智能控制巧搭建（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 9 智能控制巧搭建 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 了解阈值在智能煮茶控制系统的重要作用 学会选用合适的积木编程并调试优化 项目学习目标 课堂导入 PART TWO 课堂导入 请你用喜欢的方式描述工作步骤： 步骤1: 步骤2: 步骤3: 智能煮茶器可以根据用户的选择，将水加热到指定温度后流出。那么这功能是如何实现的呢？请查阅资料步骤。 新知探求 PART THREE 智能煮茶器本质上就是一种即热式饮水设备。它利用一种导热性较强的加热体作为加热管，在较高的功率下，加热管能快速将水箱中的水加热升温。 新知探究 当水温达到一定温度后，与预先设定的温度进行比较： 若发现预期目标已经完成，则自动切断电源，停止加热； 反之，若水温低于预设温度，则接通加热管再次进行加热。 新知探究 智能煮茶器某温度挡位工作过程N-S图 设定温度 水温＜设定温度？ 加热 不加热 显示温度 是 否 新知探究 根据N-S图，在以下积木中选择合适的积木编程并且调试优化。 新知探究 用以下参考程序验证： 问题1： 问题2： 问题3： 温度变量修改逻辑不合理 在“否则”分支中，程序每次循环都会将“温度传感器”变量增加3，这与实际温度变化规律不符。真实的温度传感器是实时读取环境温度的，而不是在程序内人为累加，这会导致程序中的温度值与实际环境温度严重偏离，无法正确控制加热。 运行验证，并记录发现的问题 显示内容缺乏重置机制 当温度低于“红茶”阈值（90℃）时，程序只执行了设置引脚为高电平的操作，但没有清除屏幕上“红茶”的显示。这会导致即使温度已经下降，屏幕上仍然一直显示“红茶”，无法正确反映当前状态。 引脚初始设置与逻辑矛盾 在“煮红茶”函数开始时，将数字引脚P0设置为低电平；而在温度未达标时，又将P0设置为高电平。如果P0是控制加热装置的引脚，那么初始的低电平设置会导致加热装置在函数一开始就被关闭，与“煮红茶”的目的矛盾。 新知探究 阈值在智能煮茶控制系统中起着至关重要的作用。 如时间阈值可以在达到设定时间后自动停止煮泡过程，提高煮茶效率； 水位阈值可以确保当煮茶器中的水位低于设定的最低水位阈值时，煮茶器会自动停止加热并发出警报，以防止干烧损坏设备。 日常生活中，智能扫地机器人能够通过建立完善的反馈机制，并对反馈信息进行处理和优化，不断提高自身的性能和智能化程度，为用户提供更加高效、便捷的清洁服务。 智能扫地机器人是通过多种传感器来建立反馈机制，实时感知周围环境的。当扫地机器人与障碍物发生碰撞时，碰撞传感器会立即检测到这一情况，并将信号反馈给控制系统。控制系统根据反馈信息调整机器人的运动方向，避免再次碰撞。在遇到楼梯等有高度落差的地方，悬崖传感器会发挥作用。一旦检测到机器人处于悬崖边缘，悬崖传感器会迅速向控制系统发送信号，使机器人停止前进或改变方向，防止坠落。当灰尘传感器检测到灰尘较多的区域时，扫地机器人会自动增加清扫力度和频率，以确保清洁效果。 控制系统接收到传感器反馈的信息后，会进行相应的处理和优化，以提高扫地机器人的性能。根据碰撞传感器和悬崖传感器反馈的信息，控制系统可以不断优化扫地机器人的路径规划。灰尘传感器反馈的灰尘浓度信息可以帮助控制系统调整清扫策略。如果某个区域灰尘较多，机器人可以在该区域停留更长时间进行深度清扫，或者增加清扫次数，以提高清洁效果。 高端的智能扫地机器人还具备持续的反馈与学习能力。通过不断收集和分析传感器反馈的信息，扫地机器人可以利用机器学习算法逐渐优化自己的行为。例如，它可以学习不同房间的布局和家具摆放位置，从而更加高效地进行清扫。 新知探究 智能扫地机器人 知识总结 PART FOUR 知识总结 阈值在智能煮茶控制系统的重要作用 会用选择合适的积木编程并调试优化 智慧挑战 PART FIVE 2.小华用积木编程软件编写智能煮茶程序。他设定的规则是：当水温低于90℃时，启动加热；当水温达到100℃时，停止加热。程序运行后发现，茶煮好后水温很快就降到90℃以下，加热器又开始工作，导致茶水反复煮沸。为了优化程序，避免反复煮沸，他应该怎么做？ A. 把启动加热的阈值改得更低，比如80℃ B. 把停止加热的阈值改得更高，比如105℃ C. 增加一个延时：停止加热后，等待一段时间再允许重新启动加热 D. 把温度传感器拆掉 1.智能煮茶系统不仅可以烧开水，还能根据不同茶叶设定不同的冲泡温度。例如：泡绿茶设定80℃，泡红茶设定95℃。这种根据茶叶种类调整温度设定值的做法，体现了阈值在控制系统中的什么特点？ A. 阈值是固定不变的 B. 阈值可以根据不同需求灵活调整 C. 阈值越大越好 D. 阈值与传感器无关 解析：阈值的强大之处在于它可以根据应用场景灵活设定。同一个煮茶器，通过改变程序中的阈值（比如从80℃改为95℃），就能适应不同茶叶的冲泡需求，实现“一机多用”。 1.答案：B 智慧挑战 解析：A会让茶水在90℃~ 80℃之间都不加热，温度降得更低，但一旦降到80℃以下又会重新加热，依然存在反复加热的问题，只是间隔变长了。B会使水过度沸腾，不现实也不安全。C是最合理的优化：增加一个延时或冷却等待期。比如程序设定：停止加热后，等待5分钟才能再次启动加热。这样既能让茶水在适宜温度保持一段时间，又避免反复煮沸。“延时+阈值”的组合优化，正是编程调试中常用的技巧。 2.答案：C 兴趣园地 PART SIX 兴趣园地 为了确保使用安全和烹饪效果，电磁小火锅通常都配备了温度控制和安全保护装置。请用N-S图描述这两个装置的工作原理，并用可视化编程软件模拟这两个装置。 讨论 读取当前温度（温度传感器） 水温＜设定温度？ 加热 不加热 循环执行 是 否 温度控制装置工作原理（N-S图） 读取当前温度（温度传感器） 温度是否超过安全阈值？ 切断加热电源， 触发报警 保持正常工作 循环执行 是 否 安全保护装置工作原理（N-S图） 查阅有关智能马桶的资料，然后用N-S图描述智能马桶控制系统框图，并思考如何让此系统更加安全节能。 兴趣园地 讨论 开始 检测人体感应信号？ 进入工作模式 进入待机节能模式 检测用户操作（如冲洗、加热、暖风） 执行对应功能（如启动冲洗泵、加热座圈、开启暖风） 检测用户离开？ 关闭所有功能，进入待机模式 继续执行当前功能 安全节能优化思路 安全方面 增加座圈温度过热保护，超过40℃自动断电。 冲洗功能增加防误触设计，需二次确认或感应到人体才能启动。 漏电检测模块，实时监测电路，异常时切断电源。 节能方面 待机模式下关闭非必要功能（如座圈加热、暖风），仅保留人体感应模块。 采用人体感应+光线感应，夜间自动降低灯光亮度，白天关闭指示灯。 座圈加热采用分区温控，仅在用户接触区域加热。 是 是 否 否 谢谢 下节课见！ Thanks！ $