資源簡介

(共42張PPT)
第6單元 第3課
自動孵蛋箱與電子開關
（湘科2024版）六年級
下
1
核心素養目標
3
活動目標
5
練習提升
7
活動日志
2
新知導入
4
新知講解
6
拓展延伸
單元回顧與評價
8
01
核心素養目標
信息意識
計算思維
數字化學習與創新
信息社會責任
認識到控制系統可靠性對安全的重要性，學會設計冗余方案以提高系統穩定性，培養對技術安全的責任感。
通過編程實現孵蛋箱溫度的自動調節功能，提升數字化工具的使用技能，激發創新思維和實踐能力。
學會設計并理解孵蛋箱溫度控制的邏輯流程，通過編程實踐培養邏輯思維、算法設計和問題解決能力。
深入了解電子開關和傳感器在孵蛋箱控制系統中的應用，增強對信息技術改變生活的認識與興趣。
02
新知導入
將雞蛋孵化成小雞是飼養雞的重要環節。單純依靠母雞孵化小雞存在孵化效率不高的問題，不適合大規模養殖。使用自動孵蛋箱，通過精準控制孵蛋的溫度、濕度等環境因素，模擬母雞孵蛋過程，能大大提高孵化效率。
02
新知導入
孵蛋箱里有哪些部件能幫助調節溫度濕度？
孵蛋箱里有電子開關和傳感器，它們能監測環境并自動調節，確保孵化條件最佳。
02
新知導入
思考
如果孵蛋箱只有一個傳感器，萬一它壞了怎么辦？
在我看來，計算機計算機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，并將這些信息轉化為電信號。例如，攝像頭就是一種圖像傳感器，它可以將外界的圖像轉化為數字信號，讓計算機能夠處理和分析。編碼就像是一個神秘的密碼世界。它雖然看不見摸不著，卻在計算機的世界里起著非常重要的作用。
如果只有一個傳感器，壞了就可能導致孵化失敗。所以，為了更可靠，可以增加冗余的傳感器，這樣即使一個壞了，另一個還能繼續工作。
02
新知導入
在我看來，計算機計算機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，并將這些信息轉化為電信號。例如，攝像頭就是一種圖像傳感器，它可以將外界的圖像轉化為數字信號，讓計算機能夠處理和分析。編碼就像是一個神秘的密碼世界。它雖然看不見摸不著，卻在計算機的世界里起著非常重要的作用。
孵蛋箱集成了先進的電子開關與高精度傳感器技術，能夠實時、精準地監測并調節箱內的溫度與濕度條件，為蛋寶寶提供一個舒適且穩定的孵化環境。
傳感器是孵蛋箱的“眼睛”，實時監測箱內環境，為控制系統提供準確的數據支持。
02
新知導入
03
活動目標
了解電子開關的基本原理和使用方法。
理解自動孵蛋箱模型基本控制原理。
了解提高系統控制可靠性的方法。
04
新知講解
一、了解電子開關
為了給待孵化的蛋提供一個適宜的孵化環境，孵蛋箱應該具有以下基本功能：
（1）能記錄孵化時間；
（2）能監測箱內溫度并自動調節至適宜溫度；
（3）能監測箱內濕度并自動調節至適宜濕度
（4）具有較高的可靠性。
了解電子開關
開動腦筋
根據控制原理，如何將孵蛋箱內的溫度保持在一個適宜的范圍之內？
當孵蛋箱內溫度過低時，需要加熱提高箱內溫度，當溫度過高時，則需要停止加熱，讓孵蛋箱內的溫度保持在一個相對穩定的范圍之內。要實現這一功能，就需要根據周圍環境溫度的變化，利用電子開關來控制加熱元件電路的開和關。
04
新知講解
開動腦筋
