模拟智能手机屏幕亮度的自动控制（教学课件）信息科技六年级

第二单元 系统的反馈与优化 模拟智能手机屏幕亮度的自动控制 第三课 六年级 目录 CONTENTS 课程导入 01 项目实施 02 控制类型分析 03 智能手机屏幕亮度自动调节原理 04 模拟智能手机屏幕亮度自动调节 05 项目拓展 06 项目评价 07 课程导入 本课，根据“项目探究”的要求，运用系统控制方式的相关知识，分析智能手机屏幕亮度自动调节的原理;并通过模拟智能手机屏幕亮度智能变化的实验，进一步理解反馈的重要作用。 智能手机屏幕的亮度 项目实施 1.观察、总结智能手机屏幕亮度自动调节的规律，分析其工作原理。 2.编写自动控制亮度的程序，并模拟其功能。 3.使用开源硬件系统搭建模型电路，实测并总结相关结论。 项目实施 小试身手 组建4~6人的项目小组，根据项目内容，推选一名组长，合理安排分工。 成员 姓名 特长 分工 组 长 成员1 成员2 成员3 成员4 成员5 成员6 控制类型分析 智能手机可以根据环境光线自动调节屏幕亮度。该功能不仅提升了使用者的使用体验，还有助于保护视力，节省电量。 智能手机自动调整屏幕亮度的设置 控制类型分析 1.智能手机屏幕亮度自动调节是属于开环控制还是闭环控制?为什么? 小试身手 智能手机屏幕亮度自动调节属于闭环控制✅ 。 原因： 闭环控制的核心是存在反馈环节，系统会根据输出结果调整输入。 在自动调节亮度的过程中： 光线传感器实时检测环境光强度（检测实际输出状态）； 将检测到的光线数据与系统设定的亮度标准进行比较； 根据差值自动调整屏幕亮度，使屏幕亮度始终适配当前环境光。 整个过程存在“检测-反馈-调整”的循环，因此属于闭环控制。 控制类型分析 2.将智能手机屏幕亮度自动调节的方框图画在下面空白处。 小试身手 智能手机屏幕亮度自动调节原理 智能手机屏幕亮度之所以能自动调节，主要依赖于环境光传感器和相应的自动调节算法。环境光传感器是实现智能手机自动调节屏幕亮度的关键组件，它能够侦测外部环境光线的强弱，并将这种变化转化为电信号传递给智能手机处理器。智能手机处理器根据接收到的信号，计算出适合当前环境光线条件的屏幕亮度值，并据此自动调整屏幕亮度。 智能手机屏幕亮度自动调节原理 若实现智能手机屏幕亮度的自动调节，需要设定一个合理的环境光线与屏幕亮度的对照表，并依据这个对照表来实现亮度的自动调节。亮度自动调节算法包含三个步骤:获取环境光数据、计算屏幕亮度值、设置屏幕亮度。 在这个算法中，计算屏幕亮度值是最核心的，要根据预设亮度和获取数据进行计算。 智能手机屏幕亮度自动调节原理 以小组为单位，用LED灯的明暗程度模拟智能手机屏幕，完成实验。 模拟智能手机屏幕亮度自动调节 小试身手 实验名称:探究环境光亮度与智能手机屏幕亮度之间的关系。 实验目的:探究智能手机屏幕亮度随环境光自动调节的实现方法。 实验器材:主控板、LED灯、光敏传感器、液晶显示屏、导线等。 实验步骤: 第1步，探究环境亮度与LED灯亮度之间的相关性。基于个人使用智能手机时的直观感受，当环境亮度较低时，LED灯的亮度应 (增高或降低);而在环境亮度较高时，LED灯的亮度应 (增高或降低)。 模拟智能手机屏幕亮度自动调节 小试身手 增高 降低 小试身手 模拟智能手机屏幕亮度自动调节 第2步，为了简化处理，我们将一天中的环境亮度变化划分为两个时段:早晚亮度与中午亮度。在软件系统中，亮度传感器的检测范围设定为0~1023，而LED灯的亮度调节范围则为0~255。在表中填写环境亮度与LED亮度之间的对应关系。 第一段 第二段 环境亮度 LED灯亮度 环境亮度与LED灯亮度对照表 0~511 255~128 512~1023 127~0 第3步，根据表中的数据，完成LED灯随环境亮度变化的算法流程图，并画在下方空白处。 模拟智能手机屏幕亮度自动调节 小试身手 第4步，在软件中编程模拟，并搭建实验系统，将程序下载到控制器中进行实物模拟。 在模拟智能手机屏幕亮度自动调节的实验中，LED灯的亮度是突变的，即由一个亮度变化为另一个亮度时是比较突然的。 所以我们要尝试改变实验程序，使LED灯的亮度变化更加自然、真实。 项目拓展 项目评价 序号 评价内容 评价等级 优 良 一般 信息意识 能识别开环控制系统和闭环控制系统 能明确反馈的重要性 计算思维 知道反馈的含义及其在控制中的作用 能用方框图表示控制的过程 根据实际问题，选择适当的控制模式进行解决 能通过编程等手段对控制过程进行验证 项目评价 序号 评价内容 评价等级 优 良 一般 数字化学习与创新 能利用数字化方式进行主动学习 能在模拟过程中发现问题，提出富有创新性的解决方案，并验证其有效性 数字化学习成果转化为实际应用的能力 信息社会责任 能找到证据支持自己的观点 尊重他人的观点，理性发表个人观点 发挥个人作用，关注团结协作 谢谢 下节课见！ Thanks！ $