Arduino Blink Challenge
Спонсарскі ўрок ад KEYSIGHT Technologies
У гэтым уроку даследуецца, як інжынеры кампутара і праграмнага забеспячэння працуюць над вырашэннем праблем грамадства, напрыклад, забяспечваюць сістэмы аўтаматычнага ўключэння і выключэння святла. Студэнты працуюць у камандзе, каб наладзіць і запраграмаваць плату Arduino на "мігценне" (г.зн. уключэнне і выключэнне святла з інтэрвалам у 5 секунд і 2 секунды).
- Даведайцеся аб інжынерным праектаванні і рэдызайне.
- Даведайцеся пра схемы, кампутары і праграмнае кадаванне.
- Даведайцеся, як інжынерыя можа дапамагчы вырашыць праблемы грамадства.
- Даведайцеся аб сумеснай працы і вырашэнні праблем.
Узроставыя ўзроўні: 14 - 18
Будаўнічыя матэрыялы (для кожнай каманды)
Неабходныя матэрыялы
- Стартавы камплект Arduino (можна набыць асобна або ў якасці стартавага камплекта)
- Arduino Uno
- 3 ′ USB-кабель
- Непаяльная макет
- 65 правадоў перамычкі
- Трымальнік для макета
- Стартавы камплект Arduino, набыты праз amazon.com або https://www.arduino.cc
- Раздымы
- святлодыёдныя лямпы
- Вентылятар
- Ізалятары
- Макет (неабавязкова)
Выпрабавальныя матэрыялы
Для тэставання выкарыстоўвайце запраграмаваную плату Arduino і святлодыёдныя лямпы. Глядзіце раздзел "Матэрыялы і працэс выпрабаванняў" для пакрокавага падручніка па наладзе Arduino.
матэрыялы
- Для тэставання выкарыстоўвайце запраграмаваную плату Arduino і святлодыёдныя лямпы
Працэс
Пакрокавае кіраўніцтва па наладзе Arduino (для Windows)
У гэтым уроку тлумачыцца, як падключыць плату Arduino да кампутара і загрузіць першы эскіз. Гэта прадастаўляецца і даступна ў Інтэрнэце ад Arduino па адрасе http://arduino.cc/en/Guide/HomePage. Гэтыя інструкцыі прымяняюцца да асяроддзя Windows, але Arduino працуе на Mac OS X і Linux, і вэб-сайт дае пакрокавыя інструкцыі для ўсіх аперацыйных сістэм.
- Атрымайце плату Arduino і USB -кабель: У гэтым уроку мы мяркуем, што вы выкарыстоўваеце Arduino Uno, Arduino Duemilanove, Nano або Diecimila. Калі ў вас ёсць іншая дошка, наведайце http://arduino.cc/en/Guide/HomePage і прачытайце адпаведную старонку гэтага прадукта ў кіраўніцтве па пачатку працы. Вам таксама спатрэбіцца стандартны кабель USB (штэкер да раздыма B): напрыклад, які вы падключыце да USB -прынтара. (Для Arduino Nano замест гэтага вам спатрэбіцца кабель ад A да Mini-B.) (Заўвага: TryEngineering.org рэкамендуе купляць камплекты праз Amazon або іншых рознічных прадаўцоў, якія ўжо ў камплекце з макетамі, свяцільнямі, кабелем ці іншымі дэталямі Выкарыстоўвайце ў далейшым, калі вы вывучаеце больш прасунутыя праблемы Arduino.)
- Спампаваць асяроддзе Arduino: Атрымайце апошнюю версію са старонкі загрузкі. Пасля завяршэння загрузкі распакуйце загружаны файл. Не забудзьцеся захаваць структуру тэчак. Двойчы пстрыкніце папку, каб адкрыць яе. Унутры павінна быць некалькі файлаў і падпапак.
- Падключыце дошку: Arduino Uno, Mega, Duemilanove і Arduino Nano аўтаматычна сілкуюцца ад USB -падлучэння да кампутара або ад знешняга крыніцы харчавання. Калі вы выкарыстоўваеце Arduino Diecimila, вам трэба пераканацца, што плата настроена на харчаванне ад USB -злучэння. Крыніца сілкавання выбіраецца пры дапамозе перамычкі, маленькага кавалачка пластыка, які змяшчаецца на два з трох кантактаў паміж раздымамі USB і сілкаваннем. Праверце, ці знаходзіцца ён на двух кантактах, бліжэйшых да USB -порта. Падключыце плату Arduino да кампутара з дапамогай кабеля USB. Зялёны святлодыёд харчавання (з пазнакай PWR) павінен загарэцца.
