Scratch測控傳感器的研發(fā)與創(chuàng)意應(yīng)用

本書以Scratch為教學(xué)語言，介紹了如何將計(jì)算機(jī)的鍵盤、鼠標(biāo)、話筒、攝像頭作為傳感器研究藝術(shù)、科學(xué)和工程領(lǐng)域的問題，并將研究結(jié)論撰寫成研究論文。在程序設(shè)計(jì)上，本書從零起點(diǎn)開始，涉及Scratch 2.0和Scratch 1.4常見的程序結(jié)構(gòu)和算法； 在硬件上，本書深入淺出地從原理層面上介紹了各種計(jì)算機(jī)外部設(shè)備的獲取信息的原理； 在學(xué)科定位上，本書以信息技術(shù)學(xué)科為核心，將傳感器作為實(shí)現(xiàn)“測量—控制”的關(guān)鍵，體現(xiàn)了信息技術(shù)中信息的獲取、存儲(chǔ)、分析、表達(dá)的全過程，并且涉及與信息技術(shù)相關(guān)的其他學(xué)科； 在教學(xué)上，本書既適合大班教學(xué)，又適合學(xué)生自學(xué)。本書由從免費(fèi)硬件到付費(fèi)硬件、從簡單程序到復(fù)雜算法、從藝術(shù)到研究再到工程、從學(xué)習(xí)別人的案例到自己研發(fā)測控傳感器的應(yīng)用案例4條主線出發(fā)，比較系統(tǒng)地介紹了研究性學(xué)習(xí)所需要的編程能力和數(shù)據(jù)分析方法，比較全面地涉及了“科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)”領(lǐng)域(STEM教育)的相關(guān)內(nèi)容。

本書面向Scratch入門的師生以及課程研究人員，既可作為中、小學(xué)相關(guān)課程教材，也可作為青少年科技創(chuàng)新活動(dòng)的參考用書。

第1章Scratch語言基礎(chǔ)知識(shí)

1.1Scratch語言簡介

1.2第一個(gè)Scratch 2.0程序

1.2.1注冊(cè)Scratch賬號(hào)

1.2.2使用幫助菜單完成第一個(gè)Scratch程序

1.3Scratch 1.4和Scratch 2.0的區(qū)別

1.4開始使用Scratch網(wǎng)站

1.4.1評(píng)論他人作品

1.4.2管理個(gè)人信息

1.4.3管理作品集

1.4.4瀏覽作品

1.4.5好友管理

1.5動(dòng)畫基礎(chǔ)

1.5.1跳舞的螃蟹

1.5.2派對(duì)舞會(huì)

1.5.3致意賀卡

1.6游戲基礎(chǔ)

1.6.1變裝游戲

1.6.2捉迷藏

1.6.3初級(jí)迷宮

1.6.4初級(jí)乒乓球

1.7用Scratch語言撰寫一個(gè)研究報(bào)告

第2章計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)配置傳感器的應(yīng)用和改裝

2.1按鍵速度的研究——第一個(gè)研究型程序

2.1.1硬件準(zhǔn)備

2.1.2搭建程序

2.1.3進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

2.1.4數(shù)據(jù)處理

2.1.5評(píng)價(jià)反思

2.2用鍵盤組成的樂隊(duì)

2.2.1硬件準(zhǔn)備

2.2.2搭建程序

2.2.3實(shí)際應(yīng)用

2.2.4評(píng)價(jià)反思

2.3拆掉鍵盤——樓梯鋼琴

2.3.1硬件準(zhǔn)備

2.3.2搭建程序

2.3.3實(shí)際應(yīng)用

2.4用鼠標(biāo)左鍵改裝的報(bào)警器

2.4.1硬件準(zhǔn)備

2.4.2搭建程序

2.4.3實(shí)際應(yīng)用

2.4.4評(píng)價(jià)反思

2.5用鼠標(biāo)滾輪改裝的曲線測量儀

2.5.1硬件準(zhǔn)備

2.5.2搭建程序

2.5.3實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)處理

2.5.4評(píng)價(jià)反思

2.6用鼠標(biāo)制作畫圖板

2.6.1搭建程序

2.6.2評(píng)價(jià)反思

2.7用鼠標(biāo)模擬觸摸屏功能

2.7.1功能分析

2.7.2搭建程序

2.7.3評(píng)價(jià)反思

2.8用麥克風(fēng)音量值控制的闖關(guān)游戲

2.8.1游戲設(shè)計(jì)

