資源簡(jiǎn)介

(共40張PPT)
第6單元 第1課
自動(dòng)投喂器與舵機(jī)控制
（湘科2024版）六年級(jí)
下
1
核心素養(yǎng)目標(biāo)
3
活動(dòng)目標(biāo)
5
練習(xí)提升
7
拓展延伸
2
新知導(dǎo)入
4
新知講解
6
開拓視野
活動(dòng)日志
8
01
核心素養(yǎng)目標(biāo)
信息意識(shí)
計(jì)算思維
數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新
信息社會(huì)責(zé)任
認(rèn)識(shí)自動(dòng)化技術(shù)在節(jié)約資源方面的作用，樹立合理使用技術(shù)和減少浪費(fèi)的意識(shí)，在設(shè)計(jì)中考慮社會(huì)與環(huán)境影響。
通過動(dòng)手制作與編程實(shí)踐，掌握使用傳感器和舵機(jī)等設(shè)備的基本技能，激發(fā)創(chuàng)新思維。
使用編程解決實(shí)際問題，通過設(shè)計(jì)和調(diào)試自動(dòng)投喂器模型，培養(yǎng)邏輯思維和問題解決能力。
理解自動(dòng)化設(shè)備的工作原理，認(rèn)識(shí)到自動(dòng)投喂器在日常生活中的應(yīng)用，提高對(duì)智能設(shè)備的關(guān)注與理解。
02
新知導(dǎo)入
在我看來，計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)依靠傳感器來接收外界的信息。就像我們的眼睛和耳朵一樣，傳感器可以感知光、聲音、溫度、壓力等各種物理量，并將這些信息轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。例如，攝像頭就是一種圖像傳感器，它可以將外界的圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，讓計(jì)算機(jī)能夠處理和分析。編碼就像是一個(gè)神秘的密碼世界。它雖然看不見摸不著，卻在計(jì)算機(jī)的世界里起著非常重要的作用。
科學(xué)的飼料投喂是農(nóng)場(chǎng)小動(dòng)物們茁壯成長(zhǎng)的關(guān)鍵。自動(dòng)投喂器能根據(jù)動(dòng)物們的需求和生長(zhǎng)狀態(tài)，提供適量、合理的飼料，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)飼喂和管理從而改善養(yǎng)殖效果，保障動(dòng)物健康。如何讓控制系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)定時(shí)喂食按需投放飼料呢？
02
新知導(dǎo)入
什么是定時(shí)自動(dòng)投喂器，為什么要用舵機(jī)？
定時(shí)自動(dòng)投喂器是一種可以在設(shè)定時(shí)間自動(dòng)釋放飼料的裝置，而舵機(jī)可以精準(zhǔn)控制出料口的開合角度，實(shí)現(xiàn)定時(shí)投喂功能。
02
新知導(dǎo)入
思考
為什么需要在自動(dòng)投喂器中使用傳感器，而不是只依賴設(shè)定的時(shí)間？
在我看來，計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)依靠傳感器來接收外界的信息。就像我們的眼睛和耳朵一樣，傳感器可以感知光、聲音、溫度、壓力等各種物理量，并將這些信息轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。例如，攝像頭就是一種圖像傳感器，它可以將外界的圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，讓計(jì)算機(jī)能夠處理和分析。編碼就像是一個(gè)神秘的密碼世界。它雖然看不見摸不著，卻在計(jì)算機(jī)的世界里起著非常重要的作用。
使用傳感器可以根據(jù)飼料的實(shí)際余量調(diào)整投喂量，這樣可以更好地避免浪費(fèi)，保證飼料的充足供應(yīng)。
02
新知導(dǎo)入
在我看來，計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)依靠傳感器來接收外界的信息。就像我們的眼睛和耳朵一樣，傳感器可以感知光、聲音、溫度、壓力等各種物理量，并將這些信息轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。例如，攝像頭就是一種圖像傳感器，它可以將外界的圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，讓計(jì)算機(jī)能夠處理和分析。編碼就像是一個(gè)神秘的密碼世界。它雖然看不見摸不著，卻在計(jì)算機(jī)的世界里起著非常重要的作用。
自動(dòng)投喂器的核心是通過編程來實(shí)現(xiàn)舵機(jī)的精確控制，這樣我們就可以設(shè)定它在特定的時(shí)間自動(dòng)投喂飼料。這不僅讓我們了解智能設(shè)備的運(yùn)作，還能感受到編程如何與硬件結(jié)合，創(chuàng)造出有用的工具。
自動(dòng)投喂器讓我們看到，智能技術(shù)如何幫助我們優(yōu)化資源利用，讓生活更加便利。
02
新知導(dǎo)入
03
活動(dòng)目標(biāo)
了解舵機(jī)的基本原理和使用方法。
理解自動(dòng)投喂器模型基本控制原理。
04
新知講解
一、設(shè)計(jì)制作定時(shí)自動(dòng)投喂器模型
自動(dòng)投喂器應(yīng)該具有的基本功能：
（1）飼料出口可以定時(shí)開關(guān)；
（2）可以根據(jù)飼料余量控制投喂量。
了解自動(dòng)投喂器
04
新知講解
通過編寫程序控制自動(dòng)投喂器飼料出口打開和關(guān)閉的時(shí)間，就能實(shí)現(xiàn)定時(shí)投喂飼料。
04
新知講解
舵機(jī)是一種位置（角度）伺服驅(qū)動(dòng)器，用于控制旋轉(zhuǎn)角度。其原理是接收控制信號(hào)，通過內(nèi)部電路和電機(jī)驅(qū)動(dòng)，使舵機(jī)旋轉(zhuǎn)到指定角度并保持。舵機(jī)能控制動(dòng)作機(jī)構(gòu)的定位和動(dòng)作，在控制系統(tǒng)中充當(dāng)執(zhí)行的角色，應(yīng)用十分廣泛。
04
新知講解
使用系統(tǒng)時(shí)間作為輸入，主控板作為控制器，舵機(jī)作為輸出設(shè)備，設(shè)計(jì)自動(dòng)投喂器模型，可以通過編程控制舵機(jī)打開與關(guān)閉的時(shí)間。
相關(guān)鏈接
中國科學(xué)院國家授時(shí)中心（以下簡(jiǎn)稱“國家授時(shí)中心”）是我國專門從事時(shí)間頻率基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的科研機(jī)構(gòu)，承擔(dān)著我國國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（北京時(shí)間）的產(chǎn)生、保持和發(fā)播任務(wù)，為我國的國家時(shí)間頻率體系衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
04
新知講解
探究實(shí)踐
制作自動(dòng)投喂器模型
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模褐谱髯詣?dòng)投喂器模型。
04
新知講解
探究實(shí)踐
制作自動(dòng)投喂器模型
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：通過互聯(lián)網(wǎng)從國家授時(shí)中心獲取準(zhǔn)確時(shí)間，控制舵機(jī)，模擬定時(shí)投喂飼料功能。
04
新知講解
探究實(shí)踐
制作自動(dòng)投喂器模型
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：主控板、擴(kuò)展板、舵機(jī)和編程計(jì)算機(jī)。
04
新知講解
探究實(shí)踐
制作自動(dòng)投喂器模型
實(shí)驗(yàn)過程：1、硬件搭建。將主控板插入擴(kuò)展板，通過連接線將舵機(jī)連接到擴(kuò)展板。
04
新知講解
探究實(shí)踐
制作自動(dòng)投喂器模型
實(shí)驗(yàn)過程：2、程序編寫。添加擴(kuò)展板，選擇“NTP”和“Wi-Fi”網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
04
新知講解
探究實(shí)踐
制作自動(dòng)投喂器模型
實(shí)驗(yàn)過程：3、運(yùn)行調(diào)試。將程序上傳至主控板，檢查舵機(jī)是否能根據(jù)時(shí)間指令打開和關(guān)閉。
04
新知講解
04
新知講解
二、設(shè)計(jì)制作按量自動(dòng)投喂器模型
如果能通過監(jiān)測(cè)食槽里的飼料余量來控制投喂量，既能保證充足的飼料供應(yīng)，還可以避免飼料浪費(fèi)。當(dāng)食槽里的飼料減少到一定量后，超聲波傳感器探測(cè)到傳感器與飼料的距離大于閾值，舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，模擬飼料出料口全部打開，投放飼料。當(dāng)食槽里的飼料逐步增加時(shí)，超聲波傳感器探測(cè)到傳感器與飼料的距離逐步減小，根據(jù)采集到的距離數(shù)據(jù)，減小舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，直到舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度恢復(fù)到0°，模擬關(guān)閉飼料出料口。
設(shè)計(jì)投喂器模型
04
新知講解
二、設(shè)計(jì)制作按量自動(dòng)投喂器模型
制作自動(dòng)投喂器模型
探究實(shí)踐
制作自動(dòng)投喂器模型
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模褐谱靼戳孔詣?dòng)投喂器模型。
04
新知講解
探究實(shí)踐
制作自動(dòng)投喂器模型
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：以超聲波傳感器作為輸入設(shè)備，主控板作為控制器，舵機(jī)作為被控對(duì)象距離作為反饋設(shè)計(jì)模型。