- Ўсталяваць драйвера: Ўстаноўка драйвераў для Arduino Uno з Windows7, Vista або XP: Падключыце плату і дачакайцеся, пакуль Windows пачне працэс ўстаноўкі драйвераў. Праз некалькі імгненняў працэс не атрымаецца, нягледзячы на ўсе намаганні. Націсніце на меню Пуск і адкрыйце Панэль кіравання. У панэлі кіравання перайдзіце да сістэмы і бяспекі. Далей націсніце на Сістэма. Пасля таго, як акно сістэмы адкрыта, адкрыйце Дыспетчар прылад. Паглядзіце ў раздзеле Порты (COM і LPT). Вы павінны ўбачыць адкрыты порт пад назвай "Arduino UNO (COMxx)". Пстрыкніце правай кнопкай мышы на порце «Arduino UNO (COmxx)» і абярыце опцыю «Абнавіць праграмнае забеспячэнне драйвера». Далей выберыце опцыю «Агляд драйвера на маім кампутары». Нарэшце, перайдзіце і абярыце файл драйвера Uno, названы «ArduinoUNO.inf», які знаходзіцца ў тэчцы «Драйверы» загрузкі праграмнага забеспячэння Arduino (а не ў падкаталогу «Драйверы USB FTDI»). Калі ваша праграмнае забеспячэнне не дазваляе выбраць пэўны файл, проста выберыце тэчку «Драйверы», і Windows завершыць ўстаноўку драйвера адтуль. Пры падключэнні платы Windows павінна пачаць працэс ўстаноўкі драйвера (калі вы раней не выкарыстоўвалі кампутар з платай Arduino).
- Запусціце прыкладанне Arduino: Двойчы пстрыкніце прыкладанне Arduino.
- Адкрыйце прыклад Blink: Адкрыйце прыклад эскіза святлодыёднага мігцення: Файл> Прыклады> 1. Асновы> Мірганне.
- Выберыце Ваш савет: Вам трэба будзе выбраць запіс у меню Інструменты> Дошка, які адпавядае тыпу Arduino, які вы выкарыстоўваеце.
- Выберыце свой паслядоўны порт: Выберыце паслядоўнае прылада платы Arduino з Інструменты | Меню паслядоўнага порта. Гэта, верагодна, будзе COM3 або вышэй (COM1 і COM2 звычайна зарэзерваваны для апаратных паслядоўных партоў). Каб даведацца, вы можаце адключыць плату Arduino і зноў адкрыць меню; запіс, які знікае, павінен быць платай Arduino. Зноў падключыце плату і абярыце гэты паслядоўны порт.
- Загрузіце праграму: Цяпер проста націсніце кнопку "Загрузіць" у асяроддзі, якое можа выглядаць як стрэлка, якая паказвае направа. Пачакайце некалькі секунд - вы павінны ўбачыць, як святлодыёды RX і TX на плаце мігаюць. Калі загрузка прайшла паспяхова, з'явіцца паведамленне "Загрузка завершана". з'явіцца ў радку стану. Праз некалькі секунд пасля завяршэння загрузкі вы павінны ўбачыць, як шпількавы 13 (L) святлодыёд на плаце пачне міргаць (аранжавым). Калі так, віншую! Вы запусцілі Arduino. Заўвага: Некаторы змест і выявы на гэтай старонцы атрыманы з Arduino.cc праз іх кіраўніцтва па пачатку працы з Arduino (http://arduino.cc/en/Guide/HomePage) Тэкст кіраўніцтва па пачатку працы Arduino ліцэнзуецца па Ліцэнзіі Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0. Узоры кода ў кіраўніцтве перадаюцца ў адкрыты доступ.
Design Challenge
Вы з'яўляецеся часткай каманды інжынераў, якія ставяць перад сабой задачу выкарыстоўваць Arduino, каб святло мігцеў на працягу 5 секунд і выключаўся на працягу 2. Інструкцыі і код на вучнёўскіх аркушах дапамогуць вам даведацца, як запраграмаваць Arduino на мігценне на адну секунду укл. і адну секунду.
Крытэрыі
- Святло павінна ўключацца і выключацца з інтэрвалам у 5 секунд і 2 секунды.
Constraints
Выкарыстоўвайце толькі прадстаўленыя матэрыялы.
- Разбіце клас на каманды па 2 чалавекі.
- Раздайце ліст Arduino Blink Challenge, а таксама некалькі лістоў паперы для стварэння эскізаў.
