第二部分
基础实验
Lab1 光电传感器自动跟踪小车
1. 实验目的：
? 了解光电传感器感光特性； ? 掌握LEGO基本模型的搭建； ? 基本掌握ROBOLAB软件； 2. 实验要求：
能做搭建比较牢靠的小车模型，能够实现小车沿着黑线行走(实际上是沿着黑线走Z字形)。 3. 软件设计：
编写程序流程图并写出程序。
4. 测试环境：
5. 实验步骤：
1) 搭建小车模型，参考附录步骤或自行设计(创新可加分)。 2) 用ROBOLAB编写上述程序。(也可以自己编程序) 3) 将小车与电脑用USB数据线连接，并打开NXT的电源。点击ROBOLAB
的RUN按钮，传送程序。
4) 取有黑线的白板，运行程序，观察小车的运动情况，不断的调试，力求
沿黑线走得越快越好。
6. 实验报告要求：
? 实验目的 ? 实验要求 ? 小组成员分工
? 软件设计，程序流程图，ROBOLAB VI程序及截图 ? 调试过程出现的问题及解决方案
? 结论（实验结果，体会与建议等，可附上有创意的小车图片）
7. 注意事项：
? 光电传感器对环境光较为敏感，现采用直接采光装置，提高对环境的适
应度。另外，采用光电传感器的自身光源，最大限度的减少环境光对实验的不利影响。 ? 小车在行进之中，并不能保证轨迹完全沿着黑线行走，而是沿着黑线走Z
字形。 ?
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Lab2 光电传感器测距功能测试
1. 实验目的：
? 了解光电传感器测距的特性曲线； ? 掌握LEGO基本模型的搭建； ? 熟练掌握ROBOLAB软件。
2. 实验要求：
能够用LEGO积木搭建小车模式，并在车头安置光电传感器。能在光电传感器紧贴红板，以垂直红板的方向作匀速直线倒车运动过程中进行光强值采集，绘制出时间－光强曲线，然后推导出位移－光强曲线及方程。
3. 软件设计：
编写程序流程图并写出程序。 4. 测试环境：
如图所示：
注意事项：实验应尽量降低环境干扰因素，同时小车的设计宜使速度尽量低。（如何在马达的能量一定的情况下，降低小车的速度？）
红板 5. 实验步骤：
1）搭建小车模型，参考附录步骤或自行设计(创新可加分)。 光电传感器
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2）用ROBOLAB编写上述程序。 3）将小车与电脑用USB数据线连接，并打开NXT的电源。点击ROBOLAB
的RUN按钮，传送程序。
4）取一红颜色的纸板（或其他红板）竖直摆放，并在桌面平面与纸板垂直
方向放置直尺，用于记录小车行走的位移。
5）将小车的光电传感器紧贴红板放置，用电脑或NXT的红色按钮启动小
车，进行光强信号的采样。从直尺上读取小车的位移。
6）待小车发出音乐后，点击ROBOLAB的数据采集按钮，进行数据采集，
将数据放入红色容器。共进行四次数据采集。
6）点击ROBOLAB的计算按钮，分别对四次采集的数据进行同时显示、平
均线及拟和线处理。
数据显示
平均线 拟和线
7）利用数据处理结果及图表，得出时间同光强的对应关系。再利用小车位
移同时间的关系（近似为匀速直线运动），推导出小车位移同光强的关系表达式（从上面的图中你能读出什么？对比拟合线和平均线你可以从中知道什么？）。
8． 实验报告要求：
? 实验目的 ? 实验要求 ? 小组成员分工
? 软件设计，程序流程图，ROBOLAB VI程序及截图 ? 调试过程出现的问题及解决方案 ? 实验数据表格
? 实验数据曲线图截图
? 位移与光强拟合函数及在图中可以看出和推导出的物理量。 ? 结论（实验结果，体会与建议等，可附上有创意的小车图片）
9． 注意事项：
? 光电传感器对环境光较为敏感，故应采用一定的遮光措施，使环境尽量
的暗，增大光强变化范围，提高定位准确度。另外，采用光电传感器的自身光源，最大限度的减少环境光对实验的不利影响。
