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【比赛优秀作品】数量认知教学天平

【比赛优秀作品】数量认知教学天平 蘑菇云创造
2024-03-14
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导读:白名单比赛优秀作品

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作品来源:第五届全国青少年人工智能创新挑战赛——开源硬件创意智造专项赛

参赛学生:

    彭楚寻    重庆市第八中学校    

    刘雯萱    重庆市第八中学校    

原文链接:

https://contest.dfrobot.com.cn/tcwl2022/project/312685?p=dfrobot2022sh










步骤1 结构设计



STEP ONE

随着时代的发展,信息的普及度越来越超前,许多学龄儿童沉迷于网络,不能有一个好的启蒙教育,对数字的敏感度越来越低,为了让学龄儿童对数字保持敏感,我们设计了这个便设计了这个天平。

我们的启发来源于天平以及数字的对应关系,天平是学习物理和化学及生活中常用工具。一般用于科研机构、学校实验室、药店等场所,用来称一些小计量物品。但是,由于现实中的天平操作复杂,不便于学龄儿童的的操作。所以我们简化了天平的使用。

大致流程:当天平两端的托盘上没有任何物体的时候,会提醒使用者“正在初始化,请稍候”以及“请在左侧托盘放入物体,并在右侧托盘放入物品的个数,按下按钮开始检测。”,然后使用者便可以在天平的一个托盘上放上相同的物品,而另外一端放上数字卡片,然后会说“检查放入物品的个数”以及“检查写出的数字。”。在摄像头分别在两个托盘上扫描过物体的数字以及卡片上的数字后,便会比较他们的大小,如果是相等的话便会对使用者说“恭喜你数对了,托盘两侧的物品和数字相等。”,如果卡片数字小于物品的个数,则会说“写出的数字比放入的物品少一些。”,如果是卡片数字大于物品的个数,则会说“写出的数字比放入的物品多一些”。整个程序结束。




步骤2 结构搭建



STEP TWO

我们简单搭建了一个天平的外形,在上面加装一大一小的舵机以及一个语音合成模块,语音合成模块可以在使用者,大舵机用于调节天平的平衡,而小舵机则是用于摄像头在两个托盘上移动,使摄像头可以精准地分别照到托盘上的物体,从而去辨别托盘上的物体数量。托盘的一边可以放物体,而摄像头在此托盘上方时便可以识别物体的个数便记录,而托盘的另一边则是放数字卡片的,当数字卡片上的数字等于另一托盘上物体的个数时,大舵机便不动,使天平控制在平衡位置,若数字大于或小于物体的个数时,托盘便会向大的那一边倾斜。







步骤3 软件源代码



STEP THREE



代码(



CODE

/*! * MindPlus * uno * */#include <DFRobot_Servo.h>#include <DFRobot_HuskyLens.h>#include <DFRobot_SpeechSynthesis_M.h> // 动态变量volatile float mind_n_geshu, mind_n_shuzi;// 创建对象DFRobot_SpeechSynthesis_I2C sstts;DFRobot_HuskyLens           huskylens;Servo                       servo_10;Servo                       servo_11;  // 主程序开始void setup() {  Serial.begin(9600);  servo_10.attach(10);  servo_11.attach(11);  delay(2000);  sstts.begin(sstts.eV1);  sstts.speak("正在初始化,请稍候");  delay(1000);  huskylens.beginI2CUntilSuccess();  servo_10.angle(abs(90));  sstts.speak("请在左侧托盘放入物品,并在右侧托盘放入物品的个数,按下按钮开始检测");}void loop() {  if ((analogRead(A0)<500)) {    servo_10.angle(abs(90));    servo_11.angle(abs(10));    huskylens.writeAlgorithm(ALGORITHM_TAG_RECOGNITION);    sstts.speak("检查放入物品的个数");    delay(3000);    huskylens.request();    mind_n_geshu = huskylens.readCount(HUSKYLENSResultBlock);    Serial.println(mind_n_geshu);    servo_11.angle(abs(165));    huskylens.writeAlgorithm(ALGORITHM_OBJECT_CLASSIFICATION);    sstts.speak("检查写出的数字");    delay(3000);    huskylens.request();    mind_n_shuzi = huskylens.readBlockParameterDirect(1).ID;    Serial.println(mind_n_shuzi);    if ((mind_n_geshu==mind_n_shuzi)) {      servo_10.angle(abs(90));      sstts.speak("恭喜你数对了,托盘两侧的物品和数字相等");    }    else {      if ((mind_n_geshu>mind_n_shuzi)) {        servo_10.angle(abs(105));        sstts.speak("写出的数字比放入的物品少一些");      }      else {        servo_10.angle(abs(75));        sstts.speak("写出的数字比放入的物品多一些");      }    }    delay(2000);    sstts.speak("请在左侧托盘放入物品,并在右侧托盘放入物品的个数,按下按钮开始检测");  }}

(代码文件详见原文)


步骤4 结构设计文件



STEP FOUR


(代码文件详见原文)


步骤5 作品演示视频



STEP FIVE




硬件清单



HARDWARE LIST


1x 数字大按钮模块  链接

1x 图像识别 链接

1x 语音合成 链接

1x DF15RMG机器人舵机 链接

1x DFRobot DF9GMS 180° 微型舵机 链接

1x Arduino UNO控制板 链接


步骤6 硬件接线图



STEP SIX



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蘑菇云是DFRobot旗下专注于AI人工智能、创客、STEAM、劳动教育的科技创新教育品牌;以为中国培养下一代科技创新人才为使命,为学校提供k12全龄段科技创新教育解决方案。
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