传感电子实验参考资料
实验一 倒走（逆时针行走）的时钟
一、时间和计时器
1、计时器的历史发展——计时从粗略到精确
2、地球的演化历史
如果我们把地球46亿年的演化历史压缩成一天24小时，那么地球上第一个生命约在4:10便出现了，但直到21:13才迎来“寒武纪生命大爆发”，21:50动植物才开始真正登上陆地。22:49 恐龙开始登上历史的舞台，在称霸地球约50分钟后，于23:39 便宣告灭亡了，而我们整个人类历史不过是午夜前最后几秒钟的事情而已。
3、有关时间的社会调查
某老年杂志对老人作调查，调查他们最后悔什么，72%的老人后悔年轻时努力不够，以致事业无成，58%的老人后悔锻炼身体不够，47%的老人后悔对双亲尽孝不够，36%的老人后悔未能周游世界，32%的老人后悔一生过得平淡„„
如果时光可以倒流，我希望，我们每个人，都学会珍惜时间，学会珍惜眼前，把握现在！
二、逆时针行走的时钟
1、顺时针还是逆时针？
如果时光可以倒流，那么时钟是否就应该逆时针倒走？为什么一般的时钟都是顺时针走动？答案在于古代人类文明基本都起源于地球的北半球，古人立竿测日，竿的影子随太阳位置变化而作顺时针变化，是最古老的计时器，后人以此为习惯，其实如果是在南半球立竿测日，影子是逆时针变化。
2、石英钟的核心——石英晶体振荡器
3、石英钟工作过程示意图
石英钟走时准、耗电省、经久耐用为其最大优点。不论是老
式石英钟或是新式多功能石英钟都是以石英晶体传感器中的振荡
器为核心电路，利用逆压电效应，在石英晶体上施加交变电场，
使其产生有规律的振荡，其频率精度决定了电子钟表的走时精度。
石英晶体振荡器
传感电子实验参考资料
实验二 拍手点亮的小夜灯
一、照明工具的发展史
1、古代照明工具
2、近代照明工具——电灯
⑴、发明者：
托马斯·阿尔瓦·爱迪生（1847—1931）
⑵、发明的艰苦历程：
爱迪生先用炭条作灯丝，一通电灯丝就断了。用钌、铬等金属作灯丝，通电后，亮了片刻就被烧断。用白金丝作灯丝，效果也不理想。就这样，爱迪生一次次的试验都失败了，很多专家都认为电灯的前途黯淡。10余年艰苦奋斗，共试用了6千多种材料，试验了7千多次终于有了突破性进展，同时解决了灯泡内部抽高度真空、避免材料氧化的问题。1879年，他用碳化棉线作为白炽灯丝， 这盏电灯足足亮了45小时，灯丝才被烧断。这是人类第一盏有实用价值的电灯。由于碳化棉线表面多孔，性脆，强度低。不久被钨丝代替。 ⑶、爱迪生励志名言——天才就是 1% 的灵感加上 99% 的汗水。
3、现代照明工具——LED 灯
LED 是英文Light Emitting Diode （发光二极管）的缩写。它是一种电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用。 LED 光源的特点：
⑴、电压：使用低压电源，供电电压在6-24V 之间。
⑵、效能：耗能较同光效的白炽灯减少80%
⑶、适用性：可制备成各种形状的器件。
⑷、稳定性：10万小时。
⑸、环境安全：无有害金属汞。
⑹、 颜色：小电流时为红色的LED ，随着电流的增加，可以依次变为橙，黄，最后为绿色 。 ⑺、 价格：LED 的价格比较昂贵。
二、拍手点亮的小夜灯
1、电子套件的工作过程
2
油灯 蜡烛
该组套件通电工作时，由于麦克风模块是声音传感器，当周围有较大
声音时，会把感受到的声音转化为电信号，然后输出到控制模块；控制模
块在接收到来自麦克风模块的电信号后，经过信息处理，再向外输出控制
信号，通过端口扩展模块使LED 灯亮20秒后熄灭，实现声控灯的效果。
麦克风模块 火把 月光
传感电子实验参考资料
实验三 声、光感知“蜡烛”
一、光源、能源和节能
1、光源：能自己发光的物体。
光源按发光物体可以分为自然光（阳光、月光等）和人造光（灯光、烛光等）。如果按激发方式，利用热能激发的光源称为热光源，如蜡烛、白炽灯；利用化学能、电能激发的光源称为冷光源，如萤火虫、LED 灯。
2、能源危机
现代工业社会的血液——石油、天然气、煤炭。现代生活中使用的电，大多是发电机燃烧石油、煤炭而产生的。根据国际能源机构的统计，假使按目前的势头发展下去，不加节制，那么，地球上这三种能源剩下能供人类开采的年限，分别只有40年、50年和240年了。
