水温控制有方法（教学课件）信息科技六年级

第2单元 智能饮水多元控 项目主题 Project Theme 8 水温控制有方法 六年级下 01 Learning goal 学习目标 02 Lead-in 课堂导入 03 Exploring New Knowledge 新知探究 04 Knowledge Summary 知识总结 05 Smart Challenge 智慧挑战 06 Interest Area 兴趣园地 目录 2 学习目标 PART ONE 了解自动温度控制系统的工作原理 能结合不同场景进行自动温度控制系统的控制应用 项目学习目标 课堂导入 PART TWO 课堂导入 请你用喜欢的方式进行描述： 子程序1: 子程序2: 子程序3: 要设计一个能控制水温、保温的烧水系统需要包含哪几个子程序？ 新知探求 PART THREE 不同饮水机的水温控制系统不同，分为手动控制和自动控制。 新知探究 其中自动水温控制系统是智能饮水机的基本配置之一。 一个智能饮水机的自动水温控制系统通常包含温度检测、加热控制、显示与交互、微控制器、电源管理几个子系统。 下面我们以温度检测系统为例，模拟温度检测系统在智能饮水机中的应用。 新知探究 智能饮水机温度检测系统工作N-S图 读取温度传感器数据 温度低于阈值？ 加热 不加热 是 否 新知探究 根据N-S图，可以在以下积木中选择合适的积木模拟温度传感器检测的控制程序。 新知探究 用以下参考程序验证设计方案 安全性是系统优化时需要考虑的重要因素，可以在智能烧水系统中加入读卡器，从而实现未成年人只能接温水，成年人可以接开水的功能。智能烧水系统检测卡片信息形成开关量，根据开关量对系统进行控制。 怎样设置智能烧水系统，让学生只能接温水，而教教师可以接开水？ 新知探究 智能恒温电水壶的恒温原理主要涉及加热和保温两个方面，通过加热管进行加热，然后通过双层不锈钢材质和保温材料进行保温，最终通过温度传感器和保温控制器达到恒温的效果。 低于设定水温一直反复烧容易形成“千滚水”，如何解决这个问题? 智能恒温泳池系统是一种先进的泳池水温控制技术，它能够确保泳池水温始终保持在一个舒适的范围内，为游泳者提供最佳的游泳体验。在一些高档酒店和健身场所，常常配备智能恒温泳池。泳池中安装了多个高精度的温度传感器，这些传感器能够实时监测泳池不同位置的水温，并将数据准确地传输给中央控制系统。当水温低于设定的温度范围时，控制系统会自动启动加热装置。加热装置通常采用节能环保的热泵技术，它可以从空气中吸收热量并传递给泳池水，从而提高水温。 同时，为了保持水温的稳定性，系统还配备了智能调节阀门。当水温接近设定的上限值时，阀门会自动调节冷热水的比例，引入适量的冷水来降低水温。这样就可以确保泳池水温始终保持在一个舒适的范围内，无论是在炎热的夏天还是寒冷的冬天，都能为游泳者提供最佳的游泳体验。 此外，智能恒温泳池系统还可以通过手机App进行远程控制。管理者可以在任何地方随时查看泳池的水温、水质等参数，并根据需要进行调整。比如，在泳池使用人数较少的时候，可以适当降低水温以节约能源；在有大型活动或比赛时，通过合理选择系统的组成部分和控制参数，可以提前将水温调整到一个舒适、安全、节能的智能状态，为参赛者提供最佳的游泳体验。 新知探究 智能恒温泳池系统 知识总结 PART FOUR 知识总结 温度控制系统的工作原理 温度控制系统温度阈值的测定 智慧挑战 PART FIVE 2.某智能冰箱的温度控制系统设计如下：当冷藏室温度高于5℃时，启动压缩机降温；当温度低于2℃时，停止压缩机。这个控制规则中，压缩机启动和停止的温度点不同，这种设计的主要目的是什么？ A. 让冰箱看起来更智能 B. 防止压缩机频繁启动和停止，延长压缩机寿命 C. 让冰箱更费电 D. 让冰箱温度永远保持在5℃ 1.一个自动孵蛋器需要将温度严格控制在37.8℃左右，因为温度过高或过低都会影响小鸡孵化。以下哪种控制方案最合理？ A. 不设传感器，凭感觉手动调节 B. 设置一个传感器和控制器，当温度低于37.5℃时加热，高于38.0℃时停止加热（允许小范围波动） C. 一直加热，不管温度多高 D. 只设置一个高温报警，温度过高时提醒人处理 解析：孵蛋器对温度精度要求很高，所以需要自动控制。选项B是最合理的方案：有传感器实时检测温度。有控制器比较温度。设置了合理的阈值范围（37.5℃~38.0℃），允许小范围波动，既保证温度稳定，又避免加热器频繁启停。 1.答案：B 智慧挑战 解析：这是控制系统中常用的“滞回控制”或“回差控制”思想。如果设定一个点（比如4℃），高于4℃启动，低于4℃停止，那么温度稍微波动一点点，压缩机就会频繁启停，这对电机寿命非常不利，也会浪费电能。 2.答案：B 兴趣园地 PART SIX 兴趣园地 传统的交通信号灯是通过时间间隔进行控制的，这种设计会造成交 通资源的浪费。请设计一个智能交通信号灯，来改进传统交通信号灯的不足之处。 传统交通信号灯的问题是固定时间间隔，无法根据车流量动态调整，会导致拥堵方向等待时间过长、空驶方向浪费时间。 智能交通信号灯可以通过车流量检测传感器（如摄像头、毫米波雷达）实时监测不同方向的车辆数量，再由控制单元动态调整绿灯时长。 工作方式 安装传感器在路口各个方向，实时采集车流量数据。 控制单元分析数据：如果某方向车流量大，延长该方向绿灯时间；如果某方向车流量小，缩短绿灯时间。 增加行人过街检测功能，当检测到行人时，自动调整信号灯，保障行人安全过街。 接入城市交通网络，实现区域信号灯联动，提升整体通行效率。 讨论 校园内的饮水机同时有4个温水出口和1个开水出口，试着用开源硬件设计校园饮水机方案。 兴趣园地 讨论 主控模块 主控模块 选用Arduino或树莓派作为核心控制器，负责处理输入信号和控制输出。 传感器模块 温度传感器 检测温水和开水的温度，确保水温符合设定标准。 液位传感器 检测水箱水位，防止干烧 执行模块 继电器模块 控制4个温水出口和1个开水出口的电磁阀开关。 加热模块 控制开水的加热装置，维持水温 交互模块 按键 用于选择出水类型（温水/开水）和停止出水。 显示屏 显示当前水温、出水状态等信息。 指示灯 用不同颜色区分温水（绿色）和开水（红色）的工作状态。 1.系统启动后，传感器检测水温、水位，若正常则进入待机状态。 2. 用户按下对应出水按键，主控模块控制对应电磁阀打开，开始出水。 3. 显示屏实时显示出水类型和水温，指示灯同步亮起。 4. 用户再次按下按键或达到设定出水时长，电磁阀关闭，停止出水。 5. 若水温低于设定值，加热模块自动启动；若水位过低，系统发出警报并停止工作。 工作流程 谢谢 下节课见！ Thanks！ $