2022-9-21 16:48:14 [显示全部楼层]
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[公告] 【新课标】信息科技跨学科案例-6年级 智能微波炉系统

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本帖最后由 木子呢 于 2022-9-21 16:48 编辑

智能微波炉系统

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项目来源

为满足新课标中六年级“过程与控制”内容要求,体现跨学科主题“小型开关系统”,结合教学提示中的“家用微波炉”案例,设计了项目“智能微波炉系统”。

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项目简介

“智能微波炉系统”项目中, 学生将使用红外温度传感器探测食物的温度,通过灯环模拟加热效果。根据微波炉的输入、计算和输出环节,项目可拆解为开关系统及温度反馈系统两个小系统。在开关系统中,学生可一键开关微波炉;在温度反馈系统中,学生可设定目标温度,用传感器探测食物温度,反馈给微波炉实现定温加热。

项目中的主控器为行空板,连接红外温度传感器和灯环,实现测量温度和模拟加热过程,通过行空板屏幕,实现数据显示和交互流程。

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“智能微波炉系统”功能展示

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行空板界面展示

视频



项目知识点

贴合新课标中六年级的内容要求,“智能微波炉系统”核心教学以下知识点:

  • 能将智能微波炉抽象出输入、计算、输出三个环节。输入值为输入微波炉目标温度值,计算部分为判断食物温度是否达到目标温度,输出值为食物温度值。

  • 了解将智能微波炉系统分解为开关系统、温度反馈系统两个小系统,每个小系统有独立的功能。例如,开关系统中的加热功能,是由灯环模拟加热效果构成;温度反馈系统中的测温功能,是基于红外温度传感器,实时探测食物温度。

  • 了解反馈是过程与控制中的重要手段。智能微波炉设置了温度反馈功能,能够更好进行定温加热,当食物没有达到目标温度时,会持续加热,当达到目标温度则停止加热。

  • 了解系统的输入与输出可以是开关量或连续量。智能微波炉中,开关量为微波炉的开启和关闭,连续量为温度数据。

  • 了解连续量可以经由阈值判断形成开关量,掌握开关量的简单逻辑运算。温度反馈中设定的目标温度就是阈值,传感器测得的温度不断的与阈值进行比较的过程,其实就形成了开关量,在这个过程中也会涉及到开关量的逻辑运算。

项目原理

六年级主题为“过程与控制”,“智能微波炉系统”中,反馈系统硬件架构如下图。

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硬件介绍

在“智能微波炉系统”中,使用主控器结合传感器、执行器,实现项目功能。

主控器为行空板。(点击购买

传感器为红外温度传感器。(点击购买

执行器为灯环。(点击购买

各硬件功能介绍如下。

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硬件接线

“智能微波炉系统”的硬件接线原理图,接线实物图如下。

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“智能微波炉系统”接线原理图

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“智能微波炉系统”接线实物图

流程图

在“智能微波炉系统”中,行空板的界面,功能流程图如下图。

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行空板界面图

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“智能微波炉系统”流程图

重点程序截图

“智能微波炉系统”重点程序截图如下。

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“一键设定温度”程序

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“加减调整温度”程序

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“温度阈值判断”程序

外观结构设计

在“智能微波炉系统”中,为了便于课堂教学和项目展示,可利用激光激光切割技术设计外观结构。

示例结构设计图,安装完成图如下。整体结构仿照微波炉外形,内部使用灯环模拟加热效果,使用行空板屏幕实现数据显示和交互流程。

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“智能微波炉系统”结构设计图

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“智能微波炉系统”安装完成图


附件下载: 03 程序.rar (174.26 KB, 下载次数: 4)

CPY  见习技师

发表于 2022-9-26 10:06:47

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