3、新型环保能源
4、节约能源——光敏电阻的用途
二、声、光感知“蜡烛” 1、电子套件的工作过程
该组套件通电工作时，如果是白天或光线较强，光照度传感器把感受到的较强光线转化为相应电信号，输出到控制模块，控制模块处理得知现在不需亮灯，这时，
即使对着麦克风模块拍手，麦克风模块把声音信号转化为电信号后输出到了控制模块，控制模块也不会发出控制信号让LED 亮起来。但在夜里或光线较暗，光照度传感器把感受到的较弱光线转化为另一种电信号，输出到控制模块，控制模块得知现在是晚上或光线较暗，这时再对麦克风模块拍手，麦克风模块把声音信号转化为电信号输出到控制模块，控制模块就会发出控制信号通过端口扩展模块让LED 灯亮20秒后熄灭，实现只在夜间声控灯亮的效果，有节能环保作用。
太阳 白炽灯 萤火虫 LED 灯 你知道马路上的灯白天不亮，晚上自动亮起来的原因吗？
光照度传感器（光敏电阻），是利用半导体光电导效应制成的一种
特殊电阻器，对光线十分敏感。一般它在无光照射或光线较弱时，呈
高阻状态；而当有光照射时或光线较强时，其电阻值迅速减小，所以
能产生不同的电信号输出到控制模块进行处理，控制灯的自动开关。
光照度传感器（光敏电阻）
麦克风模块
传感电子实验参考资料
实验四 拍手点亮的音乐流水灯
一、发光生物及其仿生
1、各种发光的生物
在自然界中，有许多生物都能发光，如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等，而且这些动物发出的光都不产生热，所以又被称为 “冷光”。
2、萤火虫发光原理
在众多的发光动物中，萤火虫是其中的一类，约有 1500种, 它们发出光的颜色有黄绿色、橙色，光的亮度也各不相同。发出的冷光不仅具有很高的发光效率，而且发出的冷光一般都很柔和，很适合人类的眼睛，光的强度也比较高。因此，生物光是一种人类理想的光。科学家研究发现，萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞，它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下，荧光素在细胞内水分的参与下，与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光，实质上是把化学能转变成光能的过程。
3、对萤火虫发光的仿生
上世纪40年代，人们根据对萤火虫的研究，创造了日光灯，使人类的照明光源发生了很大变化。近年来，科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素，后来又分离出了荧光酶，接着，又用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷) 和水混合而成的生物光源, 可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源，不会产生磁场，因而可以在生物光源的照明下，做清除磁性水雷等工作。
4、LED 灯与生物光源区别
LED 灯和生物光源虽然都是冷光源，但LED 灯是把电能转化为光，而生物光源是把化学能转化为光。
5、麦克风模块
由于麦克风模块是声音传感器，当周围有较大声音时，会把感受到的声音转化为电信号，然后输出到控制模块，是最常见的传感器之一，也是声控设备的首要环节。
二、拍手点亮的音乐流水灯 1、电子套件工作过程
该组套件通电工作时，当麦克风模块感受到周围有较大的声音，就把感受到的声音转化为相应电信号，再输出到控制模块；控制模块接收到来自麦克风模块传入的信号后，经过处理，同时向外输出两路控制信号，一路信号通过端口扩展模块控制LED 灯逐个亮起，20秒后灯熄灭。另一路通过控制音乐播放模块，使其输出相应的音乐电信号，再让喇叭把电信号转化为声音放出音乐，同样的，20秒后音乐停止。
2
发光蘑菇 水晶果冻水母 发光海虾 萤火虫 麦克风模块
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实验一 倒走（逆时针行走）的时钟
