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1868年12月10日,历史上第一盏交通信号灯出现在英国威斯敏斯特议会大楼前,这个交通信号灯高约7米,在它的顶端悬挂着红、绿两色可旋转的煤气提灯,必须由一名手持长杆的警察,通过皮带拉拽提灯才能进行颜色的转换。那现在每天不停地工作在十字路口的红绿灯又是怎么变换的呢?下面我们一起来探索红绿灯的奥秘。
要制作交通信号灯,首先需要有能发出红光、黄光和绿光的灯具,好搭BOX套件中有一个单色LED模块可以满足本案例需求。
单色LED模块 |
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单色LED模块上有红色、黄色、绿色三个LED,分别发出红、黄、绿三种颜色的光(如下图2-1所示)。
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图2-1单色LED模块
LED的中文名称叫做“发光二极管”,它是一种可以把电能转化成光能的电子元件。经常在电路以及仪器中作为指示灯使用,随着技术的发展,目前也广泛用于日常生活照明。
要控制单色LED模块,需要使用以下的指令:
使用这个指令可以设置指定LED的开关状态 ,点击第一个下拉菜单可以选择“红灯”“绿灯”“黄灯”,点击第二个下拉菜单,可以选择“亮”或者“灭”。当选为“亮”时,LED亮起;当选为“灭”时,LED熄灭。
要制作本课的范例作品,可以按以下步骤先连接硬件、连接网络,然后进入“好好搭搭”网站编写、调试、编译、下载程序。
准备工作:搭建硬件、连接网络、进入网站 |
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第一步:搭建硬件、连接网络。将单色LED模块,放置在主控板上的任意六边形位置,磁铁吸合(如下图2-2所示);打开主控板的电源开关,等待主控板连接网络成功。
![1564988628544588.png 图片.png](/ueditor/php/upload/image/20190805/1564988628544588.png)
图2-2 “模拟交通红绿灯”范例作品硬件连接图
第二步:进入网站。打开浏览器,登录“好好搭搭”网站;单击网站上方的“创作”按钮,在“无线编程”网页中选择“好搭BOX智能实验箱”模板,进入程序设计页。
要制作交通灯,首先要掌握控制单色LED的指令,其次能够明白灯的闪烁原理,接着深入探究灯的交替闪烁,最后制作出较为贴近真实的交通灯。以下共有三个案例供大家参考。
案例一:进入网站、了解指令 |
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单击“输出”类别,找到“设置LED亮灭”指令,将这个指令拖动三个到脚本区,设置红灯、黄灯状态为“亮”,绿灯状态为“灭”。具体程序代码如下图2-3所示:
![1564988653879043.png 图片.png](/ueditor/php/upload/image/20190805/1564988653879043.png)
图2-3 “初识设置LED亮灭指令”程序代码
| 将上图2-3所示程序编译后下载到主控板,运行后观察3个LED亮灭的情况,将结果记录在下面的表格上。
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我发现:________________________________________________________________
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案例二:闪烁的红灯 |
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在制作新的案例之前,需要先对3个LED模块的状态初始化,设置“红灯”、“黄灯”、“绿灯”都为“灭”的状态。
“闪烁”从眼睛观察来看,是指灯亮一会儿之后熄灭,过一会儿再亮起,亮灭间断时间较短,且一直重复。例如让红灯以1秒时间间隔闪烁:即红灯亮1秒后熄灭,过1后再亮起,一直重复,具体程序代码如下图2-4所示:
![1564988727999510.png 图片.png](/ueditor/php/upload/image/20190805/1564988727999510.png)
图2-4 “闪烁的红灯”程序代码
| 1.请你尝试制作红灯和绿灯交替闪烁的效果,即红灯亮1秒后熄灭,过1秒后绿灯亮起,再过1秒,绿灯熄灭,然后红灯亮起,如此红绿灯实现交替闪烁 2.请你尝试设置不同的等待时间,观察红灯和绿灯的变化;![1564988745311992.png 图片.png](/ueditor/php/upload/image/20190805/1564988745311992.png) |
案例三: 交替闪烁的红黄绿三色灯 |
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由于每个路口的宽度以及人流量不同,所以交通信号灯中红灯和绿灯亮的时间也不同。本案例模拟红绿灯的交替形式,红黄绿三色灯按照以下规则交替显示:程序一开始运行,红灯亮起,过8秒,红灯熄灭同时黄灯亮起,黄灯亮3秒后熄灭,紧接着绿灯亮起,绿灯亮8秒后熄灭,同时红灯再亮起,按照以上的规则,红黄绿三色灯重复循环。具体程序代码如下图2-5:
![1564988763277245.png 图片.png](/ueditor/php/upload/image/20190805/1564988763277245.png)
图2-5 “交替闪烁的红黄绿三色灯”程序代码
| 请你观察学校或者家附近十字路口的红绿灯,当红灯即将要切换到黄灯时,红灯是持续亮还是会闪烁?你是否能够根据你的观察进一步完善图2-5的程序,让红黄绿三色灯的变化更贴近实际的交通信号灯。
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红黄绿三色LED灯除了交通信号灯的应用,还在哪些作用呢?请你通过网络搜索的方法,查找更多关于三色LED的应用。
我打算这么做:_______________________________________________________
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做的时候需要注意:____________________________________________________
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