Kênh giáo viên » Giáo án chuyên đề Công nghệ 12 Công nghệ điện - điện tử cánh diều

Giáo án chuyên đề Công nghệ 12 Điện - Điện tử Cánh diều Bài 2: Hệ thống cảnh báo sử dụng vi điều khiển

Giáo án giảng dạy theo sách Chuyên đề học tập Công nghệ 12 - Công nghệ Điện - Điện tử bộ sách Cánh diều Bài 2: Hệ thống cảnh báo sử dụng vi điều khiển. Bộ giáo án giúp giáo viên hướng dẫn học sinh mở rộng kiến thức, phát triển năng lực, nâng cao khả năng định hướng nghề nghiệp cho các em sau này. Thao tác tải về rất đơn giản, tài liệu file word có thể chỉnh sửa dễ dàng. Mời quý thầy cô tham khảo bài soạn.

Xem: => Giáo án Công nghệ 12 Điện - điện tử cánh diều

Hướng dẫn tải giáo án

Xem toàn bộ: Giáo án chuyên đề Công nghệ 12 Điện - Điện tử Cánh diều đủ cả năm

Ngày soạn:…/…/…

Ngày dạy:…/…/…

BÀI 2: HỆ THỐNG CẢNH BÁO SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

Cấu trúc của hệ thống cảnh báo sử dụng vi điều khiển.
Nguyên lí hoạt động của hệ thống cảnh báo sử dụng vi điều khiển.

2. Năng lực

Năng lực chung:

Năng lực tự học: Có thể tự tìm tòi, mở rộng các kiến thức vè hệ thống cảnh báo tự động qua liên hệ các nội dung bài học với thực tiễn và các học liệu khác.
Năng lực giao tiếp hợp tác: Thảo luận nhóm, tiếp thu sự góp ý và hỗ trợ thành viên trong nhóm khi tìm hiểu về cảnh báo sử dụng vi điều khiển.
Năng lực giải quyết vấn đề: Xác định được và biết tìm hiểu các thông tin liên quan đến hệ thống cảnh báo sử dụng vi điều khiển.

Năng lực công nghệ: Hiểu và trình bày được cấu trúc, nguyên lí hoạt động của các hệ thống cảnh báo tự động sử dụng vi điều khiển.

3. Phẩm chất

Chăm chỉ và trách nhiệm: Tích cực học tập, nghiên cứu, hoàn thành các nhiệm vụ được giao.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU:

1. Đối với giáo viên:

Máy chiếu, máy tính, màn hình hiển thị, hoặc ti vi.
Hình vẽ và tranh ảnh trong SGK.
SGK, SGV Chuyên đề học tập Công nghệ 12 – Công nghệ Điện – Điện tử.

2. Đối với học sinh:

HS cả lớp: Hình vẽ liên quan đến nội dung bài học và các dụng cụ học tập theo yêu cầu của GV; SGK Chuyên đề học tập Công nghệ 12 – Công nghệ Điện – Điện tử.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

a. Mục tiêu: Tạo hứng thú cho HS học tập, HS làm quen với các hệ thống cảnh báo sử dụng vi điều khiển..

b. Nội dung: GV sử dụng câu hỏi của phần dẫn nhập trong SGK để thu hút sự chú ý của HS vào bài học.

c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS về các các tình huống trong hình. GV gợi ý HS trả lời.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu hình 2.1 (SGK – tr8) cho HS quan sát và yêu cầu trả lời nội dung Khởi động (SGK – tr8)

Hệ thống cảnh báo hoả hoạn ở Hình 2.1 có những thiết bị nào? Chức năng của các thiết bị này là gì?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS vận dụng hiểu biết, kinh nghiệm của bản thân, suy nghĩ và trả lời câu hỏi.

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

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

- GV mời đại diện HS trả lời câu hỏi.

- GV yêu cầu HS khác nhận xét, bổ sung (nếu có).

Gợi ý trả lời:

Hình 2.1 trình bày các phần tử trong hệ cảnh báo bao gồm khối cảm biến, khối vi điều khiển và khối thiết bị chấp hành.

Lưu ý: HS trả lời có thể chưa đúng tên gọi đầy đủ, chức năng của các khối này, GV có thể nói nhanh các chức năng của các khối để HS tò mò và sẽ tìm hiểu trong các hoạt động tiếp theo.

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

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức.

- GV dẫn dắt vào bài học mới: Khối cảm biến, khối vi điều khiển và khối thiết bị chấp hành là những thành phần không thể thiếu trong một hệ thống cảnh báo sử dụng vi điều kiển. Cụ thể chúng có nguyên lý, cấu trúc như thế nào? Chúng ta sẽ cùng đi tìm hiểu trong bài học ngày hôm nay – Bài 2: Hệ thống cảnh báo sử dụng vi điều khiển.

B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Tìm hiểu cấu trúc hệ thống cảnh báo sử dụng vi điều khiển

a. Mục tiêu: HS trình bày được cấu trúc và chức năng của các khối trong hệ thống cảnh báo sử dụng vi điều khiển.

b. Nội dung: GV sử dụng các câu hỏi , yêu cầu HS quan sát hình ảnh, đọc thông tin trong SGK và trả lời câu hỏi, từ đó hình thành kiến thức bài học.

c. Sản phẩm: Cấu trúc, chức năng của các khối cảm biến, vi điều khiển và chấp hành.

d. Tổ chức thực hiện:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

*Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu cấu trúc hệ thống cảnh báo sử dụng vi điều khiển.

