Giáo án chuyên đề công nghệ 10 thiết kế cánh diều bài 8: Thiết kế hệ thống điều khiển đơn giản 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 làm việc cặp đôi, đọc thông tin mục I. Xác định chức năng của cảm biến, và trả lời câu hỏi: Chức năng, yêu cầu của hệ thống điều khiển cho ngôi nhà thông minh được xác định dựa vào đâu?

à Gợi ý:

+ Chức năng, yêu cầu của hệ thóng điều khiển cho ngôi nhà thông minh được xác định dựa vào nhu cầu của chủ nhà ngôi nhà. Người thiết kế có thể thảo luận với chủ nhà để đưa ra chức năng cuối cùng.

+ Một số kịch bản xác định chức năng, yêu cầu hệ thống chiếu sáng an ninh ngôi nhà:

·        Đèn tự động bật khi trời tối, tự động tắt khi trời sáng.

·        Cường độ ánh sáng cho phạm vi chiếu sáng.

·        Giám sát, điều khiển từ xa bằng điện thoại thông minh của chủ nhà.

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

- HS làm việc cặp đôi đọc thông tin mục I để tìm hiểu về hệ thống điều khiển cho ngôi nhà thông minh.

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

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

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

- 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 và kết luận về xác định chức năng của hệ thống điều khiển cho ngôi nhà.

- GV chuyển sang nội dung mới.

1. Xác định chức năng của hệ thống

- Khi bắt đầu thực hiện thiết kế một hệ thống điều khiển cho ngôi nhà thông minh, người thiết kế phải xác định đúng chức năng do chủ nhà đưa ra.

- Với kinh nghiệm của minh, người thiết kế có thể đề xuất và thảo luận với chủ nhà để đưa ra các chức năng cuối cùng khi thiết kế.

Ví dụ: Người thiết kế và chủ nhà thảo luận chức năng của hệ thống chiếu sáng an ninh cho ngôi nhà thông minh, sau đó đi đến thống nhất các chức năng cho hệ thống như sau:

+ Đèn tự động bật khi trời tối, tự động tắt khi trời sáng.

+ Cường độ ánh sáng cho phạm vi chiếu sáng.

+ Giám sát, điều khiển đèn từ xa bằng điện thoại thông minh của chủ nhà.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS đọc nội dung mục II. Tìm hiểu thu thập thông tin và trả lời câu hỏi: Nêu vai trò, ý nghĩa của bước tìm hiểu, thu thập thông tin khi thiết kế một hệ thống điều khiển cho ngôi nhà thông minh.

à Gợi ý:

+ Khi tìm hiểu thu thập thông tin, người thiết kế hệ thống đảm bảo tính kế thừa nhưng có tính cập nhật và sáng tạo nhằm thiết kế hệ thống có sơ đồ đơn giản, công nghệ hiện đại, giá thành hợp lí và tính thẩm mĩ cao.

+ Thu thập thông tin về hệ thống điều khiển đèn chiếu sáng an ninh:

·        Chức năng tự động: tìm hiểu các loại cảm biến, loại công tắc thông minh và phương thức kết nối với bộ điều khiển trung tâm.

·        Chức năng chiếu sáng: tìm hiểu loại đèn, điện áp và công suất của đèn.

·        Chức năng giám sát, điều khiển từ xa bằng điện thoại thông minh: bộ điều khiển trung tâm cùng với phần mềm ứng dụng được kết nối Internet.

Bước 2: HS quan sát, thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc nội dung mục II và trả lời câu hỏi.

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

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

- GV mời đại diện HS trình bày.

- 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 và kết luận về cách tìm hiểu thu thập thông tin.

- GV chuyển sang nội dung mới.

2. Tìm hiểu thu thập thông tin

- Người thiết kế tiến hành thu thập thông tin các hệ thống đã có trên thị trường để có tính kế thừa khi thiết kế.

- Tìm hiểu các thiết bị trong hệ thống lựa chọn cho hệ thống thiết kế của mình để đảm bảo hệ thống thiết kế có sơ đồ đơn giản, công nghệ hiện đại, giá thành hợp lí và tính thẩm mĩ.

Ví dụ: Người thiết kế tìm hiểu, thu thập thông tin hệ thống điều khiển đèn chiếu sáng an ninh có chức năng mong muốn:

+ Chức năng tự động: tìm hiểu, thu thập thông tin về các loại cảm biến, loại công tắc thông minh và phương thức kết nối với bộ điều khiển trung tâm.

+ Chức năng chiếu sáng: tìm hiểu loại đèn, công suất đèn.

+ Chức năng giám sát, điều khiển từ xa bằng điện thoại thông minh: bộ điều khiển trung tâm cùng với phần mềm ứng dụng được kết nối Internet.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS quan sát Hình 8.2 SGK tr.49, đọc nội dung mục III. Thiết kế hệ thống điều khiển, lựa chọn phương án và trả lời câu hỏi: Khi có sơ đồ hệ thống điều khiển chiếu sáng an ninh ngôi nhà, các phương án đưa ra để lựa chọn là gì?

à Gợi ý:

+ Khi tìm hiểu thu thập thông tin, người thiết kế hệ thống đảm bảo tính kế thừa nhưng có tính cập nhật và sáng tạo nhằm thiết kế hệ thống có sơ đồ đơn giản, công nghệ hiện đại, giá thành hợp lí và tính thẩm mĩ cao.

+ Sau khi xác định các chức năng và tìm hiểu hệ thống điều khiển đèn chiếu sáng an ninh, người thiết kế đề xuất sơ đồ khối điều khiển như hình 8.2. Các phương án sẽ đưa ra khi lựa chọn các thiết bị: đèn chiếu sáng; công tắc thông minh và cảm biến ánh sáng:

·        Các phương án khi lựa chọn đèn điện: hình dáng, kích thước đèn; loại đèn; công suất đèn dựa trên cường độ chiếu sáng/công suất; tuổi thọ đèn.

·        Các phương án lựa chọn công tắc thông minh: hình dáng, kích thước, màu sắc công tắc; kết nối không dây hay có dây với bộ điều khiển trung tâm.

·        Các phương án lựa chọn cảm biến ánh sáng: hình dáng, kích thước cảm biến; phạm vi hoạt động; điện áp nguồn cấp; dải ánh sáng cảm nhận.

Bước 2: HS quan sát, thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS quan sát Hình 8.2, đọc nội dung mục III và trả lời câu hỏi.

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

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

- GV mời đại diện HS trình bày.

- 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 và kết luận về thiết kế hệ thống điều khiển, lựa chọn phương án.

- GV chuyển sang nội dung mới.

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

- Người thiết kế đề xuất sơ đồ điều khiển hệ thống đảm bảo chức năng theo yêu cầu.

- Lựa chọn các thiết bị trong hệ thống theo các phương án khác nhau; phân tích đánh giá các phương án để lựa chọn.

- Các phương án:

+ Lựa chọn đèn điện: hình dáng, kích thước, màu sắc công tắc; kết nối không dây hay có dây với bộ điều khiển trung tâm.

+ Lựa chọn công tắc thông minh: hình dáng, kích thước, màu sắc công tắc; kết nối không dây hay có dây với bộ điều khiển trung tâm.

+ Lựa chọn cảm biến ánh sáng: hình dáng, kích thước cảm biến; phạm vi hoạt động; điện áp nguồn cấp; dải ánh sáng cảm nhận.

- Sau khi đưa ra phương án tính, chọn các thiết bị trên, người thiết kế tiến hành lắp đặt và thử nghiệm để đánh giá phương án lựa chọn của mình.