04
新知講解
探究實(shí)踐
制作自動(dòng)投喂器模型
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：主控板、擴(kuò)展板、舵機(jī)、超聲波傳感器和編程計(jì)算機(jī)。
04
新知講解
探究實(shí)踐
制作自動(dòng)投喂器模型
實(shí)驗(yàn)過程：1、硬件搭建。將主控板插入擴(kuò)展板，通過連接線將舵機(jī)連接到擴(kuò)展板。
04
新知講解
探究實(shí)踐
制作自動(dòng)投喂器模型
實(shí)驗(yàn)過程：2、程序編寫。添加擴(kuò)展板、超聲波傳感器、舵機(jī)。
04
新知講解
探究實(shí)踐
制作自動(dòng)投喂器模型
實(shí)驗(yàn)過程：3、運(yùn)行調(diào)試。將程序上傳至主控板，檢查舵機(jī)是否能根據(jù)飼料余量打開和關(guān)閉。
04
新知講解
05
練習(xí)提升
1.定時(shí)自動(dòng)投喂器是一個(gè)開環(huán)控制系統(tǒng)，按量自動(dòng)投喂器是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。
2.小組合作，設(shè)計(jì)制作一個(gè)能同時(shí)實(shí)現(xiàn)按時(shí)、按量投放飼料的自動(dòng)投喂器模型。
06
拓展延伸
基礎(chǔ)機(jī)械原理
杠桿原理：
杠桿利用支點(diǎn)以較小的力撬動(dòng)重物，就像我們?cè)谲E蹺板上輕松翹起另一端的朋友。
齒輪傳動(dòng)：
齒輪通過相互嚙合傳遞動(dòng)力，能有效改變運(yùn)動(dòng)的速度和方向，比如在自行車變速時(shí)幫助加速。
06
拓展延伸
基礎(chǔ)機(jī)械原理
滑輪系統(tǒng)：
滑輪通過改變用力方向或減少所需力，使我們輕松提升重物，就像吊起重物的起重機(jī)那樣。
輪軸原理：
輪子和軸結(jié)合減少摩擦力，讓重物在地面上更順暢地滾動(dòng)，比如手推車的輪子。
06
拓展延伸
基礎(chǔ)機(jī)械原理
斜面：
斜面是傾斜的平面，利用長(zhǎng)而緩的路徑幫助我們用較少的力推重物上坡。
螺旋原理：
螺旋像螺絲一樣，通過旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作伸入材料中，牢固地固定物品。
07
活動(dòng)日志
活動(dòng)日志 班級(jí)：XX 姓名：XX
活動(dòng)名稱 自動(dòng)投喂器與舵機(jī)控制
活動(dòng)環(huán)節(jié) 1制作定時(shí)自動(dòng)投喂器模型 2制作按量自動(dòng)投喂器模型
（在對(duì)應(yīng)環(huán)節(jié)畫V）
活動(dòng)完成內(nèi)容 設(shè)計(jì)制作自動(dòng)投喂器模型
活動(dòng)完成度 口口口口口口口口口(100%)
活動(dòng)小結(jié) 問題與反思：語法錯(cuò)誤、編輯錯(cuò)誤。
改進(jìn)的方法：加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)投喂器的理解。
08
板書設(shè)計(jì)
自動(dòng)投喂器與舵機(jī)控制
1.進(jìn)行新知引入
2.設(shè)計(jì)制作定時(shí)自動(dòng)投喂器模型
3.設(shè)計(jì)制作按量自動(dòng)投喂器模型
4.完成課堂練習(xí)
5.進(jìn)行知識(shí)拓展
09
課后作業(yè)
01
根據(jù)本課內(nèi)容，嘗試設(shè)計(jì)制作定時(shí)自動(dòng)投喂器模型。
09
課后作業(yè)
02
學(xué)完本節(jié)課，嘗試制作按量自動(dòng)投喂器模型。
09
課后作業(yè)
1、自動(dòng)投喂器最主要的功能是什么？（ ）
A) 活動(dòng)身體 B) 自動(dòng)喂食 C) 記錄聲音 D) 發(fā)光
2、什么元件用來控制投喂器的開關(guān)？（ ）
A) 喇叭 B) 燈泡 C) 舵機(jī) D) 書本
3、傳感器在自動(dòng)投喂器中用于檢測(cè)什么？（ ）
A) 顏色 B) 形狀 C) 氣味 D) 飼料余量
4、自動(dòng)投喂器的主要優(yōu)點(diǎn)是什么？（ ）
A) 節(jié)省飼料 B) 晚上發(fā)光 C) 播放音樂 D) 自動(dòng)清潔
自動(dòng)投喂器用編程來做什么？（ ）
A) 修理機(jī)器 B) 控制時(shí)間和投喂量 C) 繪制圖畫 D) 制作音樂
B
C
D
A
B
09
課后作業(yè)
6、自動(dòng)投喂器如何通過傳感器幫助實(shí)現(xiàn)按量投喂？
7、自動(dòng)投喂器可以幫助我們減少飼料的浪費(fèi)。（ ）
8、傳感器的作用是提供音樂和聲音效果。（ ）
9、自動(dòng)投喂器只能在白天工作。（ ）
自動(dòng)投喂器使用傳感器檢測(cè)飼料槽里的飼料余量，當(dāng)飼料不足時(shí)，傳感器會(huì)指揮舵機(jī)增加投喂量，確保飼料充足，同時(shí)避免多余的浪費(fèi)。
錯(cuò)
錯(cuò)
對(duì)
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