案例十四:计数篮球架

案例简介

设计一款自动计数篮球架，通过编程实现进球数量自动统计，并在 OLED 显示屏上实时显示。将传统篮球架升级为具备智能计数功能的运动设备，让投篮练习更具趣味性与数据化。

教学准备

名称	图示
哪吒Pro运动套装

教学目标

理解超声波传感器测距原理及其在运动检测中的应用。​

掌握数据统计与 OLED 屏幕实时显示的编程方法。​

培养将物理运动与电子技术结合的创新思维。

课程引入

同学们，在篮球训练中，一个个数投篮次数是不是很麻烦？今天我们要用哪吒 Pro 运动套装制作一个神奇的自动计数篮球架！装上超声波传感器后，它能像眼睛一样精准捕捉进球瞬间，还能自动记录得分。让我们一起用科技为篮球运动 “升级”，感受运动与编程碰撞的魅力！

学习探究

探究超声波传感器如何通过测距变化判断篮球入筐，以及计数逻辑的编程实现。

搭建步骤

硬件连线

将超声波传感器连接到哪吒Pro扩展板的J1接口，将OLED显示屏连接到哪吒Pro扩展板的IIC接口。

代码编程

进入“makecode.microbit.org”，点击新建项目。

在弹出窗口输入项目名称并点击创建。

点击代码抽屉中的扩展。

在弹出界面输入nezha pro并点击搜索图标，在显示nezha pro软件库后点击。同样的方式加载PlanetX软件库。

示例程序

程序链接:https://makecode.microbit.org/_dukDdVPHe9ik

你也可以通过以下网页直接下载程序。

下载程序

使用 USB 线连接 PC 和 micro:bit V2。

连接成功后，电脑上会识别出一个名为 MICROBIT 的盘符。

点击左下角的，选择Connect Device。

点击。

点击。

在弹出窗口选择 BBC micro:bit CMSIS-DAP，然后选择连接，至此，我们的 micro:bit 就已经连接成功。

点击下载程序

总结分享

现象

在理论验证的过程中，将小球放置在超声波传感器前方是可以检测到的，但在实际测试中我们发现如果小球快速通过，超声波传感器会出现检测不到的情况。

优化方向

1.从以上案例中我们发现超声波传感器对快速通过的篮球触发不灵敏，容易检测不到，我们可以在原有的基础上改装篮球架，从超声波检测改为物理接触的碰撞传感器检测。 2.在篮筐下方安装一个挡板，当检测到小球后再打开，保证小球停留的时间足够超声波传感器检测到小球。

扩展知识

超声波传感器工作原理​

超声波传感器通过发射高频声波，并接收反射回来的声波计算距离。其核心公式为：距离 = 声速 × 时间 ÷2。在篮球架应用中，当篮球进入检测范围，反射声波时间缩短，通过设定阈值判断是否进球。​

运动检测技术拓展​

除超声波检测外，运动检测还可采用红外对管、压力传感器、图像识别等技术：​

• 红外对管：通过红外光线被遮挡判断物体经过​
• 压力传感器：检测物体接触产生的压力变化​
• 图像识别：利用摄像头与 AI 算法识别运动轨迹​

体育数据化应用​

自动计数篮球架是体育数据化的缩影。现代体育训练与赛事中，可穿戴设备、运动捕捉系统、智能裁判技术等广泛应用，通过数据采集与分析，帮助运动员提升训练效率、优化战术策略，推动体育科技融合发展。​