师：各位同学，大家好。今天我们一起学习小型信息系统的组件。生活中，我们常见自动感应门、感应扶梯、智能感应灯，这些设备给我们的生活和学习带来了极大便利。大家想一想，刚才列举的这些案例和什么应用有关呢？

　　生：这些应用和智能控制系统有关。

　　师：没错。接下来，我们就一起来学习动手制作一个属于自己的智能控制系统。在控制系统中有个关键设备叫传感器，它是一类能够获取外界信息并进行转换的装置。它能感受到被测量的信息，并将其按照规律转化为电信号或其他形式的信息输出，以满足信息的传输、控制、存储、显示等需求，是信息获取和传输的重要手段，也是实现现代化测量和自动控制的主要环节。下面我们来看传感器的功能原理。首先，被测量通过敏感元件，然后转换成转换元件，再通过变换电路转换成电信号，进行信号传输。在传感器中，有一种常用传感器叫红外传感器，它是光敏传感器的一种，能够接收红外信号，并将其转换成电信号输出。它的原理是这样的，红外线先通过光学系统进行整形放大，然后再进行开关控制，最终通过射控设备进行信号传输。生活中，常见的红外线传感器应用有红外遥控器、红外体温计和自动感应门等等。接下来，我们先完成第一个实验：组建红外线传感系统。实验要求是，利用红外对射传感器组建简单的信息系统，请大家设计并组建红外遥控器，完成对风扇或者LED小灯的控制。探究红外对射传感器、开关、三极管等元件在电路中的功能，总结整个红外控制系统的实验原理。我们通过红外传感器进行电路传输，完成对风扇或者LED小灯的控制。

　　下面我们来看实验器材。实验器材主要有红外线遥控器、开关、三极管、小马达、红外接收管。小马达能够产生动力，它的工作原理是通过线圈在磁场中受力转动，带动转子旋转，转子上的小齿轮带动飞轮旋转。开关三极管与我们平时使用的普通三极管外形相同，它主要工作于截止区和饱和区，相当于电路的切断和导通，主要用于各种开关电路，比如常用的开关电源电路、驱动电路和输出电路等等。大家看屏幕，左边是一个C5706的开关三极管，有三个引脚。右边是图例。

　　接下来了解实验一连接的电路图，左边是红外线发射器电路图，右边是红外线接收器电路图。再看实验系统的实物连接，在这个实验中老师提供了一个LED小灯供大家参考。在实验中我们使用到了面包板、杜邦线、10K电阻、红外发射管和接收管。接下来，请同学们参考刚才提到的电路图，完成红外线发射线路和接收线路的连接。第一，连接红外发射电路；第二，连接红外接收电路；第三，通过开关三极管来控制小灯。

　　刚才同学们已经动手完成了实验探究。在探究过程中，大家发现，通过红外发射器对红外接收器发送信号后，可以观察到此时小灯或者风扇的状态。也有同学发现，如果移去红外发射器，小灯或者风扇状态会发生变化。下面我们一起总结一下刚刚实验一当中组建红外传感系统的基本情况。哪位同学来说一说，在刚才组建过程中遇到了哪些问题，又是怎么解决的？

　　生1：……

　　生2：……

　　生3：……

　　师：很好，刚才几位同学分别谈到了自己的问题和解决办法。我们小结一下，主要有以下几个问题。第一，制作红外线发射器时需要注意红外线发射二极管不要接反。第二，制作红外线接收器时需要注意红外线接收管不要接反，三极管不能接错。第三，红外线发射二极管和接收管要串联一个10K电阻。第四，要求红外线发射管要对准红外线接收管。

　　刚才我们完成了实验一的制作，接下来探究实验二：利用开源硬件组建超声波测距警报系统。实验要求如下，利用开源硬件组建超声波测距警报系统，尝试使用智能主机来控制管理传感信号并进行判断，完成报警功能。实验原理是，通过超声波传感器精确检测与障碍物的距离，从而根据距离变化做出相应动作反应。

　　我们来了解下实验器材。实验器材有计算机（也可以是笔记本）、Arduino、超声波传感器、有源蜂鸣器、电源、面包板和若干导线。首先介绍Arduino，它是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，包含硬件和软件，也是一种单片机，可以接收来自各种传感器的输入信号，从而进行监测，还能控制执行器来影响周围环境。大家看屏幕，上面是我们常用的几种Arduino型号。接下来介绍Arduino的接口。在屏幕右上角是0 - 13端口，这些端口是数字输入和输出引脚，用于数字信号的控制。在屏幕右下角是A0到A5，一共6个模拟信号引脚，用于模拟信号的控制。在屏幕中间位置，是一个电源区域，分别是3.3伏、5伏和GND引脚。