- Абмяркуйце тэмы ў раздзеле "Асноўныя канцэпцыі". Паспрабуйце спытаць вучняў, як прыпыняюцца прыёмы святлафораў.
- Азнаёмцеся з працэсам інжынернага праектавання, праектаваннем, крытэрыямі, абмежаваннямі і матэрыяламі.
- Перадайце кожнай камандзе свае матэрыялы.
- Растлумачце, што студэнты павінны наладзіць сваю плату Arduino і запраграмаваць яе на "мігценне". Святлодыёдны ліхтар павінен ўключацца і выключацца з інтэрвалам 5 секунд і 2 секунды.
- Пакажыце студэнтам наладзіць свае дошкі Arduino. Выкарыстоўвайце пакрокавае кіраўніцтва па наладзе Arduino ў раздзеле «Матэрыялы і працэс выпрабаванняў».
- Каманды праграмуюць свае платы Arduino
- Каманды правяраюць свае платы Arduino, дэманструючы ўключэнне і выключэнне святла з інтэрвалам у 5 секунд і 2 секунды.
- У класе абмяркуйце пытанні разважанняў вучняў
- Для атрымання дадатковай інфармацыі па гэтай тэме глядзіце раздзел «Капаць глыбей».
Ідэя пашырэння
Патрабуйце ад студэнтаў прымусіць Arduino міргаць па ўзоры SOS ... або дазвольце ім абраць тры іншыя мерапрыемствы (запусціць вентылятар, зрабіць стоп -сігнал і г.д.).
Студэнцкі роздум (інжынерны сшытак)
- Якія праблемы былі ў вас, калі такія былі, пры праграмаванні Arduino, каб ён міргаў і выключаўся з інтэрвалам у 1 секунду? Як вы вырашалі праблемы, з якімі сутыкаліся?
- Вы змаглі наладзіць код, каб змяніць інтэрвалы на 5 секунд уключэння і 2 секунды выключэння?
- Як вы лічыце, ці было гэта больш карысным для вас у камандзе, ці вы палічылі б за лепшае папрацаваць над гэтым у адзіночку? Чаму?
- Што вы думаеце пра Arduino? Ці быў гэта добры спосаб для вас і вашай каманды вывучыць асновы камп'ютэрнага праграмавання?
- Наколькі складаным ці іншым, на ваш погляд, быў бы код, каб даць інструкцыі мабільным тэлефонам прайграць пэўную мелодыю званка?
- Як вы думаеце, што стоп -сігналы выкарыстоўваюць камп'ютэрнае праграмаванне для стварэння шаблону змены агнёў на скрыжаваннях? Як вы думаеце, як каардынаваліся стоп -сігналы да кампутарнай тэхнікі?
Змена часу
Урок можна прайсці ўсяго за 1 клас для старэйшых школьнікаў. Аднак, каб дапамагчы студэнтам не адчуваць прыспешлівасці і забяспечыць поспех студэнтаў (асабліва для малодшых школьнікаў), падзеліце ўрок на два перыяды, даючы студэнтам больш часу на мазгавы штурм, тэставанне ідэй і дапрацоўку іх дызайну. Правядзіце тэставанне і аналіз у наступны класны час.
Пашыраныя прыкладання Arduino?
За мігалкамі
Калі вы завяршылі Arduino Blink Challenge, існуе мноства іншых прыкладанняў для выкарыстання платы Arduino, якія вы можаце паспрабаваць самастойна, у камандзе, у класе або ў вольны час. Вы таксама можаце знайсці дадатковыя падручнікі па адрасе http://arduino.cc/en/Tutorial/HomePage каб паказаць, як чытаць перамыкач, чытаць патэнцыяметр, выкарыстоўваць кнопачку для кіравання святлодыёдам, прайграваць тоны на некалькіх дынаміках, ствараць святлодыёдную дыяграму, адпраўляць тэкставы радок ці нават выводзіць значэнні з датчыка ціску ў якасці вэб-старонка.
Ніжэй прыведзены некаторыя ўзоры ідэй, каб вы маглі ўбачыць, наколькі вашы разнастайныя вылічальныя навыкі рознабаковыя!
Датчыкі кіравання
Паспрабуйце кіраваць знешнім датчыкам з дапамогай Arduino. Вы можаце ўзяць пробу паветра на забруджванне, вызначыць, наколькі светлая тэрыторыя, наладзіць сігналізацыю паводкі з дапамогай датчыка вады ці далучыць датчык руху. Або падумайце аб выкарыстанні Arduino для кіравання датчыкамі, якія вымяраюць электрамагнітныя палі, выбіраюць паветра для вызначэння ўзроўню вільготнасці, вымяраюць тэмпературу, вызначаюць, ці ёсць у паветры газ, або збіраюць дадзеныя з анемометра, які вымярае хуткасць ветру. Вы нават можаце далучыць да Arduino сканер штрых -кода (які імітуе клавіятуру) або клавіятуру.