一、时间和计时器
1、计时器的历史发展——计时从粗略到精确
2、地球的演化历史
如果我们把地球46亿年的演化历史压缩成一天24小时，那么地球上第一个生命约在4:10便出现了，但直到21:13才迎来“寒武纪生命大爆发”，21:50动植物才开始真正登上陆地。22:49 恐龙开始登上历史的舞台，在称霸地球约50分钟后，于23:39 便宣告灭亡了，而我们整个人类历史不过是午夜前最后几秒钟的事情而已。
3、有关时间的社会调查
某老年杂志对老人作调查，调查他们最后悔什么，72%的老人后悔年轻时努力不够，以致事业无成，58%的老人后悔锻炼身体不够，47%的老人后悔对双亲尽孝不够，36%的老人后悔未能周游世界，32%的老人后悔一生过得平淡„„
如果时光可以倒流，我希望，我们每个人，都学会珍惜时间，学会珍惜眼前，把握现在！
二、逆时针行走的时钟
1、顺时针还是逆时针？
如果时光可以倒流，那么时钟是否就应该逆时针倒走？为什么一般的时钟都是顺时针走动？答案在于古代人类文明基本都起源于地球的北半球，古人立竿测日，竿的影子随太阳位置变化而作顺时针变化，是最古老的计时器，后人以此为习惯，其实如果是在南半球立竿测日，影子是逆时针变化。
2、石英钟的核心——石英晶体振荡器
3、石英钟工作过程示意图
石英钟走时准、耗电省、经久耐用为其最大优点。不论是老
式石英钟或是新式多功能石英钟都是以石英晶体传感器中的振荡
器为核心电路，利用逆压电效应，在石英晶体上施加交变电场，
使其产生有规律的振荡，其频率精度决定了电子钟表的走时精度。
石英晶体振荡器
传感电子实验参考资料
实验二 拍手点亮的小夜灯
一、照明工具的发展史
1、古代照明工具
2、近代照明工具——电灯
⑴、发明者：
托马斯·阿尔瓦·爱迪生（1847—1931）
⑵、发明的艰苦历程：
爱迪生先用炭条作灯丝，一通电灯丝就断了。用钌、铬等金属作灯丝，通电后，亮了片刻就被烧断。用白金丝作灯丝，效果也不理想。就这样，爱迪生一次次的试验都失败了，很多专家都认为电灯的前途黯淡。10余年艰苦奋斗，共试用了6千多种材料，试验了7千多次终于有了突破性进展，同时解决了灯泡内部抽高度真空、避免材料氧化的问题。1879年，他用碳化棉线作为白炽灯丝， 这盏电灯足足亮了45小时，灯丝才被烧断。这是人类第一盏有实用价值的电灯。由于碳化棉线表面多孔，性脆，强度低。不久被钨丝代替。 ⑶、爱迪生励志名言——天才就是 1% 的灵感加上 99% 的汗水。
3、现代照明工具——LED 灯
LED 是英文Light Emitting Diode （发光二极管）的缩写。它是一种电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用。 LED 光源的特点：
⑴、电压：使用低压电源，供电电压在6-24V 之间。
⑵、效能：耗能较同光效的白炽灯减少80%
⑶、适用性：可制备成各种形状的器件。
⑷、稳定性：10万小时。
⑸、环境安全：无有害金属汞。
⑹、 颜色：小电流时为红色的LED ，随着电流的增加，可以依次变为橙，黄，最后为绿色 。 ⑺、 价格：LED 的价格比较昂贵。
二、拍手点亮的小夜灯
1、电子套件的工作过程
2
油灯 蜡烛
该组套件通电工作时，由于麦克风模块是声音传感器，当周围有较大
声音时，会把感受到的声音转化为电信号，然后输出到控制模块；控制模
块在接收到来自麦克风模块的电信号后，经过信息处理，再向外输出控制
信号，通过端口扩展模块使LED 灯亮20秒后熄灭，实现声控灯的效果。
麦克风模块 火把 月光
传感电子实验参考资料
实验三 声、光感知“蜡烛”
一、光源、能源和节能
1、光源：能自己发光的物体。
光源按发光物体可以分为自然光（阳光、月光等）和人造光（灯光、烛光等）。如果按激发方式，利用热能激发的光源称为热光源，如蜡烛、白炽灯；利用化学能、电能激发的光源称为冷光源，如萤火虫、LED 灯。
2、能源危机
现代工业社会的血液——石油、天然气、煤炭。现代生活中使用的电，大多是发电机燃烧石油、煤炭而产生的。根据国际能源机构的统计，假使按目前的势头发展下去，不加节制，那么，地球上这三种能源剩下能供人类开采的年限，分别只有40年、50年和240年了。
