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课件网) 第3单元 第3课 节能风扇与反馈闭环控制 （湘科版）六年级 上 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 确保传感器数据的真实性，合理选用节能型传感器减少能耗，以及遵守技术规范。 理解反馈闭环控制的基本原理，能够设计简单的节能风扇模型，在实践中创新传感器与控制器的连接方式。 了解温度传感器的基本原理和功能，并能够通过建立数学关系简化问题，并优化参数减少误差。 能敏锐感知温度传感器在闭环控制系统中的信息传递作用，了解温度传感器在现实生活中的应用。 02 新知导入 02 新知导入 活动背景 为了在炎热的夏天创造适宜的学习环境，教室里通常会安装电风扇或空调来调节温度。当气温过高时，可以增加电风扇的转速或提高空调的制冷能力，当温度降下来后，可以降低电风扇的转速或调低空调的制冷能力，保持室温在相对稳定的范围内，实现节约能源的目的。那么，如何实现这种自动控制的过程呢 02 新知导入 活动目标 了解温度传感器的基本原理和功能。 初步理解反馈闭环控制的基本原理。 03 新知讲解 一、了解温度传感器 在日常生活中,人们通过皮肤感受外界的温度，并对温度变化做出反应。比如，如果身体感觉到热，可以打开风扇开关或调高风扇转速；如果身体感觉到冷，可以关闭风扇或调低风扇转速。要让电风扇根据温度变化，对转速进行自我调节，首先必须有像皮肤一样可以感知温度变化的传感器。 03 新知讲解 温度传感器能感知温度变化，将温度值转化为电信号，这样就可以根据温度变化实现自动控制。温度传感器种类繁多，广泛应用于农业、工业等各个领域。 空调：内置温度传感器检测室内温度，当温度达到设定值时，控制空调启停或调节运行模式，维持室内恒温。 冰箱：通过温度传感器监测冷藏室和冷冻室的温度，确保温度在设定范围内，防止食物变质。 智能热水器：实时检测水温，当水温低于设定值时启动加热，达到设定温度后停止，保证用水温度适宜。 03 新知讲解 温度传感器在生活中的应用 03 新知讲解 由于主控板一般没有集成温度传感器，所以需要借助IO扩展板连接温度传感器模块。IO扩展板能将主控板的输入、输出接口引出，方便主控板连接更多传感器、电机等外部设备，扩展控制功能。 温度传感器模块 I/0 扩展板 03 新知讲解 注意:要在断开电源的情况下，插接模块和连接线路。确认连接无误后才能接通电源。 03 新知讲解 1.实验目的：熟悉温度传感器的使用。 2.实验设计 读取温度传感器数值，显示在显示屏上。在不同温度条件下，记录温度传感器输出的数值。 探究实践 温度传感器 读取温度传感器数值 显示屏 原理示意图 03 新知讲解 3.实验准备：主控板、I/0扩展板、温度传感器、编程计算机。 4.实验过程 (1)硬件搭建。将主控板插入I/0扩展板，通过连接线将温度传感器模块接入扩展板相应接口。 探究实践 连接示意图 03 新知讲解 (2)程序编写。在编程软件中，添加扩展板和传感器模块，编写程序。 探究实践 参考程序 03 新知讲解 (3)运行程序，记录不同情况下的温度值。 探究实践 序号 条件 温度值 1 温度传感器正常放置 25℃ 2 用手捂住温度传感器 32℃ 3 冷风 15℃ 03 新知讲解 二、设计制作节能型电风扇模型 空气流动会加速物体表面水分蒸发，从而降低温度。节能型电风扇通过温度传感器检测温度变化。当气温高于值时，可提高叶的转速，实现降温效果;当气温降低到阈值时,可降低扇叶的转速,从而实现自动控制，达到节约能源的目的。 03 新知讲解 反馈闭环控制 03 新知讲解 注意事项 选择低功耗电机，降低能量消耗，确保节能效果 ... ...