Візуальныя і аўдыё прыкладання
Ваш arduino можна наладзіць для кіравання сістэмай камеры і кіравання наладамі фатаграфіі. Гэта можна зрабіць з дапамогай большасці абсталявання, у тым ліку камер Nikon, Canon, Sony, Minolta, Olympus і Pentax. Вы нават можаце далучыць да Arduino сканер штрых -кода (які імітуе клавіятуру) або клавіятуру.
Маторы і робататэхніка
Arduino - выдатны інструмент для кіравання рухавікамі і робататэхнікай. Паспрабуйце падключыць рухавікі пастаяннага току або крокавыя рухавікі. Вы можаце кіраваць высокадакладным крокавым рухавіком з дапамогай патэнцыяметра з Arduino.
Супольнасць распрацоўшчыкаў
Расце суполка распрацоўшчыкаў прыкладанняў Arduino, якія дзеляцца кодам, ідэямі і прыкладам. Дадатковая дакументацыя была створана супольнасцю Arduino на публічна рэдагуемай вікі гульнявой пляцоўкі па адрасе http://playground.arduino.cc.
Што такое Arduino?
Вылічэнні з адкрытым зыходным кодам
Arduino-гэта фізічная вылічальная платформа з адкрытым зыходным кодам на аснове простай платы мікракантролера і асяроддзе распрацоўкі для напісання праграмнага забеспячэння для платы. Arduino можна выкарыстоўваць для распрацоўкі інтэрактыўных аб'ектаў, прымаючы ўваходныя дадзеныя ад розных выключальнікаў або датчыкаў, а таксама кіруючы рознымі агнямі, рухавікамі і іншымі фізічнымі вывадамі. Праекты Arduino могуць быць простымі - напрыклад, уключэннем і выключэннем святла - або вельмі складанымі. Дошкі можна сабраць уручную або набыць загадзя сабранымі; праграмнае забеспячэнне з адкрытым зыходным кодам можна спампаваць бясплатна. Праграмнае забеспячэнне Arduino працуе на аперацыйных сістэмах Windows, Macintosh OSX і Linux.
Камп'ютэрнае праграмаванне
Кампутарнае праграмаванне (часта скарочанае да праграмавання або кадавання) - гэта працэс распрацоўкі, напісання, тэсціравання, адладкі і падтрымання зыходнага кода кампутарных праграм. Код можна напісаць на розных мовах праграмавання. Праграмаванне - гэта ў асноўным набор інструкцый, якія кампутар або іншая прылада выкарыстоўвае для выканання задачы - гэта можа быць запальванне святла, адкрыццё дзвярэй або напісанне дакумента.
Асяроддзе распрацоўкі Arduino
Серада распрацоўкі або праграмнае забеспячэнне Arduino змяшчае тэкставы рэдактар для напісання кода, вобласць паведамленняў, тэкставую кансоль, панэль інструментаў з кнопкамі для агульных функцый і шэраг меню. Ён падключаецца да абсталявання Arduino, каб загружаць праграмы і мець зносіны з імі. Праграмнае забеспячэнне, напісанае з дапамогай Arduino, называецца "эскізам". Гэтыя замалёўкі напісаны ў тэкставым рэдактары. Эскізы захоўваюцца з пашырэннем файла .ino. Ёсць магчымасці для выразання/ўстаўкі і пошуку/замены тэксту. Вобласць паведамлення дае зваротную сувязь пры захаванні і экспарце, а таксама адлюстроўвае памылкі. Кансоль адлюстроўвае вывад тэксту з асяроддзя Arduino, уключаючы поўныя паведамленні пра памылкі і іншую інфармацыю. У правым ніжнім куце акна адлюстроўваецца бягучая плата і паслядоўны порт.
Заўвага: Некаторы змест і выявы на гэтай старонцы атрыманы з Arduino.cc з дапамогай рэкамендаванага кіраўніцтва па пачатку працы з Arduino (http://arduino.cc/en/Guide/HomePage). Тэкст Arduino атрыманне пачатае кіраўніцтва прадастаўляецца пад ліцэнзіяй Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0. Узоры кода ў кіраўніцтве перадаюцца ў адкрыты доступ.
