解数字信号及模拟信号的差别；2、声音传感器的结构及工作原理；3、掌握I2C总线原理；二、引入（任务项目），2分钟本节课的任务主要介绍使用树莓派的GPIO口里的复用I2C功能。三、操练（掌握初步或基本能力），23分钟1、连接传感器及树莓派2、启动树莓派、设置与PC机的网络连接3、通过putty连接树莓派4、激活树莓派的I2C功能5、挂载I2C设备，并在命令行确保设备挂载成功四、深化（加深对基本能力的体会），10分钟通过介绍如何在github上获取I2C的python编程库，并熟悉编程库的使用。五、归纳(知识和能力)，5分钟一般使用某种常见的接口，例如I2C、串口等，都可以方便的下载到相应的python库。通过上述训练，熟悉如何下载安装python库，并通过库的简单例子熟悉操作六、训练、巩固、拓展、检验，2分钟可以通过研究python库的代码，理解作者是如何通过python编程将某些协议写到库里面。七、总结，5分钟本节主要熟悉I2C的主要python编程操作，经验直接用于后面的项目开发。课后作业：无教学单元6智能控制楼道路灯周次3时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型b)能描述传感器的基本功能及分类c)独立编程、排错能力教学要求通过I2C口获取声音传感器的信息通过声音的有无，控制楼道灯验证声音有无的可靠性教学重点：通过I2C协议获取声音传感器的信息。教学难点：I2C编程的实践。实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，树莓派，I2C协议的声音传感器教学过程备注一、告知（教学内容、目的），20分钟1、声音传感器声音有无的检测；2、树莓派I2C口连接声音传感器；3、测试传感器是否正确被树莓派识别；4、了解继电器的使用；二、引入（任务项目），3分钟本节课的任务主要介绍使用树莓派的I2C连接声音传感器并获取声音的有无进行灯光自动熄灭。三、操练（掌握初步或基本能力），20分钟1、连接传感器及树莓派2、启动树莓派、设置与PC机的网络连接3、通过putty连接树莓派4、激活树莓派的I2C功能5、挂载I2C设备，并在命令行确保设备挂载成功6、通过python的I2C库编程，获取声音传感器的状态四、深化（加深对基本能力的体会），20分钟通过声音的有无，在树莓派的一个GPIO口产生控制信号，让继电器闭合，从而让一个回路闭合，在这个回路的灯光亮起来。五、归纳(知识和能力)，5分钟一般使用某种常见的接口，例如I2C、串口等，都可以方便的下载到相应的python库。通过上述训练，熟悉如何下载安装python库，并通过库的简单例子熟悉操作六、训练、巩固、拓展、检验，7分钟最后通过延时，并再次结合声音传感器的信号，控制回路断开。七、总结，5分钟本节可以明显体会到越来越多的模块添加进实验中来，如果熟悉各个模块的特性，并不会感到压力并慌乱，而是水到渠成的“搭积木”。课后作业：将灯光换成电动机，制作声控风扇。教学单元7温度传感器周次4时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型b)能描述传感器的基本功能及分类c)独立编程、排错能力教学要求继电器的定义、原理及应用温度传感器的工作原理温度传感器与树莓派的连接获得温度传感器的温度值教学重点：正确连接继电器、温度传感器及电机。教学难点：理解各个模块的工作原理，尤其是温度传感器实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，温度传感器、电动机、继电器教学过程备注一、告知（教学内容、目的），20分钟1、继电器的定义、原理及应用；2、温度传感器的工作原理3、温度传感器、继电器及电动机二、引入（任务项目），8分钟本节课的任务主要介绍使用温度传感器与继电器及电动机连接，通过调整温度传感器的可变电阻，使其在某个温度之上，让电动机转动起来。三、操练（掌握初步或基本能力），20分钟1、温度传感器2、连接继电器3、连接电动机4、检测回路的正确性5、通电并调整温度传感器的可调电阻四、深化（加深对基本能力的体会），15分钟理解温度传感器模块的电路工作原理，并能说明电路的工作原理。五、归纳(知识和能力)，5分钟在没有树莓派的介入，靠传感器本身的电路，也具有初级的智能。不过此智能相当简单，相当与一个阈值。六、训练、巩固、拓展、检验，7分钟由于此温度传感器模块输出模拟电压值，可以引导学生如何得到数字信号并接入树莓派进行更加高级的控制。七、总结，5分钟本节重要理解各个线路的原理，为下节课加入ADC做好准备。课后作业：预习模数转换器的应用教学单元8智能风扇周次4时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型b)能描述传感器的基本功能及分类c)独立编程、排错能力教学要求数模转换模块的工作原理数模转换模块PCF8591模块与树莓派的连接智能风扇的各个模块的正确连接，并编程测试效果教学重点：理解ADC工作原理并连接树莓派。教学难点：通过连接PCF8591模块，获取温度传感器的温度。