Giáo án chuyên đề công nghệ 10 thiết kế cánh diều bài 9: Dự án thiết kế hệ thống điều khiển chống trộm cho ngôi nhà thông minh

HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm (4 – 6 HS), gợi nhớ các kiến thức về ngôi nhà thông minh và trả lời câu hỏi: Hãy nêu một số hệ thống chống trộm trong thực tế và chức năng cơ bản của các hệ thống báo động chống trộm đó.

- GV hướng dẫn HS thực hiện:

+ Phân loại, chức năng của hệ thống an ninh:

·        Hệ thống báo động khi người lạ đột nhập vào trong nhà qua cửa ra vào, cửa số, cửa tầng thượng của ngôi nhà; khi người lạ đột nhập vào sân vườn qua tường bao, cửa cổng,…

+ Khi nào cần đưa hệ thống báo động chống trộm hoạt động

+ Sử dụng loại cảm biến nào cho các loại báo động chống trộm,…

- GV đặt câu hỏi gợi mở cho HS:

+ Trong ngôi nhà của em còn có những bất tiện nào mà em muốn cải thiện?

+ Nhóm em muốn thông minh hóa chức năng nào của ngôi nhà trước tiên? Mô tả yêu cầu cần đạt của chức năng đó?

+ Nhóm em đã biết gì và cần biết thêm gì để thực hiện dự án này?

+ Làm thế nào để em có được những thông tin đó? (Tìm thông tin đáng tin cậy ở đâu? Cần sự hỗ trợ của ai? Khi nào?,…).

+ Danh sách các vật liệu, dụng cụ cần chuẩn bị gồm những gì?                                                            

+ Chi phí dự tính là bao nhiêu, được huy động bằng cách nào?

+ Dự án của nhóm gồm những bước nào? Thời gian dự định cho mỗi bước đó là bao lâu? Sản phẩm của mỗi giai đoạn là gì? Ai sẽ đảm nhiệm mỗi nhiệm vụ? Khi nào dự án bắt đầu và kết thúc?

+ Tiêu chí cần đạt của sản phẩm là gì?

+ …

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS thảo luận theo nhóm, gợi nhớ kiến thức về hệ thống chống trộm cho ngôi nhà thông minh và thực hiện nhiệm vụ.

- HS đọc thông minh SGK và thực hiện nhiệm vụ.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV mời đại diện một số HS trình bày kết quả thảo luận.

- GV yêu cầu các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét, đánh giá phần trả lời của HS.

I. NHIỆM VỤ, YÊU CẦU

1. Nhiệm vụ

- Xác định chức năng của hệ thống chống trộm.

- Thiết kế hệ thống điều khiển để có sơ đồ khối và lựa chọn các thiết bị trong hệ thống điều khiển.

2. Yêu cầu

- Sản phẩm thiết kế phải đảm bảo:

+ Thiết kế đúng sơ đồ nguyên lí.

+ Lựa chọn các thiết bị phù hợp cho sơ đồ.

+ Trình bày đẹp, thuyết minh rõ ràng.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS đọc nội dụng mục II.1 và trả lời câu hỏi: Chức năng của hệ thống điều khiển chống trộm khi có người lạ đột nhập vào sân vườn của ngôi nhà là gì?

à Gợi ý:

+ Khi có người lạ đột nhập vào trong khuôn viên ngôi nhà thì hệ thống báo động làm việc: đèn chiếu sáng trong khuôn viên nhà được bật lên, chuông báo động sẽ kêu và thông báo đến điện thoại thông minh của chủ nhà.

+ Hệ thống hoạt động khi các thành viên trong gia đình đi vắng hoặc buổi tối cả nhà đi ngủ.

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS nghiên cứu nội dung mục II.1 và thực hiện nhiệm vụ.

- GV theo dõi, hướng dẫn HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- GV yêu cầu HS trình bày.

- HS khác lắng nghe và nhận xét.

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét, khích lệ HS.

II. TIẾN TRÌNH THỰC HIỆN

1. Xác định chức năng của hệ thống chống trộm.

- Hệ thống có thể có nhiều chức năng theo yêu cầu.