電子開關利用電子器件實現電路通斷，包括一個可控的電子驅動器件如繼電器。它在控制系統中起著自動調節、安全保護、轉換電路等作用。
04
新知講解
信息鏈接
在輸入控制端施加一個小的電信號，繼電器就可以在輸出控制端實現關閉或者開啟功能。繼電器是一種用較小的電流去控制較大電流的“自動開關”。繼電器廣泛應用于自動控制系統。
04
新知講解
04
新知講解
輸入：通過溫度傳感器獲取溫度數據。
計算：主控板通過比較運算，發出控制指令。
輸出：輸出控制指令控制繼電器打開或關閉發熱元件。
執行：發熱元件實現加熱功能。
反饋：通過溫度傳感器不斷獲取箱內溫度值，反饋到控制器及時控制發熱元件打開或關閉，將孵化箱的溫度控制在38~39℃。
自動孵蛋箱模型基本設計
二、設計制作自動孵蛋箱模型
實驗探究
實驗目的：制作孵蛋箱模型，實現溫度自動調節功能。
04
新知講解
實驗探究
實驗設計
04
新知講解
實驗探究
實驗準備：主控板、擴展板、繼電器、溫度傳感器、加熱元件、電源和編程計算機。
04
新知講解
實驗探究
實驗過程：1、硬件搭建。將主控板插入擴展板，通過連接線將溫度傳感器連接到擴展板P0口，將繼電器連接到P1口，加熱元件通電后連接到繼電器上。
04
新知講解
實驗探究
實驗過程：2、程序編寫。添加擴展板、溫度傳感器模塊，編寫程序。
04
新知講解
實驗探究
實驗過程：3、運行調試。將程序上傳至主控板，觀察孵蛋箱是否能實現溫度的自動調節。
04
新知講解
04
新知講解
在控制系統中，每個控制環節都有可能出現故障，導致整個系統失控給我們帶來危險或造成損失。比如，如果孵蛋箱的溫度傳感器失效，有可能出現溫度失控，導致孵蛋失敗，甚至引起火災。
提高控制系統可靠性的方法
三、提高控制系統可靠性的方法
04
新知講解
因此，在一些重要的控制系統中，人們為了降低風險，提高系統的可靠性，通常會設計兩套或兩套以上的硬件、軟件。例如，在飛機飛行控制系統中，安裝了多個飛行速度傳感器，配備了兩套相同的飛機操控系統以提高飛機的可靠性和飛行的安全性。
實驗探究
在自動孵蛋箱模型中，控制溫度是關鍵。為了防止溫度傳感器出現故障可以增加一個溫度傳感器。當主控板從兩個溫度傳感器分別采集到的溫度值基本相同，則判斷溫度值測量正常；如果兩個溫度值有較大差異，則報警提醒異常。
04
新知講解
實驗探究
小組合作，設計控制流程，嘗試編程實現以上功能。
04
新知講解
05
練習提升
1.孵蛋箱是一個 閉環 控制系統。
05
練習提升
2.小組合作，制作一個同時具有溫度以及濕度調節功能的孵蛋箱。
06
開拓視野
控制中的冗余設計
如果在高溫、高壓力、強腐蝕性等比較惡劣的環境下工作，傳感器往往容易受到損傷而發生故障。為了解決運行過程中傳感器損壞而帶來的控制失效問題，最好的解決方法是進行冗余設計。在被控對象中布置至少兩個傳感器，一個作為主傳感器，另一個作為備份傳感器。當主傳感器出現故障時控制器自動切換到備份傳感器。
07
拓展延伸
濕度傳感器的其他應用
天氣小幫手：
濕度傳感器能測空氣里的水分，幫助天氣預報員告訴你會不會下雨。
植物小護士：
放在花盆里，濕度太低時會提醒你給植物澆水，讓小花不口渴。
07
拓展延伸
濕度傳感器的其他應用
浴室防霧鏡：
浴室鏡子用它感應濕度，自動加熱防止起霧，照鏡子永遠清楚！
餅干保鮮員：
食品工廠用它檢查倉庫濕度，太潮濕時啟動除濕機，餅干脆脆不返潮。
07
拓展延伸
濕度傳感器的其他應用