实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，树莓派，温度传感器、电动机、继电器，PCF8591模块教学过程备注一、告知（教学内容、目的），20分钟1、ADC的工作原理；2、PCF8591模块与树莓派的连接3、获取ADC的转换数值4、正确连接实验的各个模块二、引入（任务项目），8分钟本节课的任务主要通过多个模块的结合，组成一个智能风扇系统。三、操练（掌握初步或基本能力），25分钟1、将PCF8591模块连接到温度传感器2、通过树莓派获取ADC的数值3、其他部分参考上节课的连接方法4、检测回路的正确性5、编程实现智能风扇四、深化（加深对基本能力的体会），15分钟使用编程方法记录温度传感器模块的模拟电压通过ADC后的温度与输出编码的对应关系。研究编码大小与温度大小有何关系？是线形还是非线性？五、归纳(知识和能力)，5分钟本节使用ADC将模拟输出的传感器转变为数值输出，是一般模拟传感器转变为数值输出传感器的标准方案，更据应用的需求选择ADC的分辨率、转换速度等。六、训练、巩固、拓展、检验，5分钟通过热风机吹温度传感器，检验是否按照程序方式让风扇进行开关动作。七、总结，2分钟整理ADC的程序，因为ADC是模拟量变更为数字量的重要手段。课后作业：使用ADC将其他电压型模拟量进行数字编码，并研究编码与物理量的关系。教学单元9超声波传感器周次5时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型b)能描述传感器的基本功能及分类c)独立编程、排错能力教学要求超声波传感器的工作原理、选型、测距原理蜂鸣器工作原理超声波传感器与树莓派的连接超声波传感器模块与树莓派的通信协议的理解教学重点：超声波传感器的工作原理、选型、测距原理。教学难点：编写超声波传感器模块的通信协议python代码实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，树莓派，超声波传感器模块教学过程备注一、告知（教学内容、目的），20分钟1、超声波传感器的工作原理、选型、测距原理；2、蜂鸣器工作原理3、超声波传感器与树莓派的连接4、通过python编程，测试超声波传感器模块的好坏二、引入（任务项目），8分钟本节课的任务是编写测试案例，检测超声波传感器模块的好坏三、操练（掌握初步或基本能力），25分钟1、连接传感器及树莓派2、启动树莓派、设置与PC机的网络连接3、通过putty连接树莓派4、通过编程，在连接trig的gpio口发送启动模块信号5、检测echo端是否产生持续一段时间的高电平6、如果是，屏幕打印“测试结果：功能正常”四、深化（加深对基本能力的体会），15分钟使用示波器等观察超声波模块，主要探测模块内部相应管脚，观察其超声波的频率及发送的脉冲个数。五、归纳(知识和能力)，5分钟总结超声波频率高低及测距远近的关系。六、训练、巩固、拓展、检验，5分钟通过echo回波，控制蜂鸣器是否发声。七、总结，2分钟整理并保存程序，等待下次课完成测距。课后作业：调研超声波测距在什么情况下失效教学单元10倒车雷达的制作周次5时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型b)能描述传感器的基本功能及分类c)独立编程、排错能力教学要求理解超声波传感器模块的协议，并通过编程实现通过定时器计算回波的时间，从而推出传感器到目标的距离审核超声波传感器测距的误差编程实现倒车雷达教学重点：超声波传感器的测距的具体编程实现及计算测距误差。教学难点：根据协议编程实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，树莓派，超声波传感器模块、蜂鸣器教学过程备注一、告知（教学内容、目的），20分钟1、超声波传感器的测距原理（协议）；2、超声波传感器模块与树莓派的连接3、如何通过计时，计算出距离4、如何测试距离的误差大小5、与蜂鸣器一起构成倒车雷达二、引入（任务项目），8分钟本节课的任务是编程获取超声波传感器的距离数值，并通过数值让蜂鸣器产生鸣叫声。三、操练（掌握初步或基本能力），25分钟1、连接传感器及树莓派2、启动树莓派、设置与PC机的网络连接3、通过putty连接树莓派4、通过编程，在连接trig的gpio口发送启动模块信号5、检测echo端是否产生持续一段时间的高电平6、通过python的time库计算此高电平的持续时间7、通过时间计算距离，并测试距离的误差8、最后与蜂鸣器构成倒车雷达四、深化（加深对基本能力的体会），15分钟试图将倒车雷达安装到汽车上，实践其有效性。五、归纳(知识和能力)，5分钟本次实验制作的倒车雷达，从广义上来思考其实就是一个测试距离小与某个阈值的嵌入式装置，可以用在其他场合，例如放在门上作为人流量统计的辅助装置。六、训练、巩固、拓展、检验，5分钟如果作为人流量统计，通过实验手段，发现其工作时的问题。七、总结，2分钟超声波传感器作为一个非接触式的测距手段，在自动驾驶的汽车上应用很广。课后作业：调查了解超声波传感器在无人驾驶的应用。