内容正文:
光照温度要适宜
光照温度要适宜
六年级全一册
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光照控制系统的工作原理
控制光照的算法
温度控制系统的工作原理
控制温度的算法
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除了土壤湿度,光照和温度也是植物生长的关键因素。本节课将学习光照控制系统和温度控制系统的工作原理,让种植园能自动调节植物生长所需的光照和温度。
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光照强度和温度都是连续量数据。如何检测光照强度和温度呢?
传感器作为外界信息的入口,就好比人的感觉器官,有了它就好比人有了眼睛、耳朵、鼻子,能够看得见、听得见、嗅得出,能对各种信息作出反应。
光照度传感器
温度传感器
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一、分析光照控制系统的工作原理
在虚拟仿真工具中运行”光照的控制”,认识光照控制系统的组成和工作原理。
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1. 观察简易光照控制系统的组成,它有哪些模块组成?
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2. 运行控制系,进行实验,运用传感器采集 5个光照强度数据,观察主控器屏幕上显示的光照强度数据以及补光灯的状态(亮或不亮)。
将实验数据记录在下表中。
1 2 3 4 5
对应的光照强度数据
补光灯状态
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3.根据实验过程,回答以下问题。
(1)光敏传感器中设定的光照强度阈值是:_________ 。
(2)观察思考:环境光照强度改变了,相当于改变了控制系统的什么?导致控制系统发生了什么变化?
环境光照强度发生了改变,相当于改变了系统的输入,经过计算,输出发生了相应的变化, 导致补光灯的状态随之变化,从而实现了对智能种植大棚光照强度的控制。
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二、分析控制光照的算法
请根据学习活动 1中记录的光照强度阈值以及土壤湿度控制系统的工作过程,补充光照控制的算法流程图,填写光照强度与补光灯状态真值表。(1 表示“是”,0 表示“否”)
光照强度低于阈值 补光灯打开
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光照控制系统通过光敏传感器检测环境的光照强度。当光照强度低于阈值时,自动打开补光灯;当光照强度高于阈值时,自动关闭补光灯。
光照强度低于阈值 补光灯打开
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利用光敏传感器采集的光照强度数值往往是经过换算的,与我们了解的植物生长对光照强度的要求有所差别,如有的植物对光照强度的要求是30 000 Lux ~ 50 000 Lux(Lux中文是勒克斯,是衡量光照强度的主要单位),因此要以实际使用的感器为准。
光照强度控制系统也是闭环控制系统。
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三、分析温度控制系统的工作原理
在虚拟仿真工具中运行”温度的控制”,认识温度控制系统的组成和工作原理。
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1. 观察简易温度控制系统的组成。
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2. 运行控制系,进行实验,运用传感器采集 5个温度数据,观察主控器屏幕上显示的温度数据以及暖风机的状态(启动或停止)。
将实验数据记录在下表中。
1 2 3 4 5
对应的温度数据
暖风机启动或停止
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3.根据实验过程,回答以下问题。
(1)温度传感器中设定的温度阈值是:_________ 。
(2)环境的温度改变了,相当于改变了控制系统的什么?导致控制系统发生了什么变化?
环境温度发生了改变,相当于改变了温度控制系统的输入,经过计算,导致温度控制系统的输出发生了变化,暖风机的状态也随之变化,而实现了对大棚温度的控制。
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四、分析控制温度的算法
请根据学习活动 1中记录的温度阈值以及温度控制系统的工作过程,根据学习活动3中记录的温度阈值,补充温度控制的算法流程图,并填写温度与暖风机状态真值表。(1 表示“是”,0 表示“否”)
温度低于阈值 暖风机启动
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温度控制系统通过温度传感器检测环境温度,当实际温度比阈值高时,关闭暖风机;当实际温度比阈值低时,启动暖风机进行升温。
温度低于阈值 暖风机启动
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拓 展 与 提 升
拓 展 与 提 升
活动探究
1. 搭建光照控制系统和温度控制系统(真实设备或者开源硬件),实际体验传感器的使用方法,感受阈值对补光灯、暖风机等设备的控制作用。
拓 展 与 提 升
拓 展 与 提 升
活动探究
2. 各小组展示种植园的设计方案,介绍种植园控制系统包含的子系统及其功能,介绍本小组搭建控制系统的过程,汇报本单元的学习心得。
总 结
总 结
1. 分析光照控制系统和温度控制系统的工作原理。
2.理解阈值的作用和闭环控制的特点。
3.通过体验采集数据的过程,提升实验数据分析能力以及计算思维能力。
4.掌握光照强度阈值和温度阈值的测定。
5.将所学知识灵活运用到学习与生活当中,让知识产生价值
谢谢观看
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