3、新型环保能源
4、节约能源——光敏电阻的用途
二、声、光感知“蜡烛” 1、电子套件的工作过程
该组套件通电工作时，如果是白天或光线较强，光照度传感器把感受到的较强光线转化为相应电信号，输出到控制模块，控制模块处理得知现在不需亮灯，这时，
即使对着麦克风模块拍手，麦克风模块把声音信号转化为电信号后输出到了控制模块，控制模块也不会发出控制信号让LED 亮起来。但在夜里或光线较暗，光照度传感器把感受到的较弱光线转化为另一种电信号，输出到控制模块，控制模块得知现在是晚上或光线较暗，这时再对麦克风模块拍手，麦克风模块把声音信号转化为电信号输出到控制模块，控制模块就会发出控制信号通过端口扩展模块让LED 灯亮20秒后熄灭，实现只在夜间声控灯亮的效果，有节能环保作用。
太阳 白炽灯 萤火虫 LED 灯 你知道马路上的灯白天不亮，晚上自动亮起来的原因吗？
光照度传感器（光敏电阻），是利用半导体光电导效应制成的一种
特殊电阻器，对光线十分敏感。一般它在无光照射或光线较弱时，呈
高阻状态；而当有光照射时或光线较强时，其电阻值迅速减小，所以
能产生不同的电信号输出到控制模块进行处理，控制灯的自动开关。
光照度传感器（光敏电阻）
麦克风模块
传感电子实验参考资料
实验四 拍手点亮的音乐流水灯
一、发光生物及其仿生
1、各种发光的生物
在自然界中，有许多生物都能发光，如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等，而且这些动物发出的光都不产生热，所以又被称为 “冷光”。
2、萤火虫发光原理
在众多的发光动物中，萤火虫是其中的一类，约有 1500种, 它们发出光的颜色有黄绿色、橙色，光的亮度也各不相同。发出的冷光不仅具有很高的发光效率，而且发出的冷光一般都很柔和，很适合人类的眼睛，光的强度也比较高。因此，生物光是一种人类理想的光。科学家研究发现，萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞，它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下，荧光素在细胞内水分的参与下，与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光，实质上是把化学能转变成光能的过程。
3、对萤火虫发光的仿生
上世纪40年代，人们根据对萤火虫的研究，创造了日光灯，使人类的照明光源发生了很大变化。近年来，科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素，后来又分离出了荧光酶，接着，又用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷) 和水混合而成的生物光源, 可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源，不会产生磁场，因而可以在生物光源的照明下，做清除磁性水雷等工作。
4、LED 灯与生物光源区别
LED 灯和生物光源虽然都是冷光源，但LED 灯是把电能转化为光，而生物光源是把化学能转化为光。
5、麦克风模块
由于麦克风模块是声音传感器，当周围有较大声音时，会把感受到的声音转化为电信号，然后输出到控制模块，是最常见的传感器之一，也是声控设备的首要环节。
二、拍手点亮的音乐流水灯 1、电子套件工作过程
该组套件通电工作时，当麦克风模块感受到周围有较大的声音，就把感受到的声音转化为相应电信号，再输出到控制模块；控制模块接收到来自麦克风模块传入的信号后，经过处理，同时向外输出两路控制信号，一路信号通过端口扩展模块控制LED 灯逐个亮起，20秒后灯熄灭。另一路通过控制音乐播放模块，使其输出相应的音乐电信号，再让喇叭把电信号转化为声音放出音乐，同样的，20秒后音乐停止。
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发光蘑菇 水晶果冻水母 发光海虾 萤火虫 麦克风模块