教学单元11制作安检门周次6时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型c)能描述传感器的基本功能及分类d)独立编程、排错能力教学要求掌握红外传感器基本概念、类别、基本原理连接红外传感器模块并调整合理的触发阈值连接三色模块、红外传感器模块、继电器模块以及电动机制作安检门教学重点：理解红外传感器原理教学难点：理解红外传感器的工作原理实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，树莓派，三色模块、红外传感器模块、继电器模块以及电动机教学过程备注一、告知（教学内容、目的），20分钟1、掌握红外传感器基本概念、类别、基本原理2、理解连接红外传感器模块并调整合理的触发阈值作用3、理解连接三色模块、红外传感器模块、继电器模块以及电动机制作安检门的原理二、引入（任务项目），3分钟本节课的任务是通过红外距离传感器的阈值，出发三色模块显示报警信号以及触发继电器模块产生闭合动作，从而实现控制电机顺、逆时针旋转使得安检门开合。实验是根据下图进行连接。三、操练（掌握初步或基本能力），35分钟1、连接传感器及树莓派2、启动树莓派、设置与PC机的网络连接3、通过putty连接树莓派4、调整合理的红外传感器模块的触发阈值5、连接三色模块、红外传感器模块、继电器模块以及电动机6、通过python编程获得安检门效果四、深化（加深对基本能力的体会），13分钟此结构类似电梯门，使用中最怕的是被夹。如果有一个可靠的方案，给电动机一个紧急打开动作就理想了。五、归纳(知识和能力)，5分钟本实验也是属于多种模块一起工作的例子，体会python程序作为类似胶水一样将模块融合，互相交织一起协调工作。六、训练、巩固、拓展、检验，2分钟作为一款自动门，安全的考虑是放在第一位，思考一些有啥方式可以提高安全性。七、总结，2分钟此案例又是一款通用性强的产品，设计一款产品，还需考虑产品外观设计、产品安全性、产品耐用性、产品的使用体验等等因素。课后作业：无。教学单元12制作出入人数统计系统周次6时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型c)能描述传感器的基本功能及分类d)独立编程、排错能力教学要求熟悉掌握LCD1602显示模块的原理掌握LCD1602显示模块通过I2C接口与树莓派的连接方法熟悉掌握让LCD1602模块显示文本制作出入人数统计系统教学重点：掌握LCD1602显示模块的原理、熟练使用显示模块教学难点：熟练使用显示模块实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，树莓派，LCD1602显示模块、红外传感器x2教学过程备注一、告知（教学内容、目的），20分钟1、熟悉掌握LCD1602显示模块的原理2、掌握LCD1602显示模块通过I2C接口与树莓派的连接方法3、熟悉掌握让LCD1602模块显示文本4、制作出入人数统计系统二、引入（任务项目），3分钟本节课的任务是调试实现当有人员进出时，液晶显示屏上显示的人员统计数量的功能。三、操练（掌握初步或基本能力），25分钟1、连接传感器及树莓派2、启动树莓派、设置与PC机的网络连接3、通过putty连接树莓派4、按图将实物连接好5、先调试显示部分6、再调整红外线传感器，得到合理的阈值四、深化（加深对基本能力的体会），20分钟通过论坛，编程实现LCD1602模块显示个性化符号五、归纳(知识和能力)，5分钟通过多次传感器与树莓派的实验，很多传感器接入树莓派后，获取数据相当方便，如只输出0，1类型的传感器模块。其实要做成一个使用体验还不错的产品，有时更多的精力需要放在辅助模块上，如显示、按钮、甚至linux里面的一些如web服务器软件开发上。六、训练、巩固、拓展、检验，5分钟由于实验可以分别统计出、入人数，测试并发现系统的不足，例如一个行李箱滑过会不会误判为一个人走过。看看能否纠正，做到精益求精。七、总结，2分钟红外线传感器作为一款测距的传感器，比较适合此应用。只要阈值适当，判断某距离范围内是否有人应该比较可靠。课后作业：调研—如何通过摄像头进行出入人数统计教学单元13干簧管模块的测试周次7时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型c)能描述传感器的基本功能及分类d)独立编程、排错能力教学要求熟悉掌握霍尔传感器的分类、实际应用选型举例熟悉掌握霍尔效应熟悉掌握干簧管传感器结构和工作原理分类、优缺点等制作干簧管传感器模块的测试用例教学重点：掌握利用霍尔效应的干簧管传感器模块的工作原理，制作测试用例教学难点：理解霍尔效应的干簧管传感器模块的工作原理实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，树莓派，干簧管传感器模块、ADCPCF8591、继电器模块、峰鸣器模块教学过程备注一、告知（教学内容、目的），20分钟1、熟悉掌握霍尔传感器的分类、实际应用选型举例2、阐明霍尔效应原理3、了解干簧管传感器结构和工作原理分类、优缺点等4、了解制作干簧管传感器模块的测试用例二、引入（任务项目），3分钟本节课的任务是制作判断干簧管传感器模块好坏的测试用例。三、操练（掌握初步或基本能力），35分钟1、连接传感器及树莓派2、启动树莓派、设置与PC机的网络连接3、通过putty连接树莓派4、按图将实物连接好5、使用磁铁N极靠近或离开干簧管传感器模块进行测试四、深化（加深对基本能力的体会），10分钟通过移动磁体N极，模仿门的开合。同时观察计算机屏幕的ADC获取的数值变化，通过干簧管传感器模块的可调电阻选择一个合适的值。五、归纳(知识和能力)，5分钟通过多次传感器与树莓派的实验，很多传感器接入树莓派后，获取数据相当方便，如只输出0，1类型的传感器模块。其实要做成一个使用体验还不错的产品，有时更多的精力需要放在辅助模块上，如显示、按钮、甚至linux里面的一些如web服务器软件开发上。六、训练、巩固、拓展、检验，5分钟能否通过一些算法，通过ADC的输出值序列，可以预判是否开门或者关门。七、总结，2分钟干簧管传感器模块能输出感应磁场大小的变化，再通过ADC产生相应的数字输出，是一般模拟输出传感器的使用方式。课后作业：无。教学单元14基于霍尔效应的智能门锁周次7时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型c)能描述传感器的基本功能及分类d)独立编程、排错能力教学要求熟悉通过磁簧开关可以对磁场信号的有无制作智能门锁的原理熟悉连接各个模块熟悉掌握python程序设计并学会独立调试教学重点：掌握利用霍尔效应的干簧管传感器模块的工作原理，制作智能门锁的辅助预警功能教学难点：无实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，树莓派，干簧管传感器模块、三色显示模块、峰鸣器模块教学过程备注一、告知（教学内容、目的），20分钟1、了解通过磁簧开关可以对磁场信号的有无制作智能门锁的原理2、介绍连接各个模块注意事项3、介绍python程序二、引入（任务项目），3分钟本节课的任务是根据带有磁性的房卡的磁场，根据磁场的有无，给蜂鸣器发送信号，进而控制蜂鸣器的发声，模拟智能门锁的警报功能。当读到磁场存在时，向蜂鸣器和三色灯发送信号，要求控制发声和绿灯闪烁的频率，当读到磁场不存在时，控制红灯常亮并报警的功能。三、操练（掌握初步或基本能力），35分钟1、连接传感器及树莓派2、启动树莓派、设置与PC机的网络连接3、通过putty连接树莓派4、按图将实物连接好5、使用带磁条的卡片靠近或离开干簧管传感器模块进行测试四、深化（加深对基本能力的体会），15分钟可以加入人体热释传感模块，两个模块同时决定是否有人企图打开智能门锁。五、归纳(知识和能力)，5分钟一步步地增加使用地模块数量，尤其是传感器模块，慢慢体会通过数据挖掘技术，传感器产生1+1>2的神奇。六、训练、巩固、拓展、检验，0分钟七、总结，2分钟理解干簧管传感器的结构和工作原理，并了解其分类、特点以及和霍尔磁力传感器的比较，在此基础上通过实验对干簧管传感器进行检测。通过磁簧开关可以对磁场信号的有无做出反馈。在任务实施过程中，要求使用树莓派中的GPIO库开发应用程序，实现根据磁簧开关得到的数字量值来模拟控制智能门锁。课后作业：了解商用自动锁是如何实现的教学单元15热电偶的测试周次8时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型c)能描述传感器的基本功能及分类d)独立编程、排错能力教学要求熟悉热电效应、热电偶传感器的原理熟悉热电偶的优缺点、选型及测试熟悉掌握MAX6675模块与树莓派的连接，并制作测试用例教学重点：理解热电偶传感器的热电效应，编写测试用例教学难点：热电偶传感器的热电效应实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，树莓派，MAX6675模块教学过程备注一、告知（教学内容、目的），20分钟1、热电效应、热电偶传感器的原理2、分析热电偶的优缺点、选型及测试3、讲解MAX6675模块时序4、介绍MAX6675模块与树莓派的连接，讲解程序二、引入（任务项目），3分钟本节课的任务是测试热电偶模块与树莓派连接并测试其正常工作否。三、操练（掌握初步或基本能力），30分钟1、连接传感器及树莓派2、启动树莓派、设置与PC机的网络连接3、通过putty连接树莓派4、按图将实物连接好5、使用打火机对模块进行测试，观察屏幕是否有温度显示四、深化（加深对基本能力的体会），15分钟将散乱在程序的热电偶模块输出协议代码，尝试写成python的库模式，成为类似此模块的驱动库。五、归纳(知识和能力)，5分钟通过对自己编写的程序的理解，逐步养成整理出更容易维护的代码。六、训练、巩固、拓展、检验，5分钟尝试使用剥离出来的库，再次编写同样的内容，比较异同。七、总结，2分钟在掌握热电偶传感器的原理后，连接好电路板，使用Python程序编写K型热电偶的驱动程序，获取800℃左右燃气灶的温度数据。课后作业：无。教学单元16实现燃气灶检测器周次8时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型c)能描述传感器的基本功能及分类d)独立编程、排错能力教学要求熟悉掌握MAX6675模块与树莓派的连接熟悉程序的流程教学重点：理解程序的流程教学难点：无实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，树莓派，MAX6675模块教学过程备注一、告知（教学内容、目的），20分钟1、介绍MAX6675模块与树莓派的连接，讲解程序二、引入（任务项目），3分钟本节课的任务是测试热电偶模块与树莓派连接并判断煤气阀的状态。三、操练（掌握初步或基本能力），30分钟1、连接传感器及树莓派2、启动树莓派、设置与PC机的网络连接3、通过putty连接树莓派4、按图将实物连接好5、对获取煤气炉的温度，根据文档做出合适的判断四、深化（加深对基本能力的体会），15分钟通过添加三色传感器模块或者蜂鸣器模块，对煤气炉危险情况做出报警。五、归纳(知识和能力)，5分钟本实验将基于上次课的MAX6675模块驱动库来实现的功能，代码具有更加简洁的语句、更加容易地维护。六、训练、巩固、拓展、检验，5分钟思考并实现例如添加气体传感器，检测煤气漏气状况，让煤气炉使用gengj安全的创新策略。七、总结，2分钟在掌握热电偶传感器的原理后，总结归纳其不同的应用场合，例如制作高质量的电饭锅控制器。课后作业：无。教学单元17气敏传感器的介绍周次9时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型c)能描述传感器的基本功能及分类d)独立编程、排错能力教学要求熟悉气敏传感器的作用、结构及工作原理熟悉气敏传感器的选型编程测试气敏传感器好坏教学重点：理解程序的流程教学难点：气敏传感器的结构及工作原理实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，树莓派，MQ-2气敏传感器教学过程备注一、告知（教学内容、目的），20分钟1、介绍气敏传感器的作用、结构及工作原理2、介绍气敏传感器的选型3、分析程序二、引入（任务项目），3分钟本节课的任务是测试MQ-2气敏传感器好坏与否。三、操练（掌握初步或基本能力），30分钟1、连接传感器及树莓派2、启动树莓派、设置与PC机的网络连接3、通过putty连接树莓派4、按图将实物连接好，并编写程序5、测试：使用打火机的对模块进行测试.利用打火机先打火再吹灭，此时打火机释放出来的可燃气体，靠近气敏传感器，观察传感器模块上LED灯的变化，同时使用数字万用表测量DO口的输出电压值的变化。四、深化（加深对基本能力的体会），15分钟通过调试模块的阈值，找到合适的数值。五、归纳(知识和能力)，5分钟本实验利用MQ-2气敏传感器对煤气的浓度进行分析，超过阈值就产生一个电平。类似此类型的模块非常多，其使用方法大致相同，在实践过程中多多总结归纳。六、训练、巩固、拓展、检验，5分钟上网查找商用的煤气漏气检测装置的内部结构，会分析简单的电路。七、总结，2分钟在学习气敏传感器的工作原理，分别通过万用表和Python程序验证气敏传感器的工作过程。课后作业：无。教学单元18煤气炉检测器周次9时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型c)能描述传感器的基本功能及分类d)独立编程、排错能力教学要求理解电路的工作原理理解程序的逻辑会使用python的matplotlib画图。通过图像分析煤气泄漏。教学重点：理解编程逻辑以及会使用python的matplotlib画图教学难点：理解编程逻辑实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，树莓派，MQ-2气敏传感器教学过程备注一、告知（教学内容、目的），20分钟1、介绍电路的工作原理2、分析程序的逻辑3、介绍python的matplotlib画图。通过图像分析煤气泄漏。二、引入（任务项目），3分钟本节课的任务是测试MQ-2气敏传感器，通过ADC转变为数字信号后，对数字序列进行分析，如果判断为煤气漏气，立即启动风扇降低煤气浓度。三、操练（掌握初步或基本能力），30分钟1、连接传感器及树莓派2、启动树莓派、设置与PC机的网络连接3、通过putty连接树莓派4、按图将实物连接好，并编写程序5、调用matplotlib画图，并通过分析得到是否出现煤气漏气事件。四、深化（加深对基本能力的体会），15分钟通过分析时间序列，自动分析收集到的曲线属于哪种情况。包括去噪、上升沿检测等。五、归纳(知识和能力)，8分钟本实验利用MQ-2气敏传感器对煤气设备进行长时间的数据收集，并实时对数据分析。很多智能传感器将分析部分通过arm芯片或者fpga、DSP等芯片固化在传感器里边。六、训练、巩固、拓展、检验，2分钟上网查找商用的煤气漏气检测装置的内部结构，会分析简单的电路。七、总结，2分钟在了解气敏传感器的结构和工作原理，实现根据声音气敏传感器得到的模拟量值，调用Python的2D图形库绘制折线图进行数据呈现，同时采集数据与预先设定的临界值进行比较，利用树莓派的GPIO库提供的功能，通过继电器模块对风扇进行控制，模拟实现对煤气泄漏情况的处理。。课后作业：无。教学单元19温湿度及其测量周次10时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型c)能简单封装相关代码成为驱动库的形式d)独立编程、排错能力教学要求理解温湿度传感器的工作原理、类型及使用理解单总线通信机制会使用python进行单总线编程。教学重点：使用python进行单总线编程教学难点：使用python进行单总线编程实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，树莓派，DHT11温湿度传感器教学过程备注一、告知（教学内容、目的），20分钟1、介绍温湿度传感器的工作原理、类型及使用2、分析单总线通信机制3、介绍如何python进行单总线协议编程。二、引入（任务项目），18分钟本节课的任务基于单总线协议进行python编程。