RB10 声音报警和蜂鸣器

课程概述

• 课程名称：见标题
• 课程时长：40 分钟 × 2
• 课程内容：通过蜂鸣器的使用学习频率的概念
• 学生群体：3~6 年级

本课内容参考来源：
1. 内容来源：课件 1.0 初级 1，第 10 课

教学目标

考察点

• 蜂鸣器的使用
• 如何发出警报
• 蜂鸣器发出不同的声音

知识与技能

• 电子器件是如何发声的
• 注释的使用
• 逻辑非
• 分频

情感价值和学科交叉

体验生活中的“警报器”。 了解简单的声学原理。 不同频率组合的声音带给人情绪上的不同感受。

难点和注意事项

• 蜂鸣器工作有时不正常，上课前尽量多做调试。检查 SD 卡升级至1.0版本。
• 本节主要目的是学习声音频率相关。直接用 GPIO 进行操作，不要使用新增的蜂鸣器音乐模块。

教学准备

• 按教学基础要求进行准备
• 所需实验材料：树莓派基础套装。包含：
  • 蜂鸣器
  • 红外传感器
  • 按钮
  • 发光二极管
  • 杜邦线

课堂教学活动

暖场（5分钟）

活跃气氛，复习上节课内容，引入本节课主题

课堂讲解： （70分钟）

教学提纲：

• 前篇

  • 认识蜂鸣器
  • 任务一：拟声蝈蝈
  • 任务二：拟声青蛙
  • 巩固练习：各种拟声

• 后篇

  • 任务三：按键切换警报开关
  • 巩固练习：红外出发警报
  • 任务四：警灯以不同于鸣叫的频率闪烁

• 巩固练习和作业（根据整体或个别学生学习情况酌情选择作为课堂巩固练习或课后作业。课堂练习可分为2~3人小组进行讨论合作）

  • 自由练习不同的时间间隔的效果
  • 用 PWM 控制蜂鸣器，会有什么不同？

授课内容：详见下文“讲义”部分。

总结与点评（5分钟）

(回顾课程知识点，根据情况提问。如果有学生作品，邀请学生上台演示、讲解。)

思考：为什么警笛、警灯会带给人紧张感？

讲义 (完整授课内容和补充知识)

认识蜂鸣器

发声装置：

音箱：可以改变声音强度。能播放声波文件。 有源蜂鸣器：声强大小不能调，只能改变开关本身及开关之间的间隔。因此，只能通过程序修改，且没法播放声音。

我们使用的蜂鸣器，低电平发声。注意连接方式：

VCC：电源3.3V GND：地 I/O：控制端，接 GPIO

任务一：拟声蝈蝈叫

任务二：拟声蛙鸣

巩固练习：拟声

• 长鸣：鸣叫２秒，停0.5秒
• 滴滴短声：鸣叫0.5秒，停0.5秒
• 急促短声：鸣叫0.３秒，停0.３秒
• 长短声：鸣叫２秒，停0.5秒，鸣叫0.5秒，停0.5秒

任务三：按键切换警报开关

当开关按下时触发报警

我们需要一个变量“开关状态”来记录当前警报状态，并且在按钮按下时进行状态切换。 这里用到逻辑“非”运算。

首先，初始化变量“开关状态”为假。在这种状态下警灯不闪，蜂鸣器发声。

第一次按下按钮时，脚本检测到按钮按下，这时开关状态为假也就是关闭，要做的动作是启动警报，并将开关状态反转（逻辑非）。

巩固练习：红外触发警报

• 试一下，用红外触发警报然后按按钮关闭
• 让警报声更急促

任务四：警灯以不同于鸣叫的频率闪烁

引导：灯不能以这么高的频率闪烁。 如何在高频率中获得低频率？
分频！

图中，还可以降低频率，如除以20的余数，大于等于10……等等

课件

根据本教学计划和讲义，以及具体授课对象编写。

文件名应为：

RB10-声音报警和蜂鸣器.pptx