案例06 伸缩自如
简介
在本课程中，我们将带领学生深入探索舵机的运作机制，并学习如何通过编程来精确控制 XGO Rider 机器人的机身高度。学生们将通过动手实践，掌握编程调节 XGO Rider 的机身高度，从而让 XGO Rider 做出更加有趣灵动。
教学目标
- 了解舵机的原理。
- 学习 XGO Rider 机身高度调节的编程指令。
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：
 | micro:bit V2 |
|---|---|
 | XGO-Rider 整机 |
 | USB 数据线 |
 | 个人电脑（PC） |
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。
XGO Rider 开机后，为保持机身平衡，需要小幅度来回移动，请不要将 XGO Rider 放在桌子边缘或者危险的地方，避免损坏。
教学过程
课程引入
在本课程中，我们将深入学习舵机的工作原理，并探索如何编程控制 XGO Rider 的机身高度。你将通过实践学习调节机器人的高度，以适应多样的任务需求。这将加深你对机器人运动学的理解，并提高编程能力，使 XGO Rider 动作更加流畅自然。
探究活动
- XGO Rider 身高变化的运动原理是什么？
- 如何通过编程调节 XGO Rider 的身高？
- XGO Rider 身高的变化范围是多少？
开始编程
添加 XGO Rider 软件库
1. 进入“makecode.microbit.org”，点击新建项目。
2. 在弹出窗口输入项目名称并点击创建。
3. 点击代码抽屉中的扩展，在弹出界面的搜索框中输入 XGO Rider 并点击搜索图标，在显示 XGO Rider 软件库后点击。
示例程序
参考程序链接：https://makecode.microbit.org/_f087mb7eWCzw
因为 XGO Rider 的表演模式中有前进和后退，请将 XGO Rider 放置在宽敞的平地上运行。
下载程序
1. 使用 USB 线连接 PC 和 micro:bit V2。
2. 连接成功后，电脑上会识别出一个名为 MICROBIT 的盘符。
3. 点击左下角的
，选择Connect Device。
4. 点击
。
5. 点击
。
6. 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。
7. 点击下载程序。
团队合作与展示
- 学生分成小组，共同完成 XGO Rider 运动原理的理解和编程控制。
- 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编程完成的 XGO Rider，并演示。
预期效果：
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。
引导学生思考并共同讨论双足机器人是否有其他机械运动结构。
扩展知识
XGO Rider 配备了一款4.5KG.CM全金属磁编码总线串口舵机，这款高性能伺服电机广泛应用于机器人、自动化设备和精密控制系统。
工作原理简述：
- 电机驱动：小型直流电机接收控制信号，产生旋转力矩。
- 位置反馈：磁编码器提供精确的位置信息。
- 控制算法：内置微控制器运行算法，确保精确控制。
- 通信能力：通过总线和串口与控制系统交互。
- 电源管理：内部电路确保稳定供电。
其核心特性如下：
- 高扭矩：具备4.5KG.CM的扭矩，能够提供强大的旋转力。
- 耐用性：全金属构造，增强了耐用性和稳定性。
- 精确反馈：磁编码器提供精确的位置反馈，优于传统电位计编码器。
- 高效通信：支持总线协议，简化了系统布线。
- 串口接口：通过串行通信与控制单元进行数据传输。
这款舵机凭借其高精度和高可靠性，成为精密控制应用的优选。
