阈值控制便生活（教学课件）信息科技六年级

第1单元 智慧汽车系统 项目主题 Project Theme 3阈值控制便生活 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 了解阈值的含义 能说出阈值在控制系统中的作用 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： 想法1: 想法2: 想法3: 在进入地下车库和隧道时，要开启车灯，这不仅增加了驾驶员的操作负担，还可能影响驾驶员的行车注意力。如何设计一款自动灯光系统呢？ 新知探求 PART THREE 在自动灯光系统中，汽车上的光线传感器会不停侦测周围环境的光线强度，并将侦测到的信号发送给控制器。控制器对输入的数据进行相应的处理“或”运算，并根据运算结果并发出控制指令，打开或关闭车灯。 新知探究 感光元件测得的数值会随着光线的强弱而发生变化。当光线变暗时，感光元件测得的数值会变小。当光线暗到低于预设值时，控制器就发出打开车灯的指令。相反，当环境光线变亮，感光元件测得的数值就会变大。当光线亮到超过预设值时，控制器就发出关闭车灯的指令。这种机制确保了车灯能够在适当的时机自动开启或关闭，以适应不同的光照条件。 输入 计算 输出 光线强度信号 打开/关闭车灯指令 控制器（对光线强度信号进行处理或“或”运算，与预设值对比） 新知探究 用列表法表示灯光控制系统的工作原理 光线强度值 设备状态 逻辑值表示 数字表示 光线强度< 开 关 真 假 0 1 光线强度> 开 关 真 假 0 1 用N-S图把“自动灯光系统”的算法描述出来 检测光线强度 车灯亮 车灯灭 是 否 光线强度<( ) 预设光线强度值 预设光线强度值 预设光线强度值 在自动控制系统中，可以设定一个特定的值作为触发条件。当系统的运行参数达到这个特定值时，就会触发相应的控制操作。我们把这个设定的数值称阈值。 通过阈值的设定和判断，可以把连续量转换为开关量，从而实现对系统的精确控制。 新知探究 新知探究 搭建“自动灯光控制系统”程序，可能用到的积木 参考以下程序，验证方案设计 新知探究 参考以下程序，验证方案设计 分析表格数据，你发现控制规律是： 如果光线强度值设计的过大或过小，会出现什么问题? 测得的光线强度值 车灯的状态 当光线强度值< 当光线强度值> 100 亮 100 灭 光线强度低于预设值车灯亮，高于预设值车灯灭 如果光线强度值设计得过大：会导致车灯在光线还比较亮的时候就开启，造成不必要的能源浪费，也不符合实际使用需求。 如果光线强度值设计得过小：会导致车灯在光线已经很暗的时候还不开启，影响行车安全，无法起到自动灯光的作用。 新知探究 车辆在行驶过程中，由于云层的移动或是车辆穿过树木、建筑物的阴影区域车外光线强度值都会发生变化。因此在设计系统时，必须充分考虑到这些外界因素对光线传感器的影响，确保系统能够准确应对这些干扰，保持稳定可靠的运行。 分析控制系统，你发现有哪些问题，怎样改进系统? 说出你的设计思路，并通过实验论证方案的可行性。 序号 问题描述 解决方案 1 2 3 车辆穿过树木、建筑物阴影或云层移动时，光线强度瞬间变化，导致车灯频繁闪烁、误开关 加入延时判断机制：只有当光线强度持续低于（或高于）预设值一段时间（如3秒），才触发车灯状态切换 单一光线传感器可能被局部阴影干扰，导致检测不准 采用多传感器融合：在车辆不同位置安装多个光线传感器，取平均值或加权值作为有效输入，减少单点干扰 不同天气、时段下，光线环境差异大，固定阈值不够智能 引入自适应阈值算法：系统根据当前时间、天气等信息，动态调整触发阈值，比如阴天时适当降低触发亮度 阈值在生活中无处不在，它就像是一个神奇的“界限”,帮助我们做出正确的判断和选择。理解阈值的概念，不仅能增加知识，还能让我们更加安全、健康地成长。 在游乐园里，过山车是一个非常刺激的项目，为了保护乘客的安全，只有体重达标的乘客才能游玩这类项目。这个阈值就像是一个隐形的“守门员”,保护着每一位乘客的安全。 在家里，家人可能也会设定一些“阈值”。比如，你长时间运动后，家人会要求你停下来休息并适量饮水，这是因为我们的身体的疲劳程度是有一个阈值的，超过这个阈值继续活动，就可能对身体造成伤害。 新知探究 生活中的阈值 知识总结 PART FOUR 知识总结 阈值的含义与作用 阈值在控制系统中的作用 智慧挑战 PART FIVE 2.在控制系统中，“阈值”指的是： A. 系统工作的总时间 B. 一个预先设定的临界值，当测量数据达到或超过这个值时，系统会触发相应的动作 C. 系统的电源电压 D. 传感器的大小 1.小区的自动感应路灯在光线暗到一定程度时会自动亮起。这个“光线暗到一定程度”所对应的具体光照强度数值，就是控制系统中的： A. 输出结果 B. 执行机构 C. 阈值 D. 电源开关 解析：路灯系统里有一个光线传感器，它会不断检测周围的光照强度。工程师在编程时，会设定一个具体的数值作为“临界点”。 1.答案：C 智慧挑战 解析：“阈值”就像一个“触发开关”的设定点。可把它理解为一个“临界值”或“界限”。控制系统会不停地检测某个数据，当这个数据达到我们事先设定好的那个临界点时，系统就会按照规则执行相应的动作。 2.答案：B 兴趣园地 PART SIX 兴趣园地 生活中，我们能见到各种各样的阈值控制系统，如热水壶中的水温达到100℃就会自动关闭。想一想，这些阈值的设计依据是什么，还有哪些地方应用了阈值控制系统? 讨论 阈值的设计依据 阈值控制系统里的阈值，主要依据物理规律、安全标准、功能需求或用户体验来设计：热水壶的100℃阈值，是基于标准大气压下水的沸点这个物理特性设计的，达到这个温度就说明水已烧开，此时关闭加热可以避免干烧或过度加热。 阈值控制系统的应用 空调温控、烟雾报警器、电梯超重系统、手机电量提醒、自动门系统等 根据你的生活经验，设计一款应用了阈值控制的控制系统，并说一 说你设计的阈值控制系统是如何工作的。 兴趣园地 讨论 核心阈值 湿度下限阈值：20%（土壤太干，需要浇水） 湿度上限阈值：60%（土壤湿度足够，停止浇水） 工作原理 1. 传感器检测：土壤湿度传感器实时检测花盆里土壤的湿度值，并将数据传给控制器。 2. 阈值判断： 如果湿度 < 20%（低于下限阈值），控制器发出“浇水”指令，水泵启动。 如果湿度 > 60%（高于上限阈值），控制器发出“停止浇水”指令，水泵关闭。 3. 执行与反馈：水泵根据指令工作，改变土壤湿度；传感器再次检测，形成闭环，直到湿度稳定在阈值之间。 智能花盆土壤湿度阈值控制系统 谢谢 下节课见！ Thanks！ $