Giáo án chuyên đề Công nghệ 12 Điện - Điện tử Kết nối Bài 3: Dự án Thiết kế, chế tạo hệ thống cảnh báo tự động trong gia đình

Ngày soạn:…/…/…

Ngày dạy:…/…/…

BÀI 3: DỰ ÁN: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG CẢNH BÁO TỰ ĐỘNG TRONG GIA ĐÌNH

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

• Thiết kế và chế tạo được một hệ thống cảnh báo tự động trong gia đình

2. Năng lực

Năng lực chung: 

• Năng lực tự học: Có thể tự tìm tòi, mở rộng các kiến thức vệ 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 tự động sử dụng vi điều khiển.

• Năng lực giải quyết vấn đề: Phân tích, thiết kế, chế tạo và thử nghiệm một hệ thống cảnh báo tự động trong gia đình sử dụng vi điều khiển.

Năng lực công nghệ: Hiểu và lựa chọn được các công nghệ sử dụng cho hệ thống cản báo tự động trong gia đình..

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: Giúp HS hiểu được mục tiêu và yêu cầu cần đạt của bài dự án để có thể chọn đề tài thích hợp.

b. Nội dung: GV giới thiệu về mục tiêu và yêu cầu cần đạt của dự án.

c. Sản phẩm học tập: Mục tiêu, yêu cầu cần đạt của dự án, một số hệ thống cảnh báo tự động. 

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

1. Giới thiệu

- GV giới thiệu về mục tiêu của dự án học tập: 

+ Làm quen với quy trình phân tích, thiết kế, chế tạo.

+ Thử nghiệm một số hệ thống cảnh báo tự động đơn giản.

VD: 

- GV giới thiệu yêu cầu cần đạt của dự án:

+ Chế tạo được một hệ thống cảnh báo tự động hoàn chỉnh ở mức thử nghiệm ở trong phòng thí nghiệm, đảm bảo:

• Tính thẩm mỹ

• Tính chính xác

• Có đầy đủ tính năng yêu cầu.

1. Nhiệm vụ

- GV giới thiệu một số hệ thống cảnh báo tự động.

- GV chia lớp thành các nhóm nhỏ 4-5 HS, thảo luận cùng nhau chọn đề tài cho nhóm. (Có thể chọn một trong ba hệ thống GV vừa giới thiệu)

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS vận dụng hiểu biết, kinh nghiệm của bản thân, suy nghĩ và chọn đề tài.

- GV 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 HS báo cáo đề tài đã chọn.

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

- GV đánh giá, nhận xét.

B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Tiến trình thực hiện dự án.

a. Mục tiêu: HS hiểu được tiến trình dự án.

b. Nội dung: GV giới thiệu về tiến trình thực hiện dự án qua từng bước và có các ví dụ cụ thể cho từng bước

c. Sản phẩm: HS hiểu và trình bày được các bước thực hiện dự án.

d. Tổ chức thực hiện:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

*Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu khối cảm biến. Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV giới thiệu về tiến trình thực hiện dự án qua từng bước và có các ví dụ cụ thể cho từng bước.  Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập - HS lắng nghe GV hướng dẫn kết hợp đọc nội dung trong sgk. Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận - GV mời HS khác nhận xét, bổ sung và đưa ra ý kiến về các bước thưucj hiện.  Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập - GV chuyển sang nội dung tiếp theo.

Tiến trình thực hiện. * Bước 1. Phân tích yêu cầu của hệ thống cảnh báo tự động để lên phương án thiết kế. VD: Hệ thống cảnh báo tự động phát hiện mở cửa. + Đầu vào: cảm biến phát hiện được trạng thái đóng, mở cửa,… + Đầu ra: đèn và còi báo động,… + Hệ thống không yêu cầu thiết bị tương tác với người dùng, không có ràng buộc với thuật toán điều khiển. * Bước 2. Thiết kế hệ thống. + Vẽ sơ đồ hệ thống: dựa trên sơ đồ cấu trúc chung đã học ở bài 2, chỉ rõ khối cảm biến dùng cảm biến gì, khối điều khiển và chấp hành dùng linh kiện gì. VD: Khối cảm biến phát hiện mở cửa; khối điều khiển trung tâm bo mạch arduino, khối chấp hành có LED, còi. + Lựa chọn vật tư, linh kiện: dựa trên điều kiện có của phòng thí nghiệm. VD: bo mạch arduino Uno 3, cảm biến công tắc mở cửa, còi buzzer, LED cho cảnh báo và điện trở 333Ω để hạn chế dòng điện cho LED, dây nối và bo mạch thử. + Vẽ sơ đồ kết nối các linh kiện: Vẽ sơ đồ tương tự hình 3.2 SGK + Vẽ lưu đồ thuật toán. VD:  *  Bước 3: Thực thi. + Thực thi phần cứng: Lắp ráp, kết nối các linh kiện theo sơ đồ đã thiết kế. + Thực thi phần mềm: viết chương trình, biên dịch và nạp cho hệ thống.  Lưu ý: chân vào/ra được sử dụng trên bộ điều khiển tránh dẫn đến chương trình chạy sai. * Bước 4: Thử nghiệm, đánh giá hệ thống. + Kiểm tra lại kết nối và nguồn. + Thử nghiệm, vận hành và hiệu chỉnh hệ thống. VD: Thử nghiệm hệ thống cảnh báo tự động: + Kiểm tra lại kết nối dây. + Cấp nguồn, thực hiện thí nghiệm trạng thái đóng cửa trong ba trường hợp: Hai phần của cảm biến tiếp xúc hoàn toàn. Hai phần của cảm biến tiếp xúc 1 phần. Hai phần của cảm biến lệch nhau hoàn toàn.  Kết quả thử nghiệm, đánh giá ghi lại vào bảng: Thí nghiệm LED Còi Tiếp xúc hoàn toàn     Tiếp xúc một phần     Lệch hoàn toàn     + Lặp lại cho trường hợp mở cửa. + Hiệu chuẩn vị trí lắp đặt các thành phần của cảm biến để đảm bảo độ chính xác trong phát hiện mở cửa là 100%. * Bước 5: Báo cáo kết quả.

Hoạt động 2. Tìm hiểu về đánh giá kết quả dự án

a. Mục tiêu: HS hiểu được các tiêu chí đánh giá kết quả dự án

b. Nội dung: GV cho HS đọc nội dung SGK, trình bày các tiêu chí đánh giá và phương thức đánh giá.

c. Sản phẩm: Các tiêu chí đánh giá dự án, làm căn cứ để thực hiện tốt các bước trong dự án.

d. Tổ chức thực hiện:

--------------- Còn tiếp ---------------