- Chức năng của hệ thống chống trộm:

+ Khi có người lạ đột nhập vào trong khuôn viên ngôi nhà thì hệ thống báo động làm việc: Đèn chiếu sáng trong khuôn viên nhà được bật lên, chuông báo động sẽ kêu và thông bó đến điện thoại thông minh của chủ nhà.

+ Hệ thống hoạt động khi các thành viên của gia đình đi vắng hoặc buổi tối cả nhà đi ngủ.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS đọc nội dụng mục II.2 và trả lời câu hỏi: Nêu các thông tin cần thu thập khi thiết kế một hệ thống điều khiển chống trộm.

à Gợi ý:

+ Chức năng báo động tự động khi có người lạ đột nhập.

+ Phương thức báo động bằng chuông, đèn.

+ Chức năng thông báo đến điện thoại thông minh.

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS nghiên cứu nội dung mục II.2 và thực hiện nhiệm vụ.

- GV theo dõi, hướng dẫn HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- GV yêu cầu HS trình bày.

- HS khác lắng nghe và nhận xét.

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét, khích lệ HS.

2.Tìm hiểu thu thập thông tin

- Tìm hiểu, thu thập thông tin về hệ thống điều khiển chống trộm trên thị trường theo các chức năng đã xác định:

- Chức năng báo động tự động khi có người lạ đột nhập.

- Phương thức báo động bằng chuông, đèn.

- Chức năng thông báo đến điện thoại thông minh.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS đọc nội dụng mục II.3 và trả lời câu hỏi: Nêu tác dụng của từng khối trong sơ đồ điều khiển hình 9.1. Các phương án lựa chọn của sơ đồ là gì?

à Gợi ý:

+ Tác dụng của từng phần tử:

·        Nguồn điện xoay chiều và một chiều: cung cấp năng lượng cho các phần tử trong sơ đồ điều khiển.

·        Công tắc thường: chỉ đóng khi muốn hệ thống chống trộm hoạt động

·        Cảm biến hồng ngoại: phát hiện người lạ đột nhập vào trong khuôn viên của nhà.

·        Bộ điều khiển trung tâm: xử lí tín hiệu của cảm biến để đưa tín hiệu điều khiển đến công tắc thông minh, đồng thời đưa thông tin chế độ làm việc của hệ thống chống trộm đến thiết bị di động của chủ nhà qua Internet.

·        Công tắc thông minh cung cấp nguồn cho thiết bị báo động khi có người là đột nhập vào khuôn viên.

·        Đèn LED và chuông báo động là hai thiết bị báo động khi có người lạ đột nhập.

·        Thiết bị di động: giảm sát từ xa chế độ hoạt động của hệ thống chống trộm.

+ Các phương án sẽ đưa ra khi lựa chọn trong sơ đồ là các thiết bị: công tắc thường, công tắc thông minh, cảm biến hồng ngoại, đèn LED và chuông. Tiêu chí lựa chọn là các thông số kĩ thuật, hình thức (hình dáng, màu sắc), tiện lợi trong lắp ráp và sửa chữa.

- GV yêu cầu HS lập bảng lựa chọn các thiết bị trong sơ đồ sau khi tìm hiểu thực tế và qua Internet:

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS nghiên cứu nội dung mục II.3 và thực hiện nhiệm vụ.

- GV theo dõi, hướng dẫn HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- GV yêu cầu HS trình bày.

- HS khác lắng nghe và nhận xét.

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét, khích lệ HS.

3. Thiết kế hệ thống, chọn phương án điều khiển:

- Sơ đồ khối mạch điều khiển hệ thống chống trộm như hình 9.1. Trong đó, mũi tên màu đen để cấp nguồn cho các thiết bị là dây dẫn 2 sợi, mũi tên màu xanh là kết nối tín hiệu không dây qua Wifi (nét đứt) và kết nối có dây bằng cáp tín hiệu (nét liền).

- Các phương án: đèn báo động, chuông báo động; công tắc thông minh; công tắc thông thường và cảm biến hồng ngoại.

- Tìm hiểu trong thực tế hoặc trên Internet đưa ra các phương án để lựa chọn theo một số gợi ý dưới đây: