传感器技术项目式教程（基于树莓派与Python）（AI助学）-教案 第15-28

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，能更好地融会贯通。体会多种模块共同运作的经验方法。六、训练、巩固、拓展、检验，10分钟再添加功能:如果开锁连续失败3次，锁定1分钟。七、总结，2分钟在理解完旋转编码器的工作原理后，编写一个智能保险箱的密码开锁功能，要求使用旋转编码器作为输入密码介质，每输入一个密码并在液晶屏上显示，输入正确密码时提示用户输入正确。在学习掌握编写智能保险箱接近报警功能与智能保险箱密码开锁功能后，将其整合在一起实现完整的智能保险箱功能，并在代码中添加异常处理、线程语句让代码更完善。。课后作业：调研一下指纹锁的使用，如何接入树莓派及通过编程控制教学单元27实现智能空调根据当前温度调控功率功能周次14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、排错能力教学要求认识DS1302时钟芯片认识PWM调制方式将LCD1602模块、DS1302时钟芯片、温湿度传感器模块连接至树莓派使用PyCharm软件进行开发、调试理解温度变化引起PWM调制变化，从而让空调功率变化教学重点：理解温度变化引起PWM调制变化，从而让空调功率变化教学难点：e) 理解温度变化引起PWM调制变化，从而让空调功率变化实验仪器及教具：投影仪、多媒体计算机，树莓派，DS1302时钟芯片、温湿度传感器模块，LCD1602模块、风扇教学过程备注一、告知（教学内容、目的），20分钟1、介绍DS1302时钟芯片2、介绍PWM调制方式3、介绍如何将LCD1602模块、DS1302时钟芯片、温湿度传感器模块连接至树莓派及注意事项4、介绍温度变化引起PWM调制变化，从而让空调功率变化二、引入（任务项目），3分钟需要使用Python语言开发实现智能空调显示温湿度功能与当前时钟功能，该功能使用DS1302时钟芯片、DHT11温湿度传感器，实现当开启设备时在LCD1602中显示当前的时间与当前的温度与湿度的数据。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、将LCD1602模块、DS1302时钟芯片、温湿度传感器模块连接至树莓派5、通过python编程实现智能空调根据当前温度调控功率功能四、深化（加深对基本能力的体会），15分钟间隔一段时间将当前时间、当前温湿度及PWM调制变化写入数据库，方便日后分析。五、归纳(知识和能力)，5分钟PWM调制被用于例如开关电源、调速电钻等电子设备中。为了省电，自动调节功率空调也用了PWM调制。空调系统根据温湿度传感器的数值自动调节PWM信号，从而让压缩机增减功率运作。六、训练、巩固、拓展、检验，5