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PS-3231 //Code.Node 交互式编程传感器 
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产品概述

//code.Node是一个交互式的编码解决方案,结合了现实世界中的传感器查询,块编码和实时数据显示,以驱动STEM学习中的计算编程思维。 它包括六个交互式传感器和四个输出设备,这些输出信号可以在SPARKvue或Capstone软件中创建的代码来测量和响应现象。

当今的学生生活在一个充满由代码驱动的传感器和设备的数字世界中。从感应夜灯到紧急制动系统,传感器在日常生活中起着不可或缺的作用。通过//code.Node和Blockly编码,学生可以了解传感器,其应用程序以及控制它们的代码。 每个//code.Node实验都会挑战学生创建一个带有外部响应的交互式程序,从而使他们的代码超出屏幕范围,进入现实世界。

//code.Node具有六个内置传感器,包括温度传感器,运动传感器,磁场传感器,声音传感器,光传感器和两个瞬时开关。 //code.Node的四个设备输出包括扬声器,5x5 LED阵列和RGB LED灯。 用户界面友好的编码平台Blockly可在SPARKvue或Capstone软件中使用,以编程该设备如何收集和响应数据。 学生可以控制//code.Node的传感器输入端来如何收集和显示数据,以及设备的输出端来如何响应传入的传感器数据。


传感器输入端

  • 光传感器:测量室内和室外环境中的环境光水平

  • 磁场传感器:测量磁体和磁场的强度和极性。

  • 运动传感器:测量加速度以确定//code.Node是否正在移动

  • 温度传感器:从//code.Node内部测量环境温度

  • 声音传感器:测量气压水平以确定周围的声音水平

  • 瞬时开关:用作已编程指令的通断开关


设备输出

  • RGB LED灯:可以编程以组合不同强度的红色,绿色和蓝色光以产生任何颜色

  • 5x5 LED阵列:可以点亮不同亮度的每个LED灯珠以显示字母,数字和符号

  • 扬声器:可以编程为响应包括现象,数据和代码在内的刺激产生声音

  • 文本://code.Node与SPARKvue和Capstone文本显示兼容,允许学生从软件和//code.Node设备接收实时反馈


与我们所有传感器保持兼容性

通过将Blockly集成到SPARKvue和Capstone中,可以使用代码控制我们所有的传感器,包括无线和PASPORT传感器。 将传感器连接到软件后,学生可以使用Blockly来控制传感器的数据收集和显示。 //code.Node的传感器输入和设备输出可以单独使用,也可以与我们的任何传感器一起使用,从而使学生能够创建复杂的反馈回路,自动实验等。

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可以对5x5 LED阵列进行编程,以各种亮度级别点亮每个LED灯。 当学生点亮多个LED时,显示屏可以读出字母,数字和符号。 在上图中,阵列显示出笑脸图案。


培训编程思维与优秀品格

//code.Node使用设计思想和问题解决方法来培养编程思维的开发。 在学生学习//code.Node课程时,他们将面临挑战如何去建立自己的成功之路。 创建程序后,使用“记录”按钮执行代码。 如果获得正确的数据或信号,则代码成功。 如果结果与预期不符,则学生要了解如何去调试其代码。

当他们学习使用传感器进行编码时,学生将通过毅力和合作来克服失败。编码挑战鼓励学生之间的协作,因为有些学生比其他人更早发现工作方法。随着班级的进展,学生将学会互相依靠,以取得更好的成绩。此外,这使教育工作者在寻求解决方案时可以听取课堂讨论和推理。


数据科学:弥合编程与数据素养之间的鸿沟

尽管全球对数据科学家的需求持续增长,但是大多数教育编码解决方案都无法弥合编程与数据素养之间的鸿沟。 //code.Node将数据采集集成到编程过程中,从而为开发计算编程思想和数据科学的早期基础提供了无与伦比的平台。


使用//code.Node进行数据可视化,采集和分析


//code.Node使用我们屡获殊荣的数据采集和分析软件将数据可视化与编程集成在一起。 成功编程传感器命令后,学生可以使用SPARKvue或Capstone中的任何显示选项来可视化其数据。 这些显示鼓励学生练习对数据进行可视化并选择适当的图形格式,同时还可以激发人们对数据科学的好奇心和激情。

在为其设备编程并收集数据之后,学生可以使用SPARKvue或Capstone分析他们的发现。 借助软件中用于基础和高级计算的工具,可以适合各个年龄段的学生去进行分析。 年龄较小的学生可以轻松找到其数据的最小值,最大值和平均值,而年龄较大的学生可以使用高级计算工具进行分析计算。 在分析和解释了他们的代码衍生数据集之后,学生可以使用他们的发现来为将来的代码决策提供依据。

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实验案例:入门级编程-测量灯泡的效率

在此课题中,学生使用//code.Node的温度传感器来测量灯泡散发出的热量,并使用其数据来确定哪个灯泡效率最高。 为了使本课程具有影响力,我们鼓励全班同学就灯泡,热量和能源消耗进行小组讨论。 一旦学生了解到灯泡的效率有所不同,他们就可以开始为//code.Node内部温度传感器编程指令。 使用记录按钮执行时,成功的程序将生成实时温度数据。 然后,该测试灯泡了。 学生可以轮流将自己的//code.Nodes靠近通电的LED和白炽灯泡。 在监控代码性能时,学生应该能够确定哪个灯泡产生的热量最多。 最后,他们应该能够确定哪个灯泡最节能。

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实验案例:中级编程-创建防烫设备

在此课题中,向学生介绍了一个图表,该图表描述了安全和不安全的沐浴温度,并通过小组讨论来传达本课程的实际应用。学生应该能够使用图表确定哪些水温是安全的。接下来,要求课程为他们的无线温度传感器和//code.Nodes编程方向以测量水温。 //code.Node上的5x5 LED阵列被编程为在水变热时显示“ H”,在水安全时显示“ C”。然后,将RGB LED编程为在水太热时显示红色,在水温安全时显示蓝色。最后,学生编程显示当前水温是否太高或太安全的文本显示。成功的程序将生成实时温度数据,水安全性的文本描述以及相应的//code.Node RGB LED和5x5 LED阵列信号。这个实验是一种有趣,简单的方法,可以使学生对编码输入输出关系感到兴奋。


实验案例:高级编程-创建防盗设备

在此课题中,邀请对程序设计有所了解的学生通过实际应用程序表达自己的创造力。在这种情况下,要求学生创建一个防盗设备,以阻止小偷逃避//code.Node。尽管有多种方法可以实现此目的,但我们的示例使用//code.Node的加速度计,扬声器,RGB LED,5x5 LED阵列和瞬时开关。学生首先要估计加速度计对各种步行速度的敏感性。他们应该问自己一些问题,例如:小偷应该多快移动一次以向加速度计发出信号?防盗信号应该延迟吗?如何开启和关闭防盗系统?

学生可能会编程//code.Node扬声器,以在加速度计达到指定阈值时发出警报。他们甚至可以将警报编程为随着小偷的速度增加而增加频率!为了进一步阻止小偷,学生可以将RGB LED设置为闪烁,并可以对5x5 LED阵列进行编码以指示设备的状态。静止时,阵列可以显示图像,例如解锁的锁或笑脸。小偷移动后,5x5LED阵列可以更改为备用图像。最后,学生可以对瞬时开关进行编程,以用作防盗信号的开和关按钮。这项活动采用了设计思维,合作,计算思维和解决问题的技能,其课题内容可以吸引一批具有数字素养的学生。

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