資源簡介

(共24張PPT)
義務(wù)教育信息科技（2024）六年級　　　　　　　　　　
第1課時
第六單元　電梯運行的控制
六年級下冊
第23課 如果超載電梯停
1
2
了解電梯超載警報系統(tǒng)的工作過程。
能描述載重數(shù)值與電梯狀態(tài)之間的關(guān)系。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
3
進一步理解控制系統(tǒng)中的控制邏輯，進一步提升
計算思維能力和問題解決能力。
第23課　如果超載電梯停
電梯在運行過程會啟動安全運行保護機制，其中之一是超載檢測警報機制，實現(xiàn)這項機制的系統(tǒng)是超載警報系統(tǒng)。
第23課 課堂導(dǎo)入
早上，小智和媽媽乘坐電梯下樓，稍等片刻，電梯到了3 層，電梯門打開，又有不少人進入電梯，空間變得很擁擠。電梯門關(guān)不上，電梯也不動，并發(fā)出警報。你們知道原因嗎？這時電梯上的人應(yīng)該怎么辦呢？
問題情境
第23課 學(xué)習(xí)活動
一 分析電梯超載警報系統(tǒng)的工作過程
三 分析電梯載重值與電梯狀態(tài)的關(guān)系
二 電梯載重值與電梯狀態(tài)測試
學(xué)習(xí)活動
電梯的門關(guān)不上，而且電梯內(nèi)還發(fā)出了警報聲，這是為什么？這是因為電梯在運行中有一個安全運行保護機制，當(dāng)發(fā)現(xiàn)電梯承載著人多且超重了，電梯門就不能關(guān)閉，并停止不動，還發(fā)出警報聲，當(dāng)檢測到電梯人少、沒有超重，電梯就可以運行。
第23課 學(xué)習(xí)活動
一、分析電梯超載警報系統(tǒng)的工作過程
一、分析電梯超載警報系統(tǒng)的工作過程
第23課 學(xué)習(xí)活動
電梯超載警報系統(tǒng)工作時，會一直通過傳感器不間斷地去檢測電梯轎廂內(nèi)的受力（可以理解為載重）。當(dāng)檢測到電梯轎廂內(nèi)載重值超過額定值（閾值）時，電梯門保持開的狀態(tài)，電梯保持不動并發(fā)出警報，提示電梯超載；當(dāng)檢測到電梯轎廂內(nèi)載重值沒有超過額定值（閾值）時，電梯門會關(guān)閉，并且正常運行。
第23課 學(xué)習(xí)活動
這是我上網(wǎng)查到的一種負荷傳感器的樣子。
一、分析電梯超載警報系統(tǒng)的工作過程
輸入
輸出
計算
？
？
？
有一個超載檢測裝置，它通過負荷傳感器不斷檢測電梯的載重。
第23課 學(xué)習(xí)活動
一、分析電梯超載警報系統(tǒng)的工作過程
輸入
輸出
計算
檢測到的載重值與閾值比較，生成指令
門開或關(guān)
電梯升或降
報警器響或不響
電梯載重值
檢測裝置
接下來的學(xué)習(xí)活動，只研究超載與電梯運行狀態(tài)之間的邏輯關(guān)系。
第23課 學(xué)習(xí)活動
一、分析電梯超載警報系統(tǒng)的工作過程
1．活動內(nèi)容：控制載重值的變化，觀察電梯的狀態(tài)。然后修改程序中的閾值，再運行程序，測試電梯運行狀態(tài)。
2．活動目的：進一步感受閾值以及邏輯運算對系統(tǒng)控制的作用。
3．活動環(huán)境：開源硬件環(huán)境或者虛擬仿真工具。
4．活動準(zhǔn)備：電梯超載檢測程序。
第23課 學(xué)習(xí)活動
二、電梯載重值與電梯狀態(tài)測試
1．運行程序，控制載重值的變化，觀察電梯的運行狀態(tài)。
數(shù)據(jù)1 數(shù)據(jù)2 數(shù)據(jù)3 數(shù)據(jù)4 數(shù)據(jù)5
電梯當(dāng)前載重值
電梯的運行狀態(tài)
第23課 學(xué)習(xí)活動
2．回答以下問題：
（1）當(dāng)超載檢測數(shù)據(jù)超標(biāo)，電梯的運行狀態(tài)是什么？
（2）當(dāng)超載檢測數(shù)據(jù)未超標(biāo)，電梯的運行狀態(tài)是什么？
（3）電梯要運行，需要滿足的條件是什么？這時的閾值是多少？
電梯停止。
電梯運行。
需要的條件是：檢測數(shù)據(jù)不超標(biāo)。
二、電梯載重值與電梯狀態(tài)測試
電梯不動，報警器響
電梯動，報警器不響
1. 在前一個框圖中填寫滿足后一個框圖的條件。
第23課 學(xué)習(xí)活動