让树莓派能够与DHT11温湿度传感器模块进行通信并获取当前的温湿度显示于屏幕。三、操练（掌握初步或基本能力），30分钟1、连接传感器及树莓派2、启动树莓派、设置与PC机的网络连接3、通过putty连接树莓派4、按图将实物连接好，并根据上图单总线协议编写程序四、深化（加深对基本能力的体会），5分钟通过从可行的代码里提取出单总线协议部分代码封装成驱动库的形式。五、归纳(知识和能力)，3分钟本实验利用MQ-2气敏传感器对煤气设备进行长时间的数据收集，并实时对数据分析。很多智能传感器将分析部分通过arm芯片或者fpga、DSP等芯片固化在传感器里边。六、训练、巩固、拓展、检验，2分钟上网查找商用的煤气漏气检测装置的内部结构，会分析简单的电路。七、总结，2分钟在了解气敏传感器的结构和工作原理，实现根据声音气敏传感器得到的模拟量值，调用Python的2D图形库绘制折线图进行数据呈现，同时采集数据与预先设定的临界值进行比较，利用树莓派的GPIO库提供的功能，通过继电器模块对风扇进行控制，模拟实现对煤气泄漏情况的处理。。课后作业：无。教学单元20实现冰箱湿度检测器周次10时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型c)能简单封装相关代码成为驱动库的形式d)独立编程、排错能力教学要求理解温、湿度传感器的数据获取教学重点：使用python实现温、湿度传感器的数据获取教学难点：使用python实现温、湿度传感器的数据获取实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，树莓派，DHT11温湿度传感器教学过程备注一、告知（教学内容、目的），20分钟1、介绍温、湿度传感器的数据获取程序逻辑二、引入（任务项目），18分钟本节课的任务基于单总线协议进行python编程。让树莓派能够与DHT11温湿度传感器模块进行通信并获取当前的温湿度显示于屏幕。三、操练（掌握初步或基本能力），30分钟1、连接传感器及树莓派2、启动树莓派、设置与PC机的网络连接3、通过putty连接树莓派4、按图将实物连接好，并根据上图单总线协议编写程序四、深化（加深对基本能力的体会），5分钟通过从可行的代码里提取出单总线协议部分代码封装成驱动库的形式。五、归纳(知识和能力)，3分钟本实验利用DHT11温湿度传感器进行温湿度收集，不同传感器传送数据通过不同的协议。而DHT11采用单总线协议，实践中需要编程写协议的能力。六、训练、巩固、拓展、检验，2分钟上网查找商用的温湿度传感器内部结构，会分析简单的电路。七、总结，2分钟在了解气敏传感器的结构和工作原理，实现根据声音气敏传感器得到的模拟量值，调用Python的2D图形库绘制折线图进行数据呈现，同时采集数据与预先设定的临界值进行比较，利用树莓派的GPIO库提供的功能，通过继电器模块对风扇进行控制，模拟实现对煤气泄漏情况的处理。。课后作业：无。教学单元21介绍称重传感器周次11时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型c)能描述传感器的基本功能及分类d)独立编程、排错能力教学要求理解称重传感器基本概念、类别、基本原理理解称重传感器的选用、故障现象、检测方法理解HX711模数转换器的工作原理学会将HX711模数转换器模块接入树莓派教学重点：学习称重传感器原理及通过ADC接入树莓派并获取数据实验教学难点：理解称重传感器原理实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，树莓派，称重传感器、HX711模数转换器模块教学过程备注一、告知（教学内容、目的），20分钟1、理解称重传感器基本概念、类别、基本原理2、理解称重传感器的选用、故障现象、检测方法3、理解HX711模数转换器的工作原理，获得1g的精度，24位精度4、学会将HX711模数转换器模块接入树莓派二、引入（任务项目），3分钟本节课的任务是通过编程获取称重传感器的数值。实验是根据下图进行连接。三、操练（掌握初步或基本能力），25分钟1、连接传感器及树莓派2、启动树莓派、设置与PC机的网络连接3、通过putty连接树莓派4、配置HX711模数转换模块5、连接HX711模数转换模块与称重传感器模块6、通过python编程获取ADC的编码输出四、深化（加深对基本能力的体会），15分钟通过上网查找通过ADC获得传感器的编码，此编码如何与重量挂钩。（后面编程的修正量的计算）五、归纳(知识和能力)，5分钟通过多次传感器接入树莓派的操作，都基本上遵循一定规律：连接传感器到树莓派GPIO口。如果传感器输出为模拟量，则根据应用需求选择一款ADC芯片。如果传感器模块通过某种协议输出，则激活树莓派相关协议的功能，下载通用的python操作此类接口的库。通过学习简单的接口调用例子，再修改以适应当前的传感器模块并获得可靠的数值。六、训练、巩固、拓展、检验，10分钟通过收集ADC编码输出以及此编码对应的重量，找出编程的修正量。七、总结，2分钟作为家用电子秤产品，如何让设计重质量上达到更高的素质，以差不多的价格制作能用上多年不坏的产品，让中国制作迈向更高一个层次。课后作业：无。