开启左侧

北大附中陈清伟——一种便于中小学生使用的Arduino系统

[复制链接]
发表于 2016-10-28 12:42:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
        Arduino是一个基于开放原始码的软硬件平台,构建于开放原始码simple I/O介面版,并且具有使用类似Java,C语言的Processing/Wiring开发环境。该平台由两部分组成:硬件(包括微处理器、电路板等)和软件(编程接口和语言)。平台的两部分都是开源的,如果需要,可以下载Arduino的图表、购买需要的所有独立部件、切割电路板并制作一个电路板。Arduino具有类似java、C语言的开发环境。可以快速使用Arduino语言与Flash或Processing等软件完成互动作品。Arduino能够使用开发完成的电子元件,如Switch、Sensors或其它控制器、LED、步进电机或其它输入/输出装置,同时,Arduino也可以成为独立与软件沟通的平台,如flash、Processing、Max/MSP或其它互动软件。
        Arduino能通过各种各样的传感器来感知环境,通过控制灯光、马达和其他的装置来反馈、影响环境。一般传感器模块都有三个信号接口:供电、地和信号口。目前市面上Arduino主板供电和地接口较少,如果一个作品功能复杂,需要主板上接多个传感器模块时,往往需要通过面包板克服供电和地接口不够的问题,如图1、2所示:
图片 1.png
图 1  传统面包板电路
图片 2.png
图 2  附加面包板的Arduino电路
        如果电路较简单,用面包板搭建方便、简洁,但是当电路相对较复杂或者主板上接的传感器较多时,对于中小学生来说,容易出错,而且调试电路时不容易查错。针对这种现象,一种新的Arduino套件产生了,如图所示:
图片 3.png
图 3  全新Arduino套件
图片 4.png
图 4  带有OLED显示屏的主板
图片 5.png
图 5  插有多个传感器模块的主板  
        市场上现有Arduino套件与此种Arduino系统的对比分析如下:
        1. 传统主板只有几个供电和地接口,当外接模块较多时,需要使用扩展板;此系统主板接口较多,无需使用扩展板。
        2. 大多数传统Arduino套件使用离散元器件,需要使用面包板搭建电路;此系统将所有传感器模块化,并直接通过定制的连接线按颜色进行插拔,操作简单,不易出错。
        3. 传统主板供电电流不超过1A,只能带动一个舵机;此系统主板空载时供电电流可达到5A,可同时带动两个舵机。
        4. 传统主板无显示屏,需要外接LCD1602,而且只能显示字符和数字,最多显示32个字符。此系统主板上通过IIC总线嵌入了OLED显示屏,并且自编了字符函数库和汉字函数库,能够显示字符、数字和汉字,最多可显示64个字符。学生做的一些显示屏图案如下图所示:
图片 6.png
图 6  显示屏之“祝您安康”
图片 7.png
图 7  显示屏之“大象”
        基于此套自主研发的模块,学生的创造力被最大化激发,做出了大量的优秀作品,有的基于家庭生活需求,有的基于学校需求,有的为了美观。其中一部分作品申请了发明专利,并已受理,还有一部分发表了科技论文,也已刊出。
        如果你对这套Arduino系统感兴趣,请发邮件到chenqingwei@pkuschool.edu.cn

        以上便是我们给大家带来的创客教育先行者陈清伟老师系列报道之二,后续我们会继续报道陈清伟老师指导的学生优秀作品,欢迎大家持续关注~


i创学院微信公众号二维码.jpg
微信扫描二维码关注“i创学院”
回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

精彩课程推荐

关于我们

帮助中心

商务合作

点击这里给我发消息

关注微信公众号

Copyright © 2016-2017 i创学院 - 上海享渔教育科技有限公司 Powered by Discuz!     ( 沪ICP备16033954号-1 )