科技領域教學系列十:認識工程積木模型套件 - 數字傳感器【光電晶體管】

科技領域教學系列十:認識工程積木模型套件 - 數字傳感器【光電晶體管】

▲(圖/取自智慧機器人網,下同)

文 / 楊晴心

教育部宣布自 108 年起課綱將從原由的七大領域增加為八大領域,也就是增開了「科技領域」這個新領域,以因應未來科技主導的時代。但很多家長會問什麼是科技領域?學生們又該學什麼?師資足不足夠?這一連串的問題已普遍在國內教育圈彌漫起來。

108年課綱中改變最大的是國中及高中職新增了程式設計這門課程,而國小則著重於生活科技的認識,為深入探討這個新領域,智慧機器人網與從事科技領域教學二十多年的宋德震老師合作,將從簡易的模型套件、基礎程式設計,甚至即將面臨的工業4.0時代的相關資訊,智慧機器人網將有系統的完整報導,讓學生們充分理解他們所要面臨的科技時代。

慧魚工程積木於1964年誕生於德國,是目前歐美日普遍運用於國中小淺易入門的基礎程式設計課程教具,是技術性很高的工程技術類積木。

慧魚工程積木的主要部件採優質尼龍塑膠製造,尺寸精確,不易磨損,可以保證反覆拆裝的同時不影響模型結合的精確度;構件的工業燕尾槽專利設計使六面都可併接,獨特的設計可實現隨心所欲的組合與擴充。

利用工業標準的基本構件(機械元件、電氣元件與氣動元件),輔以控制器和編程軟體,運用設計構思和實驗分析,可以實現任何技術過程的還原。

慧魚工程積木更涵蓋了機械、電子、控制、氣動、汽車技術,能原技術和機器人等多層技術領域。

認識慧魚工程積木套件:

《數字傳感器:光電晶體管》

•實驗設備:

•實驗流程:

開關是安裝在電路中控制電流流過的物理裝置。而光敏三極管(光電晶體管)是一個快速的半導體開關裝置。沒有光線照射時,它是常開開關,當被光線照射時,它就被導通,直到光線不再存在。光敏三極管如下圖所示:

因為它是半導體器件,所以極性是至關重要的。晶體管上有紅色標記的一端是集電極:

紅色的一端應該通過紅色的電線連接到 TX 控制器輸入端口中的正輸入端,下圖中畫圈的部分是正輸入端:

另一端則需要接地,TX 控制器帶有接地符號的端口都是“接地電位”端,如下圖所示:

現在,將光電晶體管正確的接到TX控制器上的I1端口,然後讓一個LED燈接到M1端口上:

•之後,在 ROBO Pro 軟體的接口測試窗口中進行正確的傳感器輸入類型設置,本實驗中,我們將 I1 輸入端口的類型設置為“ Digital 5kOhm(Switch) ”,如下圖所示:

在接口測試面板中,點擊M1模式裡的 CW選項,這時你連接的LED燈將點亮:移動LED光源,使其光線直接照射在光電晶體管上,觀察此時I1輸入端的信號發什麼了什麼變化。

程序編寫:

在RoboPro創建一個新文件。設置環境為TX/TXT控制器,使用級別為初學者,在【COM / USB】設置窗口中設置為USB連接、TX控制器類型。之後,將下面的這些模塊拖拽至編程窗口中:

點擊鼠標左鍵框選“馬達輸出”模塊和“時間延遲”模塊:

鬆開鼠標後這兩個模塊將紅色高亮顯示:

將鼠標移到已經選區的模塊上,此時鼠標箭頭變為小手的形狀,點擊鼠標左鍵(此時小手的右下方出現一個黑色的十字圖標)進行拖拽,這樣便複製除了一組新的模塊:

右鍵單擊“數字分支”模塊,在其屬性面板中,將其傳感器類型設置為“Phototransistor”:

分別右鍵單擊“馬達輸出”模塊,設置它們的圖標顯示為“Lamp”。然後設置一個的動作為“On”一個的工作為“Off”:

將另一個 LED 燈接到 TX 控制器上的M2輸出端,在編程窗口中再複製一個“馬達輸出”模塊,設置其顯示圖標為 “ Lamp ” ,動作為 “ On ” 。

最終你的整體程序應為下圖所示:

測試這個程序,這個程序的意思是,當我們用 M2 上的 LED 燈去照射 I1 上的光電晶體管時,由於光電晶體管受到光照導通,產生高電平信號(1),此時 M1 上的 LED 燈點亮, 1 秒中後熄滅。觀察這個過程,如果有問題請檢查電路連接。

科技領域教學系列:

科技領域教學系列一:認識工程積木模型套件

科技領域教學系列二:認識工程積木模型套件

科技領域教學系列三:認識工程積木模型套件

科技領域教學系列四:認識工程積木模型套件-組裝範例

科技領域教學系列五:認識工程積木模型套件-變速器

科技領域教學系列六 :認識工程積木模型套件 - 模擬感測器【 NTC 熱敏電阻】

科技領域教學系列七:認識工程積木模型套件 - 模擬傳感器【超聲波傳感器】

科技領域教學系列八:認識工程積木模型套件 - 模擬傳感器【電位器】

科技領域教學系列九:認識工程積木模型套件 - 數字傳感器【乾簧管】

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