教学单元22制作具有语音播报的智能电子秤周次11时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型c)能描述传感器的基本功能及分类d)独立编程、排错能力教学要求介绍语音播报python库eSpeak编程实现智能电子秤教学重点：编程实现具有语音播报，精度为1g的智能电子秤教学难点：理解程序的运行逻辑实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，树莓派，称重传感器、HX711模数转换器模块教学过程备注一、告知（教学内容、目的），20分钟1、介绍语音播报python库eSpeak2、梳理一些程序的逻辑二、引入（任务项目），3分钟本节课的任务是实现具有语音播报，精度为1g的智能电子秤。三、操练（掌握初步或基本能力），30分钟1、连接传感器及树莓派2、启动树莓派、设置与PC机的网络连接3、通过putty连接树莓派4、连接HX711模数转换模块与称重传感器模块5、通过python编程实现具有语音播报，精度为1g的智能电子秤四、深化（加深对基本能力的体会），10分钟由于电子秤具有便捷的移动性，而智能家具一般需要上网才能工作。所以可以通过配置树莓派的wifi，让其一开始工作就能连上家庭的网络。有能力的同学课后还可以为此提供个连接界面。五、归纳(知识和能力)，5分钟通过多次传感器接入树莓派的操作，都基本上遵循一定规律：连接传感器到树莓派GPIO口。如果传感器输出为模拟量，则根据应用需求选择一款ADC芯片。如果传感器模块通过某种协议输出，则激活树莓派相关协议的功能，下载通用的python操作此类接口的库。通过学习简单的接口调用例子，再修改以适应当前的传感器模块并获得可靠的数值。六、训练、巩固、拓展、检验，10分钟通过网络，整理出树莓派通过I2C口连接显示屏，并显示“新一代的中国制造”。七、总结，2分钟使用树莓派连接多个模块，需要保证模块的连接不出错，剩下的就是编写程序了。课后作业：无。教学单元23检测双轴遥杆周次12时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型c)能描述传感器的基本功能及分类d)独立编程、排错能力教学要求理解三轴加速度传感器的工作原理、选型以及应用理解遥杆传感器工作原理了解遥感传感器的组成结构通过万用表遥感传感器进行检测教学重点：编程实现具有语音播报，精度为1g的智能电子秤教学难点：理解程序的运行逻辑实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，万用表，遥杆传感器教学过程备注一、告知（教学内容、目的），25分钟1、介绍三轴加速度传感器的工作原理、选型以及应用2、介绍遥杆传感器工作原理3、介绍遥感传感器的组成结构4、介绍如何万用表遥感传感器进行检测二、引入（任务项目），3分钟本节课的任务是检测双轴遥杆，包括X轴遥杆的检测、y轴遥杆的检测及开关的检测。三、操练（掌握初步或基本能力），30分钟(1)X轴遥杆的检测使用数字万用表20KΩ挡，面向模块的编号（例如：HW-504）,将黑表笔接GND端口，红表笔接VRx，遥杆处于中间状态（没有移位）时的电阻值为3.5KΩ，摇动遥杆往左边，可以测得电阻值逐渐减小，当遥杆到达最左边位置时，阻值为0，接着摇动遥杆往右边，可以测得电阻值逐渐减增大（线性变化），当遥杆到达最右边位置时，阻值为5KΩ。模块接上5V电压后，调整数字万用表的挡位为20V直流挡，测量VRx和GND之前的电压，随着遥杆从最左边到最右边，电压值逐渐由0增大到5V。(2)Y轴遥杆的检测使用数字万用表20KΩ挡，面向模块的编号（例如：HW-504）,将黑表笔接GND端口，红表笔接VRy，遥杆处于中间状态（没有移位）时的电阻值为4KΩ，摇动遥杆往上边，可以测得电阻值逐渐减小，当遥杆到达最左边位置时，阻值为0，接着摇动遥杆往下边，可以测得电阻值逐渐减增大（线性变化），当遥杆到达最右边位置时，阻值为5KΩ。模块接上5V电压后，调整数字万用表的挡位为20V直流挡，测量VRy和GND之前的电压，随着遥杆从最上边到最下边，电压值逐渐由0增大到5V。(3)遥杆开关的检测使用数字万用表蜂鸣挡,将黑表笔接GND端口，红表笔接SW，遥杆未按时，遥杆开关处于断开状态，此时万用表蜂鸣器不会发声，当按下遥杆时，遥杆开关处于接通状态，此时万用表蜂鸣器发声。上述检测完成，表示遥杆处于正常的状态。四、深化（加深对基本能力的体会），13分钟可以通过ADC以及树莓派，通过电流电压的变化，将其改造成为数字版本。五、归纳(知识和能力)，5分钟很多情况下，看似复杂的传感器，其实里面就是个可变电阻。我们可以根据实际的情况选择使用。六、训练、巩固、拓展、检验，2分钟通过网络，整理出树莓派通过I2C口连接显示屏，并显示“新一代的中国制造”。七、总结，2分钟使用树莓派连接多个模块，需要保证模块的连接不出错，剩下的就是编写程序了。课后作业：无。