第15课传感器［教学目的与要求］1．学习学生机器人的“主要器官”。2．能够了解传感器的主要功能。3．平等交流，掌握各“器官”的作用。4．能够建立正确的机器人整体概念。5．学会正确对待传感器的工作方式。6．激发对学生机器人这一信息媒体的学习热情。7．尝试用人的“器官”概念理解机器人的“器官”概念。8．为传感器的学习建立合适的实践渠道。［课时安排］建议安排2课时。［教学重点与难点］1．重点：学习学生机器人的“主要器官”。2．难点：理解传感器的功能。［教材分析与教法建议］1．教材的地位与作用本课是机器人部分内容中，传感器部分的重点章节，起到承上启下的作用。传感器的学习在小学信息技术阶段有着重要的意义，是学生理解学生机器人原理、设计学生机器人运动的重要环节，对促发学生的整体概念形成有着举足轻重的作用。本课教学的重点内容在于让学生了解传感器的原理和功能，促进学生的知识迁移。本课是前面知识的总结和提高，也是今后学习的基础。2．教学方法指导（1）本课是练习学生创新能力的实践课，要求学生尽可能多地使用本单元学习的技术。（2）教师应该事先准备好学生制作机器人所需的素材、传感器实物等。（3）本节课的关键是“评价与共享”，这既是指技术上的评价，也是指资源上的共享。全班交流，小组内研究。（4）教师应合理安排好时间，交流部分是本节课的难点，既要运用准确的语言介绍作品，又要给予充分的时间让学生接触实物。［参考资料］传感器是机器人和现实世界之间的纽带。一般根据传感器的工作特征，可以分为：光学传感器（顾名思义就是对光产生反应的传感器，比如红外传感器）、声传感器（比如microphone）、力传感器（比如压敏传感器）、位置传感器（比如陀螺仪）。光传感器：光传感器的范围很广，有最简单的光敏电阻，就是光强度的大小改变电阻的阻值从而实现对光强度的感知，也有目前最复杂的摄像头Camera。然而在我们机器人中，用得最多的是Infra-red红外传感器，其中的红外接近传感器是机器人在运动过程中必不可少的传感器，通过它，目前我们可以获得机器人的在移动过程中与前面障碍物之间的距离，当然这距离非常短。不过，对于我们的机器人来说，这也是目前唯一的可承受的选择。还有一种目前比较有用的红外传感器是叫红外探测器，它不同于上面的红外接近传感器，它没有红外发射器，只有一个红外接受单元，由被测物体发出红外信号。一般用来做热感应用，比如人走近或者动物走进这样的传感器时，它就会产生信号。在生产安全领域用的比较多。对于我们吗，最多就是有人走进的时候能够作为一种感知手段来让机器人获得：“哇，有个发红外线的家伙冲我走过来了”这样的信息。还有一种目前我们也能承受的是摄像头，与之相配套的，能应用于机器人的识别软件和硬件还相对比较少和昂贵，目前成熟的市场产品有美国卡耐基-梅隆大学开发的CMU-Camera套装，但是价格较为昂贵。但是如果我们不用他们的套装，自己开发的话，其它硬件投入相对少了，但是你要对计算机编程相当精通，而且难度相对很大。力传感器：力传感器是用来检测碰撞或者接触信号的，比如机械手的应用，当你放一个东西到机械手的时候，机械手自动抓住它，它就需要力传感器检测东西抓得紧不紧。典型的力传感器是微动开关和压敏传感器。微动开关其实就是一个小开关，通过调节开关上的杠杆长短，能够调节触动开关的力的大小。用来做碰撞检测这是最好不过了。但是这种传感器必须事先确定好力的阀值，也就是说只能实现硬件控制。而压敏传感器是能根据受力大小，自动调节输出电压或者电流，从而可以实现软件控制。声觉传感器：目前最多的也就是麦克风了。主要的问题是如何处理声音信号。当前没有一个比较好的声音解决方案。超声波传感器和红外接近传感器很像，也属于距离探测传感器，但是它能提供比红外传感器更远的探测范围，而且还能提供一个范围的探测而不是一条线的探测。也是目前用的最多的距离传感器之一了。位置和姿态传感器：机器人在移动或者动作的时候必须时时刻刻知道自己的姿态动作，否则就会产生控制中的一个开环问题，没有反馈。位置传感器和姿态传感器就是这个用的。常用...