- Arduino: фізічная вылічальная платформа з адкрытым зыходным кодам, заснаваная на простай плаце мікракантролера, і асяроддзе распрацоўкі для напісання праграмнага забеспячэння для платы.
- Кампутарнае праграмаванне (часта скарочана да праграмавання або кадавання): працэс праектавання, напісання, тэставання, адладкі і падтрымання зыходнага кода камп'ютэрных праграм.
- Абмежаванні: абмежаванні з матэрыялам, часам, памерам каманды і г.д.
- Крытэрыі: умовы, якім павінен задавальняць дызайн, напрыклад, агульны памер і г.д.
- Інжынеры: вынаходнікі і вырашальнікі праблем свету. Дваццаць пяць асноўных спецыяльнасцей прызнаны ў інжынерыі (гл. інфаграфіку).
- Працэс інжынернага праектавання: інжынеры-тэхнолагі выкарыстоўваюць для вырашэння праблем.
- Інжынерныя звычкі розуму (EHM): шэсць унікальных спосабаў мыслення інжынераў.
- Ітэрацыя: тэставанне і рэдызайн - гэта адна ітэрацыя. Паўтор (некалькі паўтораў).
- Прататып: рабочая мадэль рашэння для тэставання.
Падключэнне да Інтэрнэту
Рэкамендуемы літаратура
- Пачатак праграмавання (ISBN: 978-0672337000)
- Прывітанне Сусвет! Кампутарнае праграмаванне для дзяцей і іншых пачаткоўцаў (ISBN: 978- 1617290923)
- Праграмаванне Arduino Пачатак працы з эскізамі (ISBN: 978-1259641633)
Пісьменніцкая дзейнасць
Напішыце эсэ або абзац, які вызначае тры асноўныя прадукты ці сістэмы, на якія ў значнай ступені паўплывала камп'ютэрнае праграмаванне.
Прывядзенне ў адпаведнасць з рамкамі навучальных праграм
нататка: Планы ўрокаў гэтай серыі ўзгадняюцца з адным або некалькімі з наступных набораў стандартаў:
- ЗША Стандарты навуковай адукацыі (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
- Навуковыя стандарты наступнага пакалення ЗША (http://www.nextgenscience.org/)
- Стандарты Міжнароднай тэхналагічнай адукацыйнай асацыяцыі тэхналагічнай пісьменнасці (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
- Прынцыпы і стандарты школьнай матэматыкі Нацыянальнага савета настаўнікаў матэматыкі ЗША (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
- Агульныя асноўныя дзяржаўныя стандарты ЗША па матэматыцы (http://www.corestandards.org/Math)
- Стандарты інфарматыкі K-12 Асацыяцыі настаўнікаў інфарматыкі (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)
Нацыянальныя стандарты навуковай адукацыі 5-8 класы (10-14 гадоў)
ЗМЕСТ СТАНДАРТ А: Навука як запыт
У выніку дзейнасці ўсе вучні павінны развівацца
- Здольнасці, неабходныя для правядзення навуковых даследаванняў
ЗМЕСТ СТАНДАРТ Б: Фізічныя навукі
У выніку сваёй дзейнасці ва ўсіх вучняў павінна скласціся разуменне
- Уласцівасці і змены ўласцівасцей у рэчыве
- Перадача энергіі
ЗМЕСТ СТАНДАРТ E: Навука і тэхніка
У выніку дзейнасці ў 5-8 класах усе вучні павінны развівацца
- Здольнасці тэхналагічнага праектавання
- Разуменне навукі і тэхнікі
ЗМЕСТ СТАНДАРТ F: Навука ў асабістай і сацыяльнай перспектывах
У выніку дзейнасці ўсе вучні павінны развіваць разуменне
- Рызыкі і выгады
- Навука і тэхніка ў грамадстве
ЗМЕСТ СТАНДАРТ G: Гісторыя і прырода навукі
У выніку дзейнасці ўсе вучні павінны развіваць разуменне
- Навука як справа чалавека
- Гісторыя навукі
Нацыянальныя стандарты навуковай адукацыі 9-12 класы (14-18 гадоў)
ЗМЕСТ СТАНДАРТ А: Навука як запыт
У выніку дзейнасці ўсе вучні павінны развівацца
- Здольнасці, неабходныя для правядзення навуковых даследаванняў
ЗМЕСТ СТАНДАРТ Б: Фізічныя навукі
У выніку сваёй дзейнасці ўсе вучні павінны развіваць разуменне
- Узаемадзеянне энергіі і матэрыі
ЗМЕСТ СТАНДАРТ E: Навука і тэхніка
У выніку дзейнасці ўсе вучні павінны развівацца
- Здольнасці тэхналагічнага праектавання
- Разуменне навукі і тэхнікі
ЗМЕСТ СТАНДАРТ F: Навука ў асабістай і сацыяльнай перспектывах
У выніку дзейнасці ўсе вучні павінны развіваць разуменне
- Навука і тэхніка ў мясцовых, нацыянальных і глабальных праблемах
Нацыянальныя стандарты навуковай адукацыі 9-12 класы (14-18 гадоў)
ЗМЕСТ СТАНДАРТ G: Гісторыя і прырода навукі
У выніку дзейнасці ўсе вучні павінны развіваць разуменне
- Навука як справа чалавека
- Гістарычныя перспектывы
Навуковыя стандарты наступнага пакалення 3-5 класы (узрост 8-11)
Студэнты, якія дэманструюць разуменне, могуць:
- 4-PS3-4. Ужывайце навуковыя ідэі для распрацоўкі, тэсціравання і ўдасканалення прылады, якая пераўтворыць энергію з адной формы ў іншую.