2.8.2程序搭建

2.8.3游戲體驗(yàn)與改進(jìn)

2.8.4評(píng)價(jià)反思

2.9用耳機(jī)線實(shí)現(xiàn)雙機(jī)通信

2.9.1硬件準(zhǔn)備

2.9.2搭建程序

2.9.3實(shí)際應(yīng)用

2.9.4評(píng)價(jià)反思

2.10改造麥克風(fēng)——計(jì)數(shù)器的實(shí)現(xiàn)

2.10.1實(shí)現(xiàn)原理

2.10.2硬件改造

2.10.3程序編寫

2.10.4改進(jìn)提高

2.11用攝像頭制作逐幀動(dòng)畫

2.11.1硬件準(zhǔn)備

2.11.2獲取圖像

2.11.3用攝像頭拍攝逐幀動(dòng)畫

2.11.4攝像頭連續(xù)拍照的間隔時(shí)間研究

2.12使用攝像頭研究單擺的運(yùn)動(dòng)

2.12.1實(shí)驗(yàn)裝置

2.12.2獲取單擺的運(yùn)動(dòng)圖像

2.12.3用圖章技巧生成位置—時(shí)間圖像

2.13用視頻分析法研究人的步行姿態(tài)

2.14用圖像識(shí)別的方法分析運(yùn)動(dòng)軌跡

2.15用顏色識(shí)別的方法識(shí)別數(shù)字

2.15.1獲取數(shù)字圖像的并集

2.15.2獲取顏色識(shí)別的算法

2.15.3將圖片識(shí)別為數(shù)字

2.16在Scratch2.0下用攝像頭制作體感游戲

2.16.1攝像頭部分的核心代碼

2.16.2我的第一個(gè)攝像頭體感游戲

2.16.3讓角色跟著手指動(dòng)

2.16.4評(píng)價(jià)反思

第3章Scratch測控板的原理及應(yīng)用

3.1Scratch測控板的常見類型

3.2Scratch測控板入門——傳感器的連接

3.3Scratch測控板的二值量的使用

3.3.1投票裝置

3.3.2按鈕計(jì)數(shù)器

3.3.3啟動(dòng)裝置

3.3.4報(bào)警器

3.3.5用4個(gè)端口制作方向控制游戲

3.4二值量的組合應(yīng)用：38譯碼器

3.4.138譯碼裝置的原理

3.4.2用銅箔制作一個(gè)簡單的38譯碼器

3.4.3制作鍵盤式的38譯碼器

3.4.4互動(dòng)效果設(shè)計(jì)

3.5標(biāo)定實(shí)驗(yàn)入門——滑桿傳感器的標(biāo)定

3.5.1用滑桿傳感器玩互動(dòng)游戲

3.5.2用滑桿傳感器制作卡尺

3.5.3確定游標(biāo)卡尺的分度值

3.6曲線關(guān)系的標(biāo)定初步——光敏黑白掃描儀

3.6.1利用光敏電阻實(shí)現(xiàn)灰度識(shí)別

3.6.2計(jì)算機(jī)作為光源的灰度掃描儀

3.6.3改進(jìn)程序使其拼接效果更好

3.7曲線關(guān)系的標(biāo)定提高——光場的研究

3.7.1探究LED燈的等效功率

3.7.2探究光強(qiáng)與距離的關(guān)系——制作一把光尺

3.7.3探究平面光場的光強(qiáng)

3.8曲線關(guān)系的直化——用Scratch測控板測電阻

3.8.1實(shí)驗(yàn)裝置

3.8.2確定穩(wěn)定的對(duì)應(yīng)關(guān)系

3.8.3標(biāo)定實(shí)驗(yàn)

