資源簡介

2022-2023學年高一勞動上冊
第二單元勞動創造社會價值
土壤濕度調節儀裝配教學案
一、教學目標
1、了解土壤濕度調節儀的工作原理，掌握裝配的一般過程和方法。
2、合作完成土壤濕度調節儀的裝配與測試，增強團隊合作意識。
3、關注設備裝配過程中的水、電的安全出來，樹立安全責任意識。
二、教材分析
我國的智能化灌溉，智能化溫室管理等都是聰明農業的典范。智能化灌溉是人類對植物的生長特性和需求的了解，對生態系統的了解，而研發出來的農業灌溉的方式，比人工更加科學和方便。人類利用傳感器采集大量的數據，隨后將植物的生長習性進行科學化建立數據模型，并對植物的生長狀況進行分析。這就是當今最流行的智慧農業，智慧農業是以知識和信息為基礎。這節課準備制作一種土壤濕度調節儀，把它裝配在蔬菜大棚中。
三、教學過程
㈠、勞動基礎
土壤濕度傳感器又名：土壤水分傳感器、土壤墑情傳感器、土壤含水量傳感器。主要用來測量土壤相對含水量，做土壤墑情監測及農業灌溉和林業防護。土壤濕度傳感器采用FDR頻域反射原理。FDR(Frequency Domain Reflectometry)頻域反射儀是一種用于測量土壤水分的儀器，它利用電磁脈沖原理、根據電磁波在介質中傳播頻率來測量土壤的表觀介電常數，從而得到土壤相對含水量。
土壤濕度調節儀裝配技能
（1）導線連接
用剝線鉗將導線剝去絕緣皮，纏繞后用電烙鐵均勻鍍上一層焊錫，再用熱縮管將該處包裹，最后用熱吹風槍吹熱縮管，直至其能牢固地包裹住導線連接處。
(2)布線。設備中的電纜布線要充分考慮空間因素，盡可能做到合理布局。除此之外，還要考慮電磁兼容、散熱以及拆裝方便等因素。布線時常用理線夾、扎帶等對線纜按要求進行捆扎，再利用斜口鉗、剪刀等工具進行剪切整理。
(3)安裝部件。選擇合適的連接材料和工具進行設備部件安裝。帶安裝孔的部件可以直接用螺釘安裝在設備外殼的合適位置，而設備中常有一些小元器件不適合用螺釘連接，這時可以嘗試使用熱熔膠進行小元器件的安裝。
2.土壤濕度調節設備的裝配過程。
根據規定的技術要求，將若干個零件結合成部件（部裝）或若干個部件結合成產品（總裝）的過程稱為裝配。一臺設備通常由許多零件或者部件組成，可以適當進行模塊化劃分。例如，根據實際功能，可將土壤濕度調節設備劃分為電源模塊、控制模塊、傳感器檢測模塊、人機交互模塊、執行模塊等。
設備的模塊化劃分
1、電源模塊
(為其他模塊供電)
2、控制模塊
(主控芯片負責數字信號和模擬信號輸入輸出)
3、傳感器檢測模塊
(負責數字信號和模擬信號采集）
4、人機交互模塊
(聲音、圖像、按鍵等)
執行模塊(電機、水泵氣泵燈、電磁繼電器等)
一般設備的裝配過程包括組裝、調整、試驗、檢驗和包裝。組裝人員應按照計提供的裝配工藝卡、設計變更、設備安裝使用說明書等資料的規定進行。
㈢、勞動場域
環境：勞動教育專用教室、蔬菜大棚模型。
材料：單片機、傳感器A/D轉換模塊、電磁繼電器模塊、土壤濕度傳感器等。
㈣、勞動過程
制定裝配工藝流程
在組裝前應先根據原始資料制訂裝配工藝流程。原始資料一般包括原理圖、電路圖、產品總裝圖、部件裝配圖等。裝配工藝流程卡片是一種幫助清晰表達裝配工藝流程的方法。
安裝電路部件
1、在外殼的適當位置安裝LED燈、蜂鳴器、旋鈕開關等。
2、安裝單片機、傳感器A/D轉換模塊、電磁繼電器模塊以及1602A液晶顯示器。這些部件有安裝孔，可以直接使用自攻螺釘進行安裝。
連接電路
1、準備好待連接的杜邦線，然后按照土壤濕度調節儀電路裝配圖連接電路。
2、用電工絕緣膠帶、扎帶、理線卡等材料將電路各部分有序地布置在外殼中。注意元器件布局電路走線的美觀性、穩定性。
安裝水泵進出水管
1、將進水管和出水管分別插在水泵的端口上，擰緊塑料螺母，將花灑噴頭安裝在出水口處。
2、將進水管管口和出水管管口都放入測試用的水盆中等待試驗。微型直流隔膜水泵的電源適配器的輸入電壓為220V（交流），輸出電壓為12V（直流）。
編寫電路工作程序
程序員檢查確認端口設置，并按照程序框圖為土壤濕度調節儀編寫程序。同時，要與硬件安裝同學保持交流，充分了解對方的設計意圖。
測試電路運行狀態
1、程序員將程序下載到單片機中。
2、將單片機通電，再將水泵通電，改變土壤傳感器濕度，測試設備工作狀態。
測試儀器整機工作
1、將微型隔膜水泵安裝在合適地位置。
2、將進水管插入供水處，出水管對準土壤。
3、在土壤中安裝濕度傳感器，應避免水直接淋到濕度傳感器。
4、檢查好線路后打開電源，觀察儀器電氣和機械部分是否正常工作，調整后投入使用。
㈤勞動成果
1、勞動成果展示
將裝配過程中團隊合作精彩瞬間以及裝配好的作品拍照展示出來吧！
勞動評價
評價內容 評價等級A 評價等級B 評價等級C 自評 互評
勞動規范 能熟練規范地使用各種工具，獨立、安全、自主、規范地完成裝配，并做到布局美觀、工作精度高。 在老師和同學的提醒下，能規范使用工具，能獨立規范地完成項目的裝配和測試。 在與同學的合作過程中開始關注安全使用事項以及項目裝配過程中的安全問題。
勞動成果 裝配項目能夠按照設計要求正常工作，電路裝配布局美觀，水泵安裝在合適位置。 裝配項目測試成功，并基本按照要求將電路裝配在外殼中。 僅完成裝配項目中的電路部分，且電路實現正常工作。
勞動態度 積極動手參與、能在小組中團結成員，并進行合理的創新勞動。 主動參與、細心認真，能夠堅持完成整個儀器的裝配和測試。 在同學和老師的鼓勵和幫助下，配合小組成員完成儀器的裝配和測試。
勞動習慣 全身心投入勞動，能夠注意管理元器件和工具，始終保持良好的工作環境。 在勞動過程中比較專注，工作完成后及時整理桌面和工具。 能夠在同學和老師的提醒下及時整理工作環境，歸還工具。
四、教學小結
㈥勞動反思
1.你成功實現了大棚土壤濕度的實時監控、澆水自動化，說說艱辛勞動所創造的價值體現在哪里？
2.大棚模型中還可能加入什么傳感器？有什么用途？
3、裝配過程中出現的問題是
我的解決辦法是
4、如果作品大量生產，如何規劃基于裝配線的裝配流程？
五、布置作業
1、完成勞動評價和勞動反思。
2、通過因特網和新媒體技術了解更多土壤濕度調節儀的知識。
六、教學反思

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