Інжынерны дызайн
Студэнты, якія дэманструюць разуменне, могуць:
- 3-5-ETS1-1. Вызначце простую канструктыўную задачу, якая адлюстроўвае патрэбу ці жаданне, якая ўключае ў сябе зададзеныя крытэрыі поспеху і абмежаванні па матэрыялах, часу або кошту.
- 3-5-ETS1-2.Стварыце і параўнайце некалькі магчымых рашэнняў праблемы, зыходзячы з таго, наколькі кожны з іх можа адпавядаць крытэрам і абмежаванням праблемы.
- 3-5-ETS1-3.Плануйце і правядзіце справядлівыя тэсты, у якіх кантралююцца зменныя і ўлічваюцца кропкі збою, каб вызначыць аспекты мадэлі або прататыпа, якія можна палепшыць.
Навуковыя стандарты наступнага пакалення 6-8 класы (узрост 11-14)
Інжынерны дызайн
Студэнты, якія дэманструюць разуменне, могуць:
- MS-ETS1-1 Вызначце крытэрыі і абмежаванні праблемы праектавання з дастатковай дакладнасцю для забеспячэння паспяховага рашэння з улікам адпаведных навуковых прынцыпаў і патэнцыйнага ўздзеяння на людзей і навакольнае асяроддзе, якія могуць абмежаваць магчымыя рашэнні.
Стандарты інфарматыкі CSTA K-12 6-9 класы (узрост 11-15)
Вылічальнае мысленне:
- 13. Зразумейце паняцце іерархіі і абстракцыі ў вылічэннях, уключаючы мовы высокага ўзроўню, пераклад, набор інструкцый і лагічныя схемы.
супрацоўніцтва:
- 1. Прымяніць прадуктыўнасць/мультымедыйныя прылады і перыферыйныя прылады да групавога супрацоўніцтва і падтрымаць навучанне па ўсёй праграме.
- 3. Супрацоўнічайце з аднагодкамі, экспертамі і іншымі, выкарыстоўваючы практыку сумеснай працы, напрыклад, праграмаванне ў парах, працу ў камандах праектаў і ўдзел у групавых мерапрыемствах актыўнага навучання.
- 4. Пакажыце дыспазіцыі, неабходныя для супрацоўніцтва: забеспячэнне карыснай зваротнай сувязі, інтэграцыя зваротнай сувязі, разуменне і прыняцце розных пунктаў гледжання, сацыялізацыя.
Стандарты інфарматыкі CSTA K-12 6-9 класы (узрост 11-15)
Вылічальная практыка і праграмаванне:
- 1. Выберыце адпаведныя інструменты і тэхналагічныя рэсурсы для выканання розных задач і вырашэння праблем.
- 2. Выкарыстоўвайце мноства мультымедыйных сродкаў і перыферыйных прылад для падтрымкі асабістай прадукцыйнасці і навучання на працягу ўсяго навучальнага плана.
- 5. Укараняйце рашэнні задач з дапамогай мовы праграмавання, у тым ліку: цыклічныя паводзіны, умоўныя аператары, логіку, выразы, зменныя і функцыі.
- 8. Прадэманстраваць схільнасці да адкрытага рашэння праблем і праграмавання (напрыклад, камфорт са складанасцю, настойлівасць, мазгавы штурм, адаптацыйнасць, цярпенне, схільнасць да важдання, творчасць, прыняцце выкліку).