3.8.4曲線的直化

3.8.5檢驗(yàn)并修正

3.8.6討論

3.9如何通過測量實(shí)現(xiàn)精確的控制

附錄LabplusScratchBox套件說明

參考文獻(xiàn) 2100433B

Scratch測控傳感器的研發(fā)與創(chuàng)意應(yīng)用

作者：吳俊杰、梁森山

定價(jià)：50元

印次：1-4

ISBN：9787302372479

出版日期：2014.11.01

印刷日期：2017.09.19

出版社：清華大學(xué)出版社

《傳感器與測控電路》共有7章，第一章為傳感器與測控電路基礎(chǔ)，第二章為常用傳感器工作原理與應(yīng)用，第三章為常用傳感器實(shí)用電路，第四章為單片機(jī)接口電路及應(yīng)用，第五章為智能傳感器與數(shù)據(jù)采集，第六章為測控電路的抗干擾措施，第七章為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)測控系統(tǒng)實(shí)例。

《傳感器與測控電路》可作為從事測控技術(shù)和自動(dòng)化工作的工程技術(shù)人員的參考書，亦可作為自動(dòng)化專業(yè)本科生的教學(xué)參考書。

第一章 傳感器與測控電路基礎(chǔ)

第一節(jié) 傳感器與測控電路的基本概念

一、測控技術(shù)的定義

二、測控與轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

三、測控與轉(zhuǎn)換技術(shù)的任務(wù)

四、測控技術(shù)的發(fā)展方向

第二節(jié) 傳感器與傳感器技術(shù)的發(fā)展

一、傳感器

二、傳感器的組成

三、傳感器的作用與地位

四、傳感器的分類和選用

五、傳感器技術(shù)的發(fā)展

第三節(jié) 傳感器的特性

一、靜態(tài)特性

二、動(dòng)態(tài)特性

第四節(jié) 測量與儀器儀表知識(shí)

一、測量基本知識(shí)

二、測量方法與分類

三、測量儀表及其特性

四、智能儀器

五、虛擬儀器技術(shù)

第二章 常用傳感器工作原理與應(yīng)用

第一節(jié) 電阻式傳感器

一、電位器式電阻傳感器

二、應(yīng)變式電阻傳感器

三、測量電路

第二節(jié) 電感式傳感器

一、自感式傳感器

二、差動(dòng)變壓器

第三節(jié) 電容式傳感器

一、電容式傳感器的原理及結(jié)構(gòu)形式

二、電容式傳感器的主要特性

三、電容式傳感器的測量電路

第四節(jié) 光電式傳感器

一、光電效應(yīng)

二、光電變換元件

第五節(jié) 熱電式傳感器

一、熱電偶

二、熱電阻

三、熱敏電阻

第六節(jié) 霍爾傳感器

一、霍爾元件的基本工作原理

二、霍爾片的材料和主要參數(shù)

三、霍爾片不等位電勢及溫度誤差的補(bǔ)償

四、傳感器的應(yīng)用

第七節(jié) 智能傳感器

一、智能傳感器的構(gòu)成及特點(diǎn)

