ArduinoWiFi小車在青少年科技活動中的運用研究
裝備在線
作者：翁宗琮
摘 要 結合青少科技活動開展的目的和意義，提出在青少年科技活動中應用Arduino WiFi小車。首先對小車的來源構造與技術核心進行闡述，然後列舉在青少年科技活動中的應用實例，最後對青少年科技活動的現狀提出個人的一些看法。
關鍵詞 Arduino；WiFi；科技創新
中圖分類號：G434 文獻標識碼：B
文章編號：1671-489X（2014）04-0017-03
在青少年當中開展科技活動，能夠促進各個學科之間、科學和技術之間的有效融合，彌補傳統學科教學中學生知識麵不廣、學科之間聯係薄弱和知識儲備匱乏的缺點。科技活動的內容能夠貼近生活，源自社會，所解決問題的基本模式也和人們在社會中解決實際問題的情境和過程相同。這也符合八年級物理課本所提出的STS理念，即科學（Science）、技術（Technology）、社會（Society）。因此，青少年科技活動的推廣對培養適合當今社會需求的複合型人才具有重要的意義。
經合組織在2012年發布了PISA（Programme for Inter-
national Student Assessment，國際學生評估項目）的第18份專題報告《如果學校提供課外活動，學生的參與度是否會更高？》。從調查數據來看，隻有48%的學校鼓勵學生參加課外科技項目，42%的學校組織過科技展覽，41%的學校擁有科學俱樂部。根據31個經合組織國家、17個夥伴國和經濟體的數據可以發現，在大部分國家（地區），學校開展的課外科技活動越多，學生的科學成績就越好[1]。
本文探討在青少年科技活動中引入Arduino WiFi小車（以下簡稱小車），根據中學生好奇好動、求知欲強的特點，激發他們的學習興趣。通過學生對小車的使用與學習，既可以培養學生對科學的興趣，點燃他們的科學熱情之火，還可以幫助他們從小養成良好的科學學習習慣
1 Arduino WiFi小車的來源構造與技術核心
來源與構造 Arduino是由意大利一所高科技設計學校的教師Massimo Banzi和其他人一起發明的一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平台。Arduino包含硬件（各種型號的arduino板）和軟件（arduinoIDE）。Arduino能通過各種各樣的傳感器來感知環境，通過控製燈光、馬達和其他的裝置來反饋、影響環境。而小車則利用WiFi無線網絡為數據載體，通過控製數據、音視頻雙向數據交換而達到控製小車和視頻監控等功能。
從構造上來說，筆者所使用的小車主要由小車固定底盤、小車車輪、萬向輪、直流減速電機、超聲波模塊、藍核atmeg168、WiFi模塊、18650電池、雲台、小車控製主板、USB攝像頭、9V/2A電源等器材組裝而成。
技術與核心
1）根據搭載不同類型的傳感器，小車可以有各種各樣的應用。例如：搭載光電阻傳感器的小車可以根據光源位置不同來改變小車的運動軌跡，從而實現對小車的智能引導；搭載超聲波傳感器的小車則可以對大幅的平麵進行靜止測距，從而實現繞過障礙物通行。
2）小車的動力裝置是采用雙直流電機加萬向輪的驅動方式，通過控製左右直流電機來控製小車的前進、後退或左右轉向。
3）小車速度的控製則是通過利用紅外線遇黑線被吸收、遇白線被反射的原理，在小車兩路車軸上分別設計兩組紅外反射式傳感器，將小車的轉速和位移以脈衝的方式反饋給Arduino控製器。控製器將脈衝信號在單位時間計數後，就可以得到小車的實際速度。將實際速度和設計輸出速度相比較後，可以實時調節小車的速度[3]。