- 9. Збор і аналіз дадзеных, якія выводзяцца з некалькіх запускаў кампутарнай праграмы.
Кампутары і прылады сувязі:
- 1. Прызнайце, што кампутары - гэта прылады, якія выконваюць праграмы.
- 3. Прадэманстраваць разуменне ўзаемасувязі паміж апаратным і праграмным забеспячэннем.
Стандарты інфарматыкі CSTA K-12 9-10 класы (узрост 14-16)
Вылічальнае мысленне:
- 2. Апішыце працэс распрацоўкі праграмнага забеспячэння, які выкарыстоўваецца для вырашэння праграмных задач (напрыклад, праектаванне, кадаванне, тэсціраванне, праверка).
супрацоўніцтва:
- 1. Праца ў камандзе над распрацоўкай і распрацоўкай артэфакта праграмнага забеспячэння.
- 4. Вызначце, як супрацоўніцтва ўплывае на распрацоўку і распрацоўку праграмных прадуктаў.
Вылічальная практыка і праграмаванне:
- 3. Выкарыстоўвайце розныя метады адладкі і тэставання для забеспячэння правільнасці праграмы (напрыклад, тэставыя прыклады, адзінкавае тэставанне, белая скрынка, чорная скрынка, інтэграцыйнае тэсціраванне)
- 4. Прымяненне метадаў аналізу, праектавання і ўкаранення для вырашэння праблем (напрыклад, выкарыстанне адной або некалькіх мадэляў жыццёвага цыкла праграмнага забеспячэння).
- 8. Растлумачце працэс выканання праграмы.
Кампутары і прылады сувязі:
- 4. Параўнайце розныя формы ўводу і вываду.
Стандарты інфарматыкі CSTA K-12 10-12 класы (узрост 16-18)
супрацоўніцтва:
- 3. Ацэньвайце праграмы, напісаныя іншымі для чытальнасці і зручнасці выкарыстання.
Стандарты тэхналагічнай пісьменнасці - усе стагоддзі
Прырода тэхнікі
- Стандарт 3: Студэнты будуць развіваць разуменне адносін паміж тэхналогіямі і сувязяў паміж тэхналогіямі і іншымі галінамі даследавання.
Тэхналогія і грамадства
- Стандарт 4: Студэнты будуць развіваць разуменне культурных, сацыяльных, эканамічных і палітычных эфектаў тэхналогій.
- Стандарт 6: Студэнты выпрацуюць разуменне ролі грамадства ў развіцці і выкарыстанні тэхналогій.
- Стандарт 7: Студэнты выпрацуюць разуменне ўплыву тэхналогій на гісторыю.
дызайн
- Стандарт 8: Студэнты будуць развіваць разуменне атрыбутаў дызайну.
- Стандарт 9: Студэнты будуць развіваць разуменне інжынернага праектавання.
- Стандарт 10: Студэнты выпрацуюць разуменне ролі ліквідацыі непаладак, даследаванняў і распрацовак, вынаходніцтваў і інавацый і эксперыментаў у вырашэнні праблем.
Здольнасці для тэхналагічнага свету
- Стандарт 11: Студэнты будуць развіваць здольнасці прымяняць працэс праектавання.
- Стандарт 12: Студэнты будуць развіваць здольнасці выкарыстоўваць і падтрымліваць тэхналагічныя прадукты і сістэмы.
- Стандарт 13: Студэнты будуць развіваць здольнасці ацэньваць уплыў прадуктаў і сістэм.
Распрацаваны свет
- Стандарт 17: Студэнты выпрацуюць разуменне і змогуць выбіраць і выкарыстоўваць інфармацыйна -камунікацыйныя тэхналогіі.
кампутарная інжынерыя
Інжынерная праца ў камандзе і планаванне
Вы з'яўляецеся часткай каманды інжынераў, задачай якой з'яўляецца выкарыстанне Arduino, каб уключыць святло на 5 секунд і выключыць на 2. Інструкцыі і код ніжэй дапамогуць вам даведацца, як запраграмаваць Arduino мігаць на адну секунду і другі.
Фаза даследавання
Прачытайце матэрыялы, прадстаўленыя вам настаўнікам. Калі ў вас ёсць доступ да Інтэрнэту перад пачаткам дзейнасці, вывучыце вэб -сайт Arduino і азнаёмцеся з логікай праграмнага кода.