衣服干燥小助手：
智能晾衣架用它感知空氣濕度，晴天自動晾衣，雨天提醒收衣服。
博物館保護俠：
保護名畫和古董的玻璃柜里藏著它，保持干燥環境，防止文物發霉。
08
單元回顧與評價
單元回顧
08
單元回顧與評價
評價交流
1.同學之間相互交流，分享各自的收獲
我覺得這次實驗特別有意思。我觀察到孵蛋箱內的溫濕度變化對蛋的孵化有很大影響，而且我還學會了如何根據傳感器的數據來調整電子開關，讓箱內的環境保持最適宜的狀態。感覺這次實驗讓我對生物科技有了更深入地了解呢！
08
單元回顧與評價
評價交流
2.評一評，畫一畫。(最高為5顆★)
評價內容 自我評價
了解舵機的基本原理和使用方法
理解自動投喂器模型基本控制原理
了解紅外傳感器基本原理
理解電子圍欄模型基本控制原理
了解電子開關和自動孵蛋器控制原理
了解提高控制系統可靠性的方法
08
單元回顧與評價
評價交流
2.評一評，畫一畫。(最高為5顆★)
學習表現 自我評價 同學評價 教師評價
積極參與探究活動和小組合作
能充分利用數字工具開展學習
能提出有創意的想法和觀點
主動分享和展示學習成果
09
活動日志
活動日志 班級：XX 姓名：XX 活動名稱 自動孵蛋箱與電子開關
活動環節 1口 設計制作自動孵蛋箱模型 2口 提高控制系統可靠性的方法（在對應環節畫V）
活動完成內容 設計制作自動孵蛋箱模型、提高系統可靠性
活動完成度 口口口口口口口口口(100%)
活動小結 問題與反思：語法錯誤、編輯錯誤。
改進的方法：加強對自動孵蛋箱模型可靠性的理解。
09
板書設計
自動孵蛋箱與電子開關
1.進行新知引入
2.嘗試設計制作自動孵蛋箱模型
3.實現提高控制系統可靠性的方法
4.完成課堂練習
5.進行知識拓展
10
課后作業
01
請編寫一個程序，實現2個溫度傳感器對比控制。
10
課后作業
02
小組討論改進孵蛋箱的方法。
10
課后作業
1、孵蛋箱里用來調節溫度的重要部件是什么？( )
電子開關 B. 燈泡 C. 風扇 D. 水箱
2、傳感器在孵蛋箱中的主要作用是？( )
裝飾 B. 照明 C. 監測溫度和濕度 D. 播放音樂
3、當孵蛋箱內的溫度過低時，電子開關會怎么做？( )
關閉加熱元件 B. 開啟加熱元件 C. 發出警報聲 D. 自動斷電
4、孵蛋箱通過什么部件的協同工作，實現溫濕度的自動調節？( )
電子開關和傳感器 B. 燈泡和風扇 C. 水箱和加熱元件D. 控制器和裝飾物
5、在孵蛋過程中，如果濕度過高，孵蛋箱可能會通過什么方式來降低濕度？( )
A. 開啟加熱元件提高溫度 B. 增加風扇轉速以吹散濕氣 C. 啟動通風系統或使用除濕裝置 D. 關閉電源停止工作
C
A
C
B
A
10
課后作業
6、孵蛋箱里的電子開關和傳感器是怎么一起工作的？
7、孵蛋箱內的傳感器只能監測溫度，不能監測濕度。（ ）
8、電子開關在孵蛋箱中起著控制加熱元件開關的作用。（ ）
9、孵蛋箱內的環境對蛋的孵化沒有影響。（ ）
孵蛋箱里的電子開關和傳感器是緊密配合工作的。傳感器就像孵蛋箱的“眼睛”，實時監測箱內的溫度和濕度，然后把這些信息傳遞給控制系統。電子開關則像是一個“守門人”，它根據傳感器傳來的信號，控制加熱元件的開關。
錯
錯
對
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

展開更多......

收起↑