教学单元24实现智能拐杖功能周次12时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型c)能描述传感器的基本功能及分类d)独立编程、排错能力教学要求理解三轴加速度传感器的工作原理、选型以及应用通过I2C协议，编写三轴加速度传感器的数据获取将三轴的反应的斜度信息通过LCD1602显示教学重点：编程实现三轴加速度传感器的数据获取教学难点：三轴加速度传感器的数据获取实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，树莓派，MPU6050模块、LCD1602模块教学过程备注一、告知（教学内容、目的），20分钟1、介绍三轴加速度传感器的工作原理、选型以及应用2、介绍如何通过I2C协议，编写三轴加速度传感器的数据获取3、介绍如何将三轴的反应的斜度信息通过LCD1602显示二、引入（任务项目），3分钟本节课的任务使用Python代码去获取三轴加速度模块的x,y,z轴的加速度数据，并将获到的数据显示在LCD1602上，提供方便感应当前路面的倾斜度等功能。接下来开始任务的实施。三、操练（掌握初步或基本能力），30分钟1、连接传感器及树莓派2、启动树莓派、设置与PC机的网络连接3、通过putty连接树莓派4、连接LCD1602模块与MPU6050传感器模块5、通过python编程实现四、深化（加深对基本能力的体会），10分钟观察传感器获取的数据，一般抖动的厉害，需要有一种滤波的方法将较为平稳的数据显示出来。请搜索一些这类型算法。五、归纳(知识和能力)，5分钟陀螺仪传感器属于成熟的产品，广泛用于手机、汽车等产品。但是一般需要通过自己动手连接并获取数据后，才更好地了解获取的数据需要一定的算法辅助。六、训练、巩固、拓展、检验，10分钟通过网络，整理出树莓派通过I2C口连接显示屏，并显示“新一代的中国智能拐杖”后才显示数据。七、总结，2分钟使用树莓派连接多个模块，需要保证模块的连接不出错，剩下的就是编写程序了。课后作业：无。教学单元25实现智能保险箱接近报警功能周次13时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型c)能描述传感器的基本功能及分类d)独立编程、排错能力教学要求理解旋转编码器的工作原理编写超声波模块代码并执行代码使用PyCharm软件进行开发、调试教学重点：编写超声波模块代码并执行代码教学难点：编写超声波模块代码并执行代码实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，树莓派，超声波传感器模块教学过程备注一、告知（教学内容、目的），20分钟1、介绍旋转编码器的工作原理2、介绍超声波模块代码并执行代码3、介绍使用PyCharm软件进行开发、调试二、引入（任务项目），3分钟本次的任务需要使用Python语言开发实现智能保险箱接近报警功能，该功能使用超声波模块作为接近报警的传感器，当用人接近超声波模块时程序识别到接近距离的上限则使用三色灯模块进行报警提示。接下来开始任务的实施。三、操练（掌握初步或基本能力），30分钟1、连接传感器及树莓派2、启动树莓派、设置与PC机的网络连接3、通过putty连接树莓派4、连接超声波模块、三色灯模块5、通过python编程实现接近报警四、深化（加深对基本能力的体会），10分钟通过配置Pycharm，可以在PC机端调试树莓派里的python代码。此技巧可以更加方便地开发更为复杂的代码。五、归纳(知识和能力)，5分钟同一种传感器，可以在不同的项目中使用。通过归纳总结，能更好地融会贯通。六、训练、巩固、拓展、检验，10分钟制作好的实物可以不断地测试，试一下关键时刻是否能报警。发现问题及时改代码。七、总结，2分钟掌握使用pycharm软件开发智能保险箱接近报警功能开发方法，实现当有人接近保险箱时双色LED灯显示红色，当离开保险箱时显示绿色的程序设计。课后作业：无。教学单元26实现智能保险箱密码开锁功能周次13时数2授课班级教学目的及要求：（需包括但不限于以下内容：）素质目标独自阅读科技文章查阅英文数据表能力能力目标a)能在拆开的机器里找到传感器b)能迅速对项目进行传感器的选型c)能描述传感器的基本功能及分类d)独立编程、排错能力教学要求理解旋转编码器的工作原理编写并封装旋转编码器的代码将旋转编码器、LCD1602、超声波模块、三色灯模块连接至树莓派使用PyCharm软件进行开发、调试教学重点：编写超声波模块代码并执行代码教学难点：编写超声波模块代码并执行代码实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，树莓派，旋转编码器、LCD1602、超声波模块、三色灯模块教学过程备注一、告知（教学内容、目的），20分钟1、介绍旋转编码器的工作原理2、介绍并封装旋转编码器的代码3、介绍如何将旋转编码器、LCD1602、超声波模块、三色灯模块连接至树莓派及注意事项二、引入（任务项目），3分钟本次的任务需要使用Python语言开发实现智能保险箱密码开锁功能，该功能使用旋转编码器作为密码输入的媒介。当用户旋转旋转编码器时在Python终端中提示当前编码的数字。接下来开始任务的实施。三、操练（掌握初步或基本能力），30分钟1、连接传感器及树莓派2、启动树莓派、设置与PC机的网络连接3、通过putty连接树莓派4、连接旋转编码器、LCD1602、超声波模块、三色灯模块5、通过python编程实现智能保险箱密码开锁功能四、深化（加深对基本能力的体会），10分钟由于树莓派已经连接到互联网，将开锁失败的情况用邮件方式通知，例如发到123456@。通知内容：开锁时间、密码。五、归纳(知识和能力)，5分钟同一种传感器，可以在不同的项目中使用。通过归纳总结，能更好地融会贯