二、智能傳感器的應(yīng)用

第八節(jié) 傳感器在汽車檢測中的應(yīng)用

一、可變電阻式液位傳感器的應(yīng)用

二、可調(diào)電感式溢流環(huán)位置傳感器的應(yīng)用

三、光電式傳感器

四、熱敏電阻式溫度傳感器的應(yīng)用

五、氧傳感器的應(yīng)用

六、霍爾式曲軸位置傳感器

第三章 常用傳感器實(shí)用電路

第一節(jié) RLC傳感器實(shí)用電路

一、由電阻應(yīng)變式壓力傳感器構(gòu)成的電子秤電路

二、差動(dòng)變壓器的實(shí)用電路

三、交流水位檢測器

四、電容式液位傳感器制作的自動(dòng)抽水系統(tǒng)電路

第二節(jié) 光電式傳感器實(shí)用電路

一、火焰探測報(bào)警器

二、光電式緯線探測器

三、燃?xì)馄骶咧械拿}沖點(diǎn)火控制器

四、聲光控照明開關(guān)電路

五、用光敏三極管的聲光控節(jié)能燈開關(guān)電路

六、光耦合可逆計(jì)數(shù)器電路

第三節(jié) 熱電式傳感器實(shí)用電路

一、模擬輸出集成溫度傳感器

二、使用AD693的鉑電阻溫度傳感器

三、鉑電阻溫度測控儀電路

四、電熱飲水器溫度控制電路

五、汽車空調(diào)溫度控制器電路

第四節(jié) 霍爾式傳感器實(shí)用電路

一、霍爾轉(zhuǎn)速計(jì)電路

二、霍爾式汽車點(diǎn)火電路

三、位置檢測

第五節(jié) 壓電式傳感器實(shí)用電路

一、壓電式微型料位傳感器及其應(yīng)用電路

二、壓電式力傳感器在電子氣壓表中的應(yīng)用

三、大氣壓力測量儀電路

第六節(jié) 半導(dǎo)體傳感器實(shí)用電路

一、抽油煙機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)及報(bào)警裝置

二、防止司機(jī)酗酒開車控制器

三、便攜礦井瓦斯超限報(bào)警器

四、空氣污染程度監(jiān)測儀

五、濕敏電容濕度/電壓轉(zhuǎn)換電路

六、房間濕度控制電路

七、汽車后玻璃自動(dòng)去濕電路

第四章 單片機(jī)接口電路及應(yīng)用

第一節(jié) 單片機(jī)接口技術(shù)概述

一、單片機(jī)接口電路分類及特點(diǎn)

二、單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì)原則

第二節(jié) 單片機(jī)測量系統(tǒng)的輸入接口

一、前向通道概述

二、模擬輸入通道接口技術(shù)

三、A/D轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)

四、V/F轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)

五、數(shù)字輸入通道接口技術(shù)

第三節(jié) 單片機(jī)在測量系統(tǒng)中的應(yīng)用

一、單片機(jī)在溫度測量系統(tǒng)中的應(yīng)用

二、單片機(jī)在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用

第五章 智能傳感器與數(shù)據(jù)采集

第一節(jié) 智能傳感器的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢

一、智能傳感器的特點(diǎn)

二、智能傳感器的發(fā)展趨勢

三、集成智能傳感器

第二節(jié) 單總線智能溫度傳感器的原理與應(yīng)用

一、DS18B20型智能溫度傳感器的工作原理

二、基于DS18B20構(gòu)成的單片機(jī)溫控系統(tǒng)

第三節(jié) 高精度單片數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

一、AD霤824的性能特點(diǎn)

二、AD霤824的結(jié)構(gòu)及工作原理

三、AD霤824在智能傳感器中的應(yīng)用

第四節(jié) 智能傳感器總線接口技術(shù)

一、USB總線接口

二、I2C總線接口

三、HART協(xié)議簡介

第六章 測控電路的抗干擾措施

第一節(jié) 干擾的類型及產(chǎn)生

一、干擾的類型

二、干擾的產(chǎn)生

三、信噪比和干擾疊加

第二節(jié) 抗干擾的措施

一、屏蔽

二、雜散電磁場干擾及其抑制

三、電網(wǎng)高頻干擾及其抑制

四、測量電路中的自激及其消除

五、接地技術(shù)

六、隔離

七、濾波

八、平衡電路

九、器件內(nèi)部噪聲解決方法

十、外界干擾的解決方法

第七章 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)測控系統(tǒng)實(shí)例

第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

一、傳感器電路

二、信號(hào)調(diào)理電路

三、濾波電路

四、速度傳感器及其信號(hào)處理電路

五、CPU處理系統(tǒng)

六、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)

第二節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)

一、系統(tǒng)要求及特點(diǎn)

二、總體程序及中斷程序流程

第三節(jié) 系統(tǒng)測試及檢驗(yàn)

一、采樣頻率檢驗(yàn)

二、一致性檢驗(yàn)

三、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速采集檢驗(yàn)

四、系統(tǒng)可靠性檢驗(yàn)

參考文獻(xiàn)2100433B

《建施砼配與測控技能提質(zhì)創(chuàng)新的應(yīng)用》簡稱《砼臻集》，主要介紹的是建設(shè)工程項(xiàng)目組織實(shí)施過程中企業(yè)的科技創(chuàng)新與管理創(chuàng)新。