SAM LABS 智能照明系統（五年級 電與生活）
在本課中,學生將了解智能照明如何在能源高效城市電網的背景下工作,並學習節約用電的概念。
學生將通過複製智能照明系統的組件來整合和展示學習。
Q1. 智能照明系統是什麼? 如何令它「智能化」 ?
開放式問題 , 引導學生思考何為「智能照明系統」。
A1. : 該照明系統設有感應器探測環境並作出反應 ,
例如 : 太暗時開燈 , 日照時關燈 , 何時開燈等等...
A2 : 安裝「光感應器」來探測環境光度來控制燈的開關 ,
安裝「計時器」來控制那個時段開燈 , 有人經過時自動開燈等等...
Ex1. 運用SAM labs 智能方塊製作出一個智能照明系統
練習目標 : 製作出一個當室內環境太暗時會自動開燈的照明系統
學習目的 :
學生將通過複製智能照明系統的組件來整合和展示學習。
需要材料 :
Light sensor x 1
RGB LED x 1
iPad x 1
Filter Behavior block x 1
On/Off Behavior block x 1
1. 配對你的Light sensor 及 RGB LED
詳細配對方法 : 按此
2. 編程教學 :
1. 把 RGB LED 從 Outputs 中拉至 workspace。
2. 把 light sensor 從 Inputs 中拖拉至 workspace 。
3. 把 light snesor 的實點連至 RGB LED 的空心點上。看看有什麼反應 ?
RGB LED 會開啟 , 並因 light senser 的數值而改變光度 ,
light sensor 的數值愈大 , RGB LED 的光度愈高。
但這個是一個智能並合理的照明系統嗎?
這並不是一個合理的照明系統 , 合理的照明系統應該是當室內的光線愈少(light sensor value 愈低) , RGB LED 的光度便愈高 ; 呈一個反比 。
製作一個合理的智能照明系統
首先定義何為暗 , 何時才要開燈? ⇒ 給矛同學自行測試 ( ~ 少於 10 便於測試 )
同學可把light sensor 放到暗處 , 看看數值的改變。
1. 把Compare 從 Behaviors 中拉至 workspace。
2. 把 Compare 加至LIGHT SENSOR 跟 RGB LED 的中間
3. 按下 compare 的小齒輪可改變它的數值及比較值 , 把數值改成沒光線/暗的數字。
改成「小於」及一個代表沒光線/暗的數值 「10」。
進行測試
把手蓋著light sensor 模擬沒光線/入夜時的情況 , RGB 會自動開啟, 形成一個智能照明系統。
Ex2. 製作出一個當有人經過時便會開燈的智能照明系統
練習目標 : 製作出一個當有人經過時便會開燈的照明系統
學習目的 :
學生將通過複製智能照明系統的組件來整合和展示學習。
需要材料 :
Light sensor x 1 / proximity sensor x 1
RGB LED x 1
iPad x 1
Compare behaviour block x 1-2
方法一. 利用proximity sensor
proximity sensor 是一個檢測距離的感應器 , 當物件愈接近proximity sensor 時, 它的數值便會愈大。
⇒ 我們可以透過這個原理模擬日常生活中有人進入某個地方 , 當有人進入時 , 燈便自動開啟。
編程教學 :
1. 把proximity 從 Input 中拉至 workspace。
2. 把proximity 連至 RGB LED上 , 並把 compare 右中兩者之間。
3. 按下 compare的小齒輪以進行設定。
4. 把它改成大於, 當proximity 的數值大於60時即代表有人進入該處, RGB便會開啟作照明。
方法二 . 整作light gate檢測人流
Light gate 是什麼 ?
LIGHT GATE 是一道光閘 , 一邊為light sensor 負責感應光線 , 另一邊為 RGB LED 負責發射光線 。當無物件經過光閘時 , 光線是直射到 light sensor的 , light senosr 的數值會超過 70 (兩者距離為5cm時) , 而當物件經過時 light senosr 的數值便會大幅下降至10以下。
透過光閘可以有效檢測有沒有人經過該處 , 當有人經過時便開啟另一個 RGB LED 為他們照明。
需要材料 :
Light sensor x 1
RGB LED x 2
iPad x 1
Compare behaviour block x 1-2
紅色底座 x 1
黃色底座 x 1
組裝方法 :
把Light sensor 裝上lego 套件，然後連接到黃色板上。把LED A 和 LED B (不需裝上lego 套件)，然後放到紅色板上。LED A 以水平置中擺放，LED B 以直立、燈面向右擺放。
2）把黃色板和紅色板直立、平行擺放，黃色板與紅色板之間預留一個水杯的空間。LED A 的光線需要直接照射到 Light sensor 形成光欄裝置。
- LED A 跟 Light Sensor 組成 light gate
- LED B 為照明燈
編程教學 :
- 利用 KEY PRESS 開啟 LED A 以照射光線到 light sensor上形成光欄裝置。
2. 按下KEY PRESS把 LED A 開啟 , 並把 light sensor拉至workspace上 , light sensor的數值會大於80。
3. 把物件移到光欄裝置上,模擬有人經過, light senosr 的數值會因沒受到LED 1的光線照射而大幅下降 , 數值會小於15。
4. 把 light sensor 連至 LED B (智能燈) , 並以COMPARE來控制開關, 當有人經過 light senosr 不被光線照射 (數值大幅下降 < 15 ) , LED B(智能燈)便會開啟幫人行人照明。