如果電梯載重值超標(biāo)，電梯不動。這是一種什么邏輯運算呢？繼續(xù)往后學(xué)習(xí)就會明白了。
三、分析電梯載重值與電梯狀態(tài)的關(guān)系
載重值超過閾值
載重值不超過閾值
2. 如果用模塊A表示超載檢測，模塊C表示電梯狀態(tài)（動或不動），請思考模塊A與模塊C的邏輯關(guān)系。
A
C
第23課 學(xué)習(xí)活動
三、分析電梯載重值與電梯狀態(tài)的關(guān)系
3. 用真值1和0表示模塊A、模塊C的狀態(tài)（1表示“ 是”，0表示“否”）。
第23課 學(xué)習(xí)活動
三、分析電梯載重值與電梯狀態(tài)的關(guān)系
輸入 輸出
模塊A（超載） 模塊C（電梯動）
輸入 輸出
模塊A（超載） 模塊C（電梯移動）
0 1
1 0
參考答案如下。
第23課 學(xué)習(xí)活動
三、分析電梯載重值與電梯狀態(tài)的關(guān)系
第23課 學(xué)習(xí)活動
如果把模塊A（是否超載）和模塊C（電梯是否移動）看作一個整體，通過前面的分析可以發(fā)現(xiàn)，這個整體符合“非”運算的關(guān)系，即輸入指令1，經(jīng)過計算后輸出指令0；輸入指令0，經(jīng)過計算后輸出指令1。
當(dāng)重量檢測裝置檢測為超重時（用1表示），控制系統(tǒng)經(jīng)過計算，輸出0，表示不允許電梯移動；
當(dāng)重量檢測不超重時（用0表示），控制系統(tǒng)經(jīng)過計算，輸出1，表示允許電梯移動。
三、分析電梯載重值與電梯狀態(tài)的關(guān)系
4. 完善算法流程圖。其中，電梯超載設(shè)為A，電梯動設(shè)為C。
根據(jù)真值表，在框圖中填入式子。
第23課 學(xué)習(xí)活動
三、分析電梯載重值與電梯狀態(tài)的關(guān)系
A為1？
C為1
C為0
1．電梯超載警報系統(tǒng)中，超載的狀態(tài)與電梯的狀態(tài)（動與不動）之間存在非運算的邏輯關(guān)系。
2．把控制系統(tǒng)中能實現(xiàn)某項功能的部分設(shè)為模塊，然后分析模塊狀態(tài)之間的關(guān)系，這種簡化方式更便于流程圖的描述。
第23課 課堂總結(jié)
1．根據(jù)現(xiàn)階段所學(xué)的內(nèi)容，我們可以把非運算理解為“一個輸入，經(jīng)過計算后，得到一個與輸入相反的輸出”。例如，在電梯超載檢測過程中，超載檢測產(chǎn)生一個開關(guān)量1（載重值超過閾值），然后經(jīng)過計算，輸出一個開關(guān)量0（電梯停止不動） 。你能否說出另一個非運算的例子？如果沒有，你能否創(chuàng)設(shè)一個非運算的控制系統(tǒng)并描述其輸入和輸出？
第23課 拓展與提升
我先說一個：電梯檢測到門邊有人，電梯門不關(guān)閉。
電梯門如果被人按“開”的鍵超過1分鐘，它會自動把狀態(tài)變?yōu)椤瓣P(guān)”。
第23課 拓展與提升
2．前面提到，在電梯超載警報系統(tǒng)中，有一個模塊負責(zé)檢測電梯載重值。有的電梯會用負荷傳感器。只要電梯運行，傳感器就不間斷地檢測電梯的載重值，并把檢測到的數(shù)值與載重標(biāo)準(zhǔn)（閾值）進行比較。搜索資料，了解負荷傳感器的工作原理。
參考資料
負荷傳感器實際上是一種將質(zhì)量信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y量的電信號輸出的裝置。目前負荷傳感器主要應(yīng)用于各種電子秤、工業(yè)控制領(lǐng)域、在線控制、超載報警安裝、材料試驗機等領(lǐng)域，尤其在大多數(shù)重工業(yè)、制造工廠、大型生產(chǎn)車間和嚴格的質(zhì)量控制環(huán)境中被廣泛應(yīng)用。它們還被廣泛應(yīng)用于各種醫(yī)療和實驗室環(huán)境，以實現(xiàn)用于各種科學(xué)和研究目的的最佳精確測量。
讀一讀，簡單了解這種傳感器的應(yīng)用。
我了解的傳感器越來越多了，我發(fā)現(xiàn)傳感器的使用讓控制系統(tǒng)變得更加智能。
第23課 拓展與提升
下課啦！

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