? 小车在行进之中，并不能保证轨迹完全与红板垂直，可以采取固定后轮
的方式，强制小车直线运动。
? 由于光电传感器的自身光源为红色光，故采用红板反射效果最好。在同
等条件下，白板的反射光强曲线较陡。
? 由于线性区域很窄，故只 用低速档并可以考虑采用齿轮减速机构，使
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速度尽量的慢，得到较为理想的曲线
Lab3 光电传感器位移传感应用
1． 实验目的：
? 掌握利用光感的局部线性特征进行测距的方法。
2． 实验要求：
小车由出发点向障碍物方向匀速行进，距离3CM、2CM、1CM时各停止5秒钟并以不同音调提示到达指定位置。回程亦然并停止在3CM位置。测量小车到达各目标位置的实际位置。重复实验三次并记录相关数据。
3． 软件设计：
自行设计软件流程图及程序。
4．测试环境： 如图所示：
5． 实验步骤：
1) 搭建小车模型，参考附录步骤或自行设计(创新可加分)。 2) 用ROBOLAB编写程序(控制阈值需要修改)。 3) 将小车与电脑用USB数据线连接，并打开NXT的电源。点击ROBOLAB红板
的RUN按钮，下载程序。
4) 取一红颜色的纸板（或其他红板）竖直摆放，并在桌面平面与纸板垂直光电传感器
方向放置直尺，用于记录小车与红板之间的距离。
5) 将小车的正对红板放置，与红板距离约为4cm。用电脑或NXT的红色
按钮启动小车。每逢小车停顿，从直尺上读取小车的位移。重复三次。 6) 将记录的数据记录在自制的表格中。（可以用办公软件绘制表格和图形）
6． 实验报告要求： 直尺
? 实验目的 ? 实验要求 ? 小组成员分工
? 软件设计，程序流程图，ROBOLAB VI程序及截图
? 调试过程出现的问题及解决方案,至少提供一种解决方案。 ? 实验数据表格（可截图） ? 实验数据曲线（可截图）
? 结论（实验结果，体会与建议等，可附上创意部分的图片）
? 你能把光电传感器的光感和位移的关系应用到其它方面吗？请把你
的想法用Lego表达出来。
7． 注意事项:
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? 光电传感器对环境光较为敏感，故应采用一定的遮光措施，使环境尽量
的暗，增大光强变化范围，提高定位准确度。另外，本实验采用光电传感器的自身光源，最大限度的减少环境光对实验的不利影响。
? 小车在行进之中，并不能保证轨迹完全与红板垂直，可以采取固定后轮
的方式，强制小车直线运动。
? 由于光电传感器的自身光源为红色光，故采用红板反射效果最好。在同
等条件下，白板的反射光强曲线较陡。
? 由于控制的位移很小，故尽量采用低速档及齿轮减速机构，使速度尽量
的慢。另外一开始摆放的距离也不宜太大，尽量减小惯性，才能得到较为精确的控制。
? 读取直尺数值时尽量保持以垂直桌面的角度，减小误差。
Lab4 超声波传感器测试
1. 实验目的：
? 了解确定超声波传感器用于测距的线性特性； ? 掌握LEGO基本模型的搭建； ? 熟练掌握ROBOLAB软件；
2. 实验要求：
测试LEGO超声波传感器的特性,并熟悉ROBOLAB测试环境的应用。超声波传感器其工作原理是把特殊的声波发送出去，声波经过障碍物后反射回来，控制器把发送与接收的时间进行计算和分析，把距离算出来。
3. 软件设计：
编写程序流程图并写出程序。
4. 测试环境：
如图所示：在小车前面是平面墙。
注意事项：实验应尽量降低环境干扰因素，把超声波传感器对准障碍物，障碍物要尽量大。
5. 实验步骤：
1) 把采样总数设为50，运行小车获取测试数据； 光电传感器
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