Giáo án điện tử chuyên đề Thiết kế và Công nghệ 10 kết nối Bài 5: Công nghệ cảm biến

CHÀO MỪNG CẢ LỚP ĐẾN VỚI BÀI HỌC MỚI!

KHỞI ĐỘNG

Thảo luận theo cặp đôi, quan sát Hình 5.1 SGK tr.33 và cho biết: Em hãy cho biết trong nhà kính đó, những thiết bị gì đang được sử dụng. Những thông số môi trường nào đang được giám sát?

KHỞI ĐỘNG

Lớp chia thành các nhóm học tập (4 – 6 HS) và thực hiện nhiệm vụ sau:

HS đọc SGK, tìm hiểu thêm các thông tin về cảm biến.

• Một số loại cảm biến thường dùng, kể tên và nêu ứng dụng.
• Các thiết bị cảm biến thường dùng trong môi trường nào?

BÀI 5: CÔNG NGHỆ CẢM BIẾN

NỘI DUNG BÀI HỌC

Hoạt động tự học của học sinh

Khái quát về cảm biến

Một số loại cảm biến

• Các nhóm HS tự tìm hiểu bài 5 SGK trong giờ tự học hoặc ngoài giờ lên lớp.
• Trình bày thông tin tìm hiểu được trên GoogleDoc, Excel, PowerPoint để GV có thể theo dõi tiến độ

{01}

HOẠT ĐỘNG TỰ HỌC CỦA HỌC SINH

KHÁI QUÁT VỀ CẢM BIẾN

Đọc mục I trong SGK và trả lời cho câu hỏi:

• Theo em, thiết bị cảm biến là gì?
• Em hãy nêu một số loại cảm biến thông dụng và ứng dụng của tương ứng.

CẢM BIẾN

MỘT SỐ LOẠI CẢM BIẾN

Cảm biến nhiệt độ

Cảm biến độ ẩm

Cảm biến ánh sáng

Cảm biến phát hiện di chuyển

MỘT SỐ LOẠI CẢM BIẾN

Các em làm việc theo nhóm, đọc thông tin mục II.1 kết hợp quan sát Hình 5.2, 5.3 và trả lời câu hỏi:

• Có những loại cảm biến nhiệt độ nào?
• Cấu tạo và nguyên lí làm việc của cảm biến nhiệt độ?

CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ

Cấu tạo của cảm biến điện trở hình đĩa

Đĩa gốm (cách điện)

Điện cực

Lớp bảo vệ

Dây nối

CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ

Nguyên lí hoạt động của mạch đo nhiệt độ sử dụng nhiệt điện trở

• Khi nhiệt độ thay đổi sẽ làm điện trở RT của cảm biến thay đổi.
• Nguồn ổn áp E và điện trở R không thay đổi (hoặc thay đổi ít theo nhiệt độ) thì điện áp phân áp sẽ thay đổi theo nhiệt độ.
• Đo điện áp V sẽ tính được nhiệt độ.

Làm việc theo nhóm, đọc thông tin mục II.2 kết hợp quan sát Hình 5.5, 5.6 và trả lời câu hỏi: Cấu tạo và nguyên lí làm việc của cảm biến độ ẩm?

CẢM BIẾN ĐỘ ẨM

• Hai bản cực song song và chất điện môi ở giữa. Một bản cực được chế tạo dạng khe hở để cho hơi ẩm của không khí dễ dàng tiếp xúc với chất điện môi.
• Các cảm biến độ ẩm kiểu tụ điện dùng để đo độ ẩm môi trường thường được chế tạo dạng vi cơ điện tử.

Cấu tạo của cảm biến đo độ ẩm kiểu tụ điện

CẢM BIẾN ĐỘ ẨM

• Khi độ ẩm của môi trường thay đổi, chất điện môi hấp thụ hơi nước sẽ làm cho tính chất của chất điện môi thay đổi
• Để đo sự thay đổi của giá trị điện dung của tụ điện, một mạch dao động được sử dụng mà tần số của mạch dao động phụ thuộc vào giá trị điện dung này.
• Bằng cách đo tần số của mạch dao động có thể tính được giá trị điện dung của tụ điện và từ đó tính được độ ẩm không khí.

Nguyên lí hoạt động

• Tích hợp trong một vi mạch và được sử dụng phổ biến trong các thiết bị đo nhiệt độ, độ ẩm.
• Hiển thị thông tin nhiệt độ, độ ẩm tại chỗ; kết nối để truyền thông tin cho hệ thống điều khiển chung.

CẢM BIẾN ĐỘ ẨM

Thiết bị đo nhiệt độ và độ ẩm không khí trong nhà

Quan sát Hình 5.7 SGK tr.36 và giới thiệu thiết bị đo nhiệt độ và độ ẩm không khí trong nhà.

Hình 5.7. Thiết bị đo nhiệt độ và độ ẩm trong nhà

CẢM BIẾN ĐỘ ẨM

Làm việc theo nhóm đọc mục II.3 quan sát Hình 5.8, 5.9 và trả lời câu hỏi:

• Có những loại cảm biến ánh sáng nào?
• Cấu tạo và nguyên lí làm việc của cảm biến ánh sáng?
• Quan sát Hình 5.9 và cho biết, khi cường độ ánh sáng tăng lên, hiệu điện thế giữa hai đầu quang trở sẽ thay đổi như thế nào?

CẢM BIẾN ÁNH SÁNG

Cấu tạo của cảm biến quang trở

Lớp phủ bảo vệ

Điện cực 1

Điện cực 2

Đường vật liệu CdS

Chân quang trở

Gốm

Khi có ánh sáng chiếu vào bề mặt các vật liệu này sẽ làm thay đổi điện trở của chúng.

CẢM BIẾN ÁNH SÁNG

Nguyên lí hoạt động

• Ánh sáng chiếu vào, khả năng dẫn điện của bán dẫn thay đổi (điện trở của quang trở thay đổi)
• Ánh sáng chiếu vào càng nhiều khả năng dẫn điện càng tăng, điện trở của quang trở giảm.
• Dùng đẻ đo cường độ ánh sáng trong vùng ánh sáng nhìn thấy của mắt người.
• Sử dụng trong các thiết bị đo cường độ sáng.

Làm việc theo nhóm, đọc thông tin mục II.4 kết hợp quan sát Hình 5.10, 5.11 và trả lời câu hỏi:

• Có những loại cảm biến phát hiện chuyển động nào?
• Cấu tạo và nguyên lí làm việc của cảm biến phát hiện chuyển động?

CẢM BIẾN PHÁT HIỆN CHUYỂN ĐỘNG

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