洗衣机系统探秘（课件）2025-2026学年六年级下册信息科技桂科版

第二单元 第1课 洗衣机系统探秘 （桂科版）六年级 下 1 核心素养目标 3 新知讲解 5 拓展延伸 7 板书设计 2 新知导入 4 课堂练习 6 课堂总结 课后作业 8 01 核心素养目标 。 信息意识 计算思维 数字化学习与创新 信息社会责任 认识到洗衣机等家电产品的核心技术发展对人们生活的影响，思考如何合理利用这些技术来提高生活质量。 了解各个子系统的组成部分和功能，如进排水系统由进水阀、水位传感器等组成，锻炼了数字化学习能力。 通过对洗衣机洗涤过程（进水、洗涤、排水、脱水）的排序，培养逻辑思维能力，理解洗衣机工作的先后顺序和逻辑关系。 能说出洗衣机部分子系统的名称及功能，从这些功能中感知到信息技术在日常生活中的应用。 02 新知导入 活动背景 “洗衣服啦!”小美打开洗衣机的舱门，放入衣物，再关闭舱门。她轻触按钮，选择洗衣程序，按下启动键，洗衣机立刻开始工作。看着运行的洗衣机，小美心中充满好奇:这些按键是怎么控制洗衣机工作的？ 4 02 新知导入 活动背景 5 02 新知导入 活动目标 1、能说出洗衣机部分子系统的名称及功能。 2、能找出洗衣机各子系统中的开关量。 3、熟练绘制控制系统工作过程示意图。 6 03 新知讲解 一、议一议 结合生活经验，请对洗衣机的一次洗涤过程进行排序。 1. 2. 3. 4. 。 进水 洗涤 排水 脱水 7 03 新知讲解 二、查一查 通过上网查询等方式了解洗衣机有哪些常用的功能，了解这些功能的主要作用，并完成下表。 8 03 新知讲解 二、查一查 功能 主要作用 混合洗 棉麻洗 化纤洗 可同时处理多种质地、颜色衣物，通过智能程序调节水位、转速、洗涤时间等 针对棉、麻质地衣物设计，合理设置水位、洗涤力度、水温 适配化纤面料（如聚酯纤维等）衣物，以轻柔洗涤模式 不同品牌的洗衣机，功能名称可能会有所不同，但功能设计的宗旨是一样的，都是提高洗涤效率、保护衣物、节能省水等 9 03 新知讲解 知识拓展 机械控制阶段：早期洗衣机采用机械定时器和凸轮结构，通过齿轮传动实现洗涤时间和程序控制。例如，双桶洗衣机的洗涤定时器通过发条驱动，用户旋转旋钮设定洗涤时长，机械触点按预设顺序接通或断开电路，控制电机正反转和排水阀动作。这种控制方式结构简单、成本低，但功能单一，程序调整困难，无法实现复杂的洗涤逻辑。 10 03 新知讲解 三、议一议 洗衣机的各种功能分别由哪些控制系统控制？与小组成员讨论并完成下表。 功能 控制系统 洗涤 漂洗 单片机接收 “洗涤” 指令后，达到设定水位后，启动电机按预设程序 洗涤完成后，单片机控制排水阀排水，排完后再次控制进水阀进水 单片机接收排水信号，控制排水阀打开，监测水位传感器信号，水排尽后关闭排水阀 排水完成后，单片机控制电机高速单向运转，带动内筒高速旋转，利用离心力脱水 单片机接收预约时间设置，内置时钟模块计时，到达预设时间时，按设定的洗衣程序 排水 脱水 预约 洗衣机提供了许多常用功能，借助先进的控制系统，实现洗涤程序的个性化定制，充分满足我们多样化的洗涤需求。 11 03 新知讲解 做一做 洗衣机属于复杂控制系统，它包含多个子系统。上网找一找洗衣机组成示意图，说一说洗衣机各个子系统的组成部分和功能，并完成下表。 12 03 新知讲解 做一做 子系统名称 组成部分 功能 洗涤脱水系统 盛水桶、洗涤脱水桶、波轮 通过波轮的旋转和水流的变化将衣物洗干净;通过脱水桶的高速旋转实现衣物脱水的功能 进排水系统 进水阀、水位传感器、排水管、排水阀 控制系统 传动系统 主控板、操作面板、各类传感器 皮带、皮带轮、传动轴等 进水阀接收控制信号开启，向洗衣机内注水，水位传感器监测水位 接收用户通过操作面板输入的指令，依据内置程序，协调控制进排水系统、洗涤脱水系统等工作 在有刷电机机型中，电机通过皮带、皮带轮带动传动轴，进而驱动洗涤脱水桶、波轮转动 13 03 新知讲解 知识拓展 洗衣机类型 控制系统特点 典型技术应用 波轮式洗衣机 结构相对简单，以电机正反转控制为主，通过离合器实现洗涤和脱水功能的切换。 