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天平

发布时间：2023-07-01

步骤1 结构设计

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。

大致的流程就是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

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

代码

/*!
 * 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");
	}
}

附件