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案例二:风速仪

简介

本课程旨在介绍如何使用智能气候套装中的风速传感器和Micro:bit微控制器来制作一个风速仪。学生将学习如何通过编程和传感器技术记录不同风速,并通过OLED显示屏本地显示风速数据。通过这个实践项目,学生将了解风的影响以及传感器和编程的应用。

教学目标

了解风速传感器的使用

了解风的影响

教学准备

在开始教学之前,请确保您已经准备好以下必要的材料:

图片名称
智能气候套装
micro:bit V2
个人电脑(PC)
USB 数据线

这些材料将为您提供一个完整的体验,确保您可以顺利地进行后续的操作和学习。如果您已准备好以上内容,我们可以继续进入下一步。

教学过程

课程引入

大家是否经常感受到风的吹拂?风是我们日常生活中常见的自然现象之一,它不仅给我们带来凉爽,还对我们周围的环境产生着影响。那么,你是否想知道当前的风速是多少呢?在本节课中,我们将一起探索如何使用智能气候套装中的风速传感器和Micro:bit微控制器制作一个风速仪。

风速仪是一种能够测量风速的装置,它通过传感器来检测空气中的风速,并将其转化为可读取的数据。我们将使用智能气候套装中的风速传感器和Micro:bit,通过编程将传感器的数据读取并在OLED显示屏上实时显示风速。

探究活动

  1. 风速对生活的影响。

  2. 学习如何使用micro:bit上的编程环境,编写代码来读取传感器数据。

  3. 如何通过OLED显示屏将风速数据以可视化的方式呈现。

硬件连接

将风速传感器连接到P1接口,OLED显示屏连接到IIC接口。

代码编程

添加软件库

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“IOT”,按下回车键进行搜索,并选择加载IOT软件库。

示例代码

  1. 当开机时显示爱心图标。

  1. 初始化OLED显示屏。

  1. OLED显示屏显示当前风速。

请参考程序连接:https://makecode.microbit.org/_5TYTix6W3Xyo

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。

团队合作与展示

学生分成小组,共同完成案例的制作和程序编写。

鼓励学生之间相互合作、交流和分享经验。

每个小组有机会向其他小组展示他们制作的案例,并演示。

预期效果:连接电源后,micro:bit的LED矩阵先显示爱心,然后根据当前风速在OLED显示屏上显示当前风速。

总结与反思

回顾课程内容,提醒学生掌握了哪些知识和技能。

引导学生讨论他们在制作过程中遇到的问题和困难,以及如何解决这些问题。

引导学生思考不同风速的情况下,风对人们生活的影响。

扩展知识

风速对生活的影响

风速是指风的运动速度,它对我们的生活和周围环境有着广泛的影响。以下是一些风速对生活的影响的例子:

温度感受:当风速较高时,风会带走我们周围的热空气,使得我们感觉更凉爽。这就是为什么在炎热的夏天,微风能够给人们带来舒适感。

自然通风:适当的风速可以促进空气流通,有助于室内通风。在没有空调或风扇的情况下,微风可以帮助人们感到清爽,并减轻闷热的感觉。

风能利用:高风速是风能发电的重要条件。通过风力发电机,可以将风转化为电力,为我们的能源需求提供可再生的清洁能源。

交通运输:风速对航空和航海等交通运输方式有着重要的影响。强风和风暴可能会导致航班延误或取消,船只也需要根据风速调整航行方向和速度。

植物传播:风可以帮助植物传播花粉和种子。某些植物依赖风力将花粉传播到其他花朵上,从而实现繁殖。风也可以将植物的种子吹散到远离母体的地方,帮助植物扩散种群。

天气变化:风速是天气系统中的一个重要因素,它可以影响气温、降水和云层形成等。例如,强风可以改变云层的形态和移动速度,也会对降水分布产生影响。

这些只是风速对生活的一些常见影响,实际上,风速还与气象、环境、建筑设计等领域密切相关。通过了解风速的影响,我们可以更好地适应和利用自然环境,为我们的生活和工作创造更好的条件。

风速对应的等级

风速通常以不同等级来描述,这些等级基于国际上广泛采用的风力等级表。以下是风速对应的常见等级:

无风(Calm):风速小于1节(小于1.15公里/小时)。

特征:树叶静止,烟直上。 微风(Light breeze):风速为1-3节(1.15-3.45公里/小时)。

特征:树叶轻微摆动,可以感觉到微风吹过。 微弱风(Gentle breeze):风速为4-6节(4.6-7.75公里/小时)。

特征:树叶和小树枝摆动,可以感受到明显的风吹动。 和风(Moderate breeze):风速为7-10节(8.05-11.5公里/小时)。

特征:树枝和较大的叶子摆动,感觉到明显的风力。 温和风(Fresh breeze):风速为11-16节(12.65-18.5公里/小时)。

特征:整棵树摇动,风吹动时有些困难。 强风(Strong breeze):风速为17-21节(19.55-24.4公里/小时)。

特征:树木摇动,步行时有些困难。 疾风(High wind):风速为22-27节(25.3-31.15公里/小时)。

特征:行走困难,风吹动时有明显的阻力。 大风(Gale):风速为28-33节(32.2-38.25公里/小时)。

特征:树木摇晃,行走困难。 狂风(Strong gale):风速为34-40节(39.15-46.3公里/小时)。

特征:大树摇晃,行走困难。 暴风(Storm):风速为41-47节(47.2-54.35公里/小时)。

特征:大树折断,行走极为困难。 飓风(Hurricane):风速大于或等于48节(55.45公里/小时以上)。

特征:破坏性风暴,严重影响人类和建筑物。 这些风力等级可以帮助人们理解和描述风的强度,并在气象预报、海上航行、户外活动等方面提供重要参考。需要注意的是,风速的实际影响还取决于其他因素,如风向、地形等。