【第4期】Arduino教學設計-蜂鳴器有哪些必講的知識點?

1.科普聲音知識，引入新課【10分鐘】

   

聲音的產生：

 聲音是由物體振動產生的，是一種通過介質（空氣或固體、液體）傳播並能被人或動物聽覺器官所感知的波動現象。

聲音的傳播：

 聲音在傳播的過程中，會逐漸損耗，直到消失。最初發出振動（震動）的物體叫聲源。蜂鳴器就是一種聲源。

聲音的頻率：

聲音是由物體震動產生的，其震動的頻率稱為音頻，音頻範圍介於20Hz~200KHz之間，普通人可聽見的聲音頻率範圍約為20Hz~20KHz。超過20KHz以上的頻率聲音，被稱為超聲波。

 震動頻率越高，聲音越高，反之越低沉。

聲音的三大特徵：

音調：指聲音的高低（高音、低音），由聲源振動的「頻率」決定。

響度：指聲音的大小，由聲源的「振幅」所決定。

音色：聲音因不同物體材料的特性而具有不同特性，我們能辨別出不同人的聲音就是因為他們的音色不同。

引出課程主題：蜂鳴器

蜂鳴器是一種發聲元件，通電後裝置內的薄膜產生震動，擠壓周圍空氣而產生聲音。

3．教學新課

       

運用場景：

蜂鳴器是一種發聲元件，廣泛應用於計算機、印表機、複印機、報警器、電子玩具、汽車電子設備、電話機、定時器等電子產品中。

蜂鳴器的分類：

內部區別

有源蜂鳴器內部自帶振蕩電路（振動源），無源蜂鳴器沒有

使用區別

有源蜂鳴器通電即響，無源蜂鳴器必須得給一定頻率的信號

外觀區別

有源蜂鳴器底部有黑膠封閉，無源蜂鳴器可以到綠色電路板

教學說明：

有源蜂鳴器的控制，跟led燈的控制是類似的，這部分內容可以完全交給學生自己去探索，完成。

硬體接線

程序控制

參考流程

參考程序

教學說明：

這個環節是本節課的難點，需要給學生講清楚什麼是方波信號，並藉助方波信號給學生講清楚周期、頻率這兩個概念，以及計算方法。

硬體接線：同上

方波信號：

周期：事件或現象運行一周的時間

頻率：周期的倒數，1秒內運行了幾個周期

編寫程序產生500Hz的方波信號

專用的聲音控制模塊：

播放聲音模塊：

控制引腳產生特定頻率的方波信號

結束聲音模塊：

控制引腳停止產生方波信號

音符頻率對應表：

4.拓展提升【15分鐘】

 搭建如下電路，編寫程序控制led燈閃爍，led燈亮時，蜂鳴器發聲，led燈熄滅時，蜂鳴器停止發聲。

參考程序：

5．課堂總結【2~3分鐘】

①認識蜂鳴器，並能正確區分有源、無源蜂鳴器

②兩類蜂鳴器的編程控制方法

6．挑戰任務【10分鐘】

編寫程序控制蜂鳴器播放音樂