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, nghiên cứu SGK và trả lời câu hỏi hình thành kiến thức (sgk tr.8)

Trình bày cấu trúc của hệ thống cảnh báo sử dụng vi điều khiển.
Nêu chức năng của từng khối trong cấu trúc của hệ thống cảnh báo sử dụng vi điều khiển.

- GV yêu cầu HS hoạt động nhóm bốn, thảo luận về khối cảm biến thông qua các nhiệm vụ sau:

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK sau đó trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

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

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

- GV mời đại diện các nhóm báo cáo kết quả thảo luận:

*Trả lời câu hỏi hình thành kiến thức: DKSP.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

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

- Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV chuyển sang nội dung tiếp theo.

Cấu trúc hệ thống cảnh báo sử dụng vi điều khiển

- Sơ đồ cấu trúc:

- Khối cảm biến: chức năng như “tai, mắt” cho một hệ thống cảnh báo.

- Khối điều khiển: chức năng nhận và xử lí tín hiệu đầu vào từ các cảm biến cảnh báo và xuất tín hiệu đầu ra để điều khiển khối chấp hành.

- Khối thiết bị chấp hành: nhận tín hiệu điều khiển từ vi điều khiển để đưa ra các tín hiệu cảnh báo.

*Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu khối cảm biến.

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS hoạt động nhóm đôi, đọc nội dung SGK, thảo luận trả lời các câu hỏi tìm hiểu kiến thức sau:

Khối cảm biến là gì?
Khối cảm biến được tích hợp như thế nào?
Kể tên các moldule cảm biến ở Hình 2.3 và cho biết vai trò của chúng thông qua bảng sau:

Module cảm biến		Vai trò
Module cảm biến hồng ngoại.		?
?		?
?		?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK sau đó trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

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

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

- GV mời đại diện các nhóm báo cáo kết quả thảo luận:

*Trả lời : DKSP

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

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

- Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV chuyển sang nội dung tiếp theo.

Khối cảm biến

- Là thiết bị cảm nhận hoặc đo lường một thông số vật lí thực tế, tín hiệu đầu ra của nó là đại lượng điện.

- Thường được tích hợp cảm biến với các thiết bị phụ trợ tạo thành module cảm biến.

- Các loại module phổ biến

Bảng đính dưới NV2.

Bảng vai trò của các module cảm biến

Module cảm biến		Vai trò
Module cảm biến hồng ngoại.		- Phát hiện các vật thể phát ra bức xạ hồng ngoại như người và các vật phát nhiệt.
Module cảm biến chất lượng không khí.		- Dùng trong các thiết bị kiểm tra chất lượng không khí. - Phát hiện các khí NH₃, NO₂, CO₂,…
Module cảm biến nhiệt độ và độ ẩm.		- Sử dụng cho các hệ thống cảnh báo hoả hoạn - Phát hiện sự thay đổi nhiệt độ và độ ẩm.

*Nhiệm vụ 3: Tìm hiểu khối vi điều khiển.

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS hoạt động nhóm đôi, đọc nội dung SGK, thảo luận trả lời các câu hỏi tìm hiểu kiến thức sau:

Em hãy nêu vai trò của vi điều khiển trong hệ thống cảnh báo.
Vi điều khiển thường được tích hợp như thế nào?

- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm đôi trả lời câu hỏi tìm hiểu kiến thức SGK trang 9:

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK sau đó trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

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

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

- GV mời đại diện các nhóm báo cáo kết quả thảo luận:

*Trả lời :

+ Câu hỏi tìm hiểu kiến thức 1, 2: DKSP

+ Câu hỏi tìm hiểu kiến thức SGK tr.9: Vị trí của vi điều khiển dạng con rết có 2 hàng chân hoặc vi điều khiển dạng vuông có 4 hàng chân ở 4 cạnh.

Các thông tin kĩ thuật được trình bày trong bảng 2.1 (đính dưới NV3)

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

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

- Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV chuyển sang nội dung tiếp theo.

Khối vi điều khiển

- Sử dụng để điều khiển thiết bị điện, điện tử.

- Vi điều khiển là bộ não trong một hệ thống cảnh báo: nhận tín hiệu từ moldule cảm biến và xử lí để đưa ra tín hiệu điều khiển thiết bị chấp hành.

- Thường được tích hợp với các thiết bị ngoại vi để tạo thành bo mạch vi điều khiển (RAM/ROM, DAC, ADC, các module ra vào).

Bảng một số thông số kĩ thuật cơ bản của vi điều khiển atmega 328
Điện áp hoạt động	5V (cổng USB)
Dòng điện ra max	500 mA
Số chân digital I/O	14 (6 chân PWM)
Số chân analog	6
Bộ nhớ flash	32 KB
SRAM	2 KB
EEPROM	1 KB
Giao động thạch anh	16 MHz