Пабудова ланцуга
Каб пабудаваць схему, далучыце рэзістар 220 Ом да высновы 13. Затым далучыце да рэзістара доўгую ножку святлодыёда (станоўчую ножку, званую анодам). Прымацуйце кароткую ножку (адмоўную нагу, званую катодам) да зямлі. Затым падключыце плату Arduino да кампутара, запусціце праграму Arduino і ўвядзіце код ніжэй. Заўвага: У большасці плат Arduino ужо ёсць святлодыёд, прымацаваны да кантакту 13 на самой плаце. Калі вы запусціце гэты прыклад без падлучанага абсталявання, вы павінны ўбачыць, што святлодыёд міргае.
Вы таксама можаце наладзіць мігаценне з дапамогай макета, як на малюнку вышэй. У гэтым выпадку вы будзеце выкарыстоўваць раздымы, каб звязаць Arduino з макетам і зрабіць поўную схему, маючы іншы раз'ём, які вяртаецца да Arduino. Вам таксама трэба ўключыць асобны індыкатар на макеце. Вы можаце зрабіць гэты ўрок у любым выпадку ... з макетам або без яго - гэта залежыць толькі ад таго, якія матэрыялы вы прадаставілі, і калі ваша каманда хоча атрымаць пэўны вопыт на макеце.
Заўвага: Некаторы змест і выявы на гэтай старонцы атрыманы з Arduino.cc праз іх кіраўніцтва па пачатку працы з Arduino (http://arduino.cc/en/Guide/HomePage)
Схема
Гэтая ілюстрацыя або схема паказвае, як працуе схема святла ў Arduino.
код
У прыведзенай ніжэй праграме першае, што вы робіце, гэта ініцыялізаваць кантакт 13 у якасці высновы з лініяй
pinMode (13, OUTPUT);
У галоўным цыкле вы ўключаеце святлодыёд з дапамогай радка:
digitalWrite (13, HIGH);
Гэта пастаўляе 5 вольт на кантакт 13. Гэта стварае розніцу напружання на высновах святлодыёда і запальвае яго. Затым вы выключыце яго з дапамогай радка:
digitalWrite (13, НІЗКІ);
Гэта прымае кантакт 13 да 0 вольт і выключае святлодыёд. Паміж уключэннем і выключэннем вам трэба дастаткова часу, каб чалавек убачыў змены, таму каманды delay () кажуць Arduino нічога не рабіць на працягу 1000 мілісекунд або адной секунды. Калі вы выкарыстоўваеце каманду delay (), за гэты час нічога больш не адбываецца.
/*
Міргаць
Уключае святлодыёд на адну секунду, потым выключае на адну секунду, некалькі разоў.
Гэты прыклад знаходзіцца ў адкрытым доступе.
*/
// Выснова 13 мае святлодыёд, падлучаны да большасці плат Arduino.
// даць яму імя:
INT святлодыёд = 13;
// працэдура налады запускаецца адзін раз, калі вы націскаеце reset:
ануляваць ўстаноўка() {
// ініцыялізаваць лічбавы штыфт у якасці вываду.
pinMode(прывяло, ВЫХАД);
}
// цыкл цыклу працуе зноў і зноў назаўжды:
ануляваць пятля() {
digitalWrite(прывяло, Высокай); // уключыць святлодыёд (HIGH - гэта ўзровень напружання)
затрымка(1000); // пачакаць секунды
digitalWrite(прывяло, LOW); // выключыць святлодыёд, панізіўшы напружанне
затрымка(1000); // пачакаць секунды
}
Адлюстраванне
Запоўніце пытанні разважанняў ніжэй:
1) Якія праблемы былі ў вас, калі такія былі, пры праграмаванні Arduino, каб ён міргаў і выключаўся з інтэрвалам у 1 секунду? Як вы вырашалі праблемы, з якімі сутыкаліся?
2) Вы змаглі наладзіць код, каб змяніць інтэрвалы на 5 секунд уключэння і 2 секунды выключэння?
3) Ці лічыце вы, што гэтая праца была больш карыснай для выканання ў камандзе, ці вы аддалі перавагу б працаваць над ёй у адзіночку? Чаму?
4) Што вы думаеце пра Arduino? Ці быў гэта добры спосаб для вас і вашай каманды вывучыць асновы камп'ютэрнага праграмавання?
5) Наколькі складаным ці іншым, на ваш погляд, быў бы код, каб даць інструкцыі мабільным тэлефонам прайграць пэўную мелодыю званка?
6) Як вы думаеце, што стоп -сігналы выкарыстоўваюць камп'ютэрнае праграмаванне для стварэння шаблону змены святла на скрыжаваннях? Як вы думаеце, як каардынаваліся стоп -сігналы да кампутарнай тэхнікі?