采用单相电容运转电机，通过单片机控制电机的转速和转向，配合排水阀电磁铁控制排水过程。 滚筒式洗衣机 控制逻辑更复杂，需要精确控制滚筒的转速、旋转方向和洗涤温度。 使用三相变频电机，通过矢量控制技术实现滚筒的平稳运转和精确调速。 搅拌式洗衣机 结合了波轮和滚筒的特点，通过搅拌叶片的往复运动带动衣物洗涤。 控制系统注重搅拌叶片的运动节奏和力度控制，以达到高效洗涤且减少衣物磨损的效果。 不同类型洗衣机的控制系统特点 14 03 新知讲解 四、写一写 小美将手洗过的衣物放入洗衣机，选择“脱水”功能，洗衣机就启动脱水程序。请简单描述洗衣机脱水系统的工作过程并绘制示意图。 1.洗衣机脱水系统的工作过程。 第一步: 。 第二步: 。 输入指令接收 执行脱水动作 15 03 新知讲解 四、写一写 2.按“输入-计算-输出”的模式完成洗衣机脱水系统工作过程示 意图的绘制。 用户选择 “脱水” 功能的指令信号 脱水桶高速旋转，实现衣物脱水，排出水分 16 03 新知讲解 知识拓展 智能控制阶段：随着微处理器技术的发展，现代洗衣机普遍采用单片机或 DSP（数字信号处理器）作为主控单元，实现了高度智能化的控制。 例如，模糊控制技术的应用，洗衣机通过重量传感器、水位传感器和脏污程度传感器等获取衣物信息，主控芯片根据预设的模糊规则自动调整洗涤时间、水位、转速和洗涤剂用量。 部分高端机型还具备物联网功能，可通过手机 APP 远程监控和控制洗衣机，实时查看洗涤进度、下载新的洗涤程序，甚至根据衣物材质和污渍类型自动推荐最佳洗涤方案。 17 03 新知讲解 五、试一试 洗衣机由很多个子系统组成，它们在运行时都会生成各种开关量指令。请和小伙伴一起，试着找一找各个子系统中哪些环节产生了开关量，并完成下表。 子系统 开关量举例 洗涤脱水系统 波轮转动用1表示，波轮停止用0表示 进排水系统 控制系统 加热系统（若有） 启动按键按下（开机 / 选程序）用 1 表示，按键未按下用 0 表示； 预约功能启用（设定延迟洗衣）用 1 表示，预约关闭用 0 表示； 加热器工作（加热水温）用 1 表示，加热器停止用 0 表示； 超温保护触发（水温过高切断加热）用 1 表示，保护未触发用 0 表示 进水阀开启（注水）用 1 表示，进水阀关闭用 0 表示； 排水阀打开（排水）用 1 表示，排水阀关闭用 0 表示； 18 03 新知讲解 议一议 当我们按下洗衣机的启动键，洗衣机就开始工作。用1表示“是”0 表示“否”来描述输入和输出的对应关系，完成下表。 输入(按启动键) 输出(洗衣机启动) 1 0 1 0 洗衣机工作过程中还有哪些输入和输出状态? 19 03 新知讲解 知识拓展 能源回收技术：部分高端洗衣机在脱水制动过程中，通过能量回馈电路将电机产生的电能回收到电源或储能装置中，用于下次洗涤的用电需求，进一步提高能源利用率。控制系统需要精确监测电机状态和能量回馈过程，确保安全和高效。 20 03 新知讲解 任务拓展 给洗衣机加装一个水位检测系统。当水位超过标准设定时，向进排水系统发送数据，停止进水，并打开排水阀;当水位低于标准设定时，关闭排水阀，并打开进水阀。 分析水位检测系统在工作环节中采集或生成的数据，哪些是连续量哪些是开关量，并完成下表。 工作环节 水位检测 判断水位 是否超标 进水阀 开与关 进水 排水阀 开与关 排水 连续量 开关量 水位的具体数值 超标（1 表示是，0 表示否 ） 开（1）/ 关（0） 进水量的实时累计值 开（1）/ 关（0） 排水量的实时累计值 21 04 课堂练习 一、选择题 1.洗衣机脱水系统的工作过程中，“脱水桶高速旋转实现衣物脱水” 属于哪个环节？（ ） A. 输入环节 B. 计算环节 C. 输出环节 D. 数据存储环节 2.下列属于洗衣机进排水系统中开关量的是？（ ） A. 水位的具体数值 B. 进水阀的开与关 C. 进水量的实时累计值 D. 洗涤时间的设定值 3.智能洗衣机中，通过重量传感器、水位传感器等获取衣物信息，再由主控芯片自动调整洗涤参数的技术是？（ ） A. 模糊控制技术 B. 物联网技术 C. 区块链技术 D. 云计算技术 A C B 22 04 课堂练习 二、判断正误，正确的画 “√”,错误的画“X” 1.波轮式洗衣机的控制系统通过离合器实现洗涤和脱水功能的切换。（ ） 2.洗衣机的 “预约功能启用” 属于连续量数据。（ ） 3.滚筒式洗衣机使用单相电容运转电机，通过单片机控制转速和转向。（ ） √ × × 23 05 拓展延伸 洗衣机控制系统的技术演进 机械控制的原理与局限：早期洗衣机通过机械定时器（如发条驱动）和凸轮结构控制洗涤时间，机械触点按预设顺序接通电路，实现电机正反转与排水阀动作。 智能控制的技术突破：现代洗衣机采用单片机 / DSP 作为主控单元，结合传感器（重量、水位、脏污程度）实现模糊控制。 05 拓展延伸 洗衣机子系统的协同工作机制 进排水系统的闭环控制：进水阀接收主控板信号后开启注水，水位传感器实时监测水位（如电容式传感器通过水位变化改变电容值），达到设定值后反馈至芯片关闭进水阀。 传动系统与电机控制：波轮式洗衣机通过皮带轮连接电机与传动轴，电机正反转带动波轮旋转（顺时针 30 秒 + 逆时针 30 秒交替）。 05 拓展延伸 洗衣机节能技术的原理与应用 智能变频技术的节能逻辑 变频电机可根据洗涤负载动态调整转速： 洗涤初期：低速（200 转 / 分钟）进水与搅拌，均匀浸湿衣物； 主洗阶段：中速（400-600 转 / 分钟）增强洗涤效果； 脱水阶段：高速（1000 转 / 分钟以上）提高脱水效率，较定频电机节能 30% 以上。 05 拓展延伸 洗衣机控制系统中的传感器应用 水位传感器的工作原理：洗衣机常用电容式水位传感器，由两个金属电极组成电容，当水位上升时，水作为电介质改变电容值，主控芯片通过检测电容变化确定水位高度。 重量传感器的负载检测：部分高端机型通过安装在底部的压力传感器（如应变片式）检测衣物重量。当放入衣物后，传感器受压产生形变，电阻值变化转化为电信号，芯片根据信号强度计算负载重量（误差 ±0.5kg），自动调整水位和洗涤时间。 06 课堂总结 1 引入新知内容 2 了解洗衣机部分子系统的功能 3 找出各子系统中的开关量 4 完成课题练习 5 进行相关知识拓展 1 2 3 4 5 洗衣机系统探秘 07 板书设计 洗衣机系统探秘 1、进行新知引入 2、了解洗衣机部分子系统的功能 3、找出各子系统中的开关量 4、完成课堂练习 5、进行知识拓展 课后作业。 1、操作题 08 课后作业 洗衣机的控制系统中，单片机接收 “洗涤” 指令后，达到设定水位会启动______按预设程序执行洗涤动作。 电机 30 08 课后作业 2、操作题 利用家中材料（如塑料瓶、金属丝、小灯泡、电池、开关等）制作一个简易 “水位超标报警器”。当水位超过容器的 1/2 时，灯泡亮起；低于 1/2 时，灯泡熄灭。请写出制作步骤。 准备材料：塑料瓶、金属丝两根、小灯泡、电池、开关、导线若干。 在塑料瓶 1/2 高度处固定一根金属丝作为 “水位检测电极”，另一根金属丝固定在瓶底。 连接电路：电池正极→开关→小灯泡正极→瓶底金属丝→电池负极，形成串联电路。 将瓶中注水至 1/2 高度，调整瓶底金属丝位置，使水面接触两根金属丝时电路导通，灯泡亮起；水位低于 1/2 时电路断开，灯泡熄灭。 31 Lavf58.20.100 $洗衣机的工作原理是什么？洗手间全自动洗衣机是由进水、洗衣、排水、脱水四个步骤组成的，连接好电源水源后放进衣物，洗衣机根据衣物的多少以及污染程度来确相应的水位及投放适量的洗涤剂。可能有的朋友会说了，洗衣机是怎么知道衣服脏不脏呢？其实在洗衣机的排水口处有一个红外光电传感器，排水时传感器对污水的透明度进行检测，如果水的透明度较低，也就证明衣服是比较脏的了。下一步就开始洗衣服了，洗衣机机筒旋转形成一个涡流，衣物在涡流的作用下旋转不断与筒壁发生摩擦，这过程就好像人工在不停揉搓衣物一样，污渍在摩擦与洗涤液的双重作用下被迫脱离衣物，这样衣服就被慢慢洗干净了。接下来把污水排出，对衣物进行冲洗，反复几次后再进行脱水烘干。这样洗衣机的工作就问。