第三节简单控制系统的设计广东教育出版社第三节简单控制系统的设计课件

国家中小学课程资源简单控制系统的设计（第二课时）年 级：高一年级学 科：通用技术（粤教科技版）学 校某省市增城区增城中学国家中小学课程资源学习目标一

：能基于控制原理和系统分析方法将案例中各部件之间的关系通过控制系统框图表达出来，形成初步的工程思维。二

：能根据方案设计要求，选择合适的材料和工具，并将方案转化为模型或原型，且根据实际需要对已有系统进行改进和优化，逐渐形成物化过程中严谨细致、精益求精的工作态度。国家中小学课程资源学在学校寄宿，她是一个爱花的女孩，家里的花是她打理，她妈妈打理。下周她父母要回老家探亲，家里的花没人照顾，她很担心，于是希望做一个自动浇花装置。你能帮她设计并制作一个自动浇花系统吗？案例展示国家中小学课程资源一、项目设计目的自动浇花系统设计目的：能够自动根据花盆土壤的干湿程度决定是否灌溉。自动浇花系统的功能分析：土壤湿度<设定值 水泵开始抽水土壤湿度>=设定值

水泵停止抽水国家中小学课程资源二、控制系统设计方案国家中小学课程资源三、控制系统方框图控制电路（控制器）出水量（控制量）比较器水泵（执行器）花盆土壤（被控对象）花盆土壤湿度（被控量）湿度传感器（反馈环节）根据设计方案得出自动浇花系统的控制系统方框图：设定土壤湿度（给定量）＋－国家中小学课程资源四、确定系统结构系统结构由浇花结构部分与电路控制部分构成。具体方法：参考“黑箱法”，利用控制电路成品或半成品设计控制系统并制作成品。国家中小学课程资源五、建立模型（一）画出作品草图和示意图，为搭建模型提供依据：控制器花盆水泵检测器国家中小学课程资源五、建立模型湿度探头接口（土壤湿度值转换为对应电阻值）模块输入端（接探头接口）模块输出端（DO接继电器模块输入端IN）（二）模块说明：1.反馈环节（湿度检测模块）接口＋－DOAO国家中小学课程资源五、建立模型继电器控制模块（低电平触发）IN－＋常开（不用）公共端常闭（二）模块说明：2.控制器接口国家中小学课程资源五、建立模型（三）画出电路连接图，给模型接线提供依据：继电器控制模块M湿度探头＋－＋－6V直流电源湿度检测模块DOIN＋－常闭端公共端6V直流电源国家中小学课程资源五、建立模型（四）电路实物连接图：＋－国家中小学课程资源五、建立模型（五）材料准备：序号材料规格单位数量成本/元1透明塑料盒17cm×12cm×7cm个112自动灌溉模块DIY套件水泵、水管、探头、湿度检测模块、继电器模块套1123电源1.5V，5#节444电线Φ1mm米21合计18国家中小学课程资源五、建立模型（六）工具准备：剪刀、美工刀、烙铁、螺丝刀、热熔胶枪、万用表等。国家中小学课程资源五、建立模型（七）系统模型制作过程（示：请同学们规范操作步骤，安全使用工具。）具体步骤：布局电池盒、感器、继电器模块等位置。用美工刀在透明盒上打孔。连接线路。安装电池盒、湿度检测模块、继电器模块。设计水泵安放位置。设置花盆探头。国家中小学课程资源国家中小学课程资源六、系统测试测试项目：结构稳定性与结构强度测试电路设计的合理性测试系统整体功能测试系统稳定性测试国家中小学课程资源国家中小学课程资源七、系统测试报告国家中小学课程资源七、系统测试报告测试项目测试方法测试结果评价存在问题的原因结构稳定性与强度透明塑料盒、电池盒、各模块、电机按照模型结构组装，检查是否变形各结构均平稳无变形情况合格电路设计与连接通电测试，测试电路连接是否正确电路接线正确，能正常工作合格功能：土壤湿度过低时，水泵是否开机;土壤湿度太大时，水泵是否关机通电测试，观察，并记录情况调整可调电阻，能够按照预期设计开关机合格系统稳定性测试连续运行7天，观察控制系统能否按设计要求工作系统能按要求连续工作合格国家中小学课程资源八、综合评价国家中小学课程资源八、综合评价国家中小学课程资源八、综合评价评价项目评价方法评价情况评价意见改进建议结构强度作品能否满足平时的某著名企业和存放作品无变形，整体结构完整紧凑好供电方式、功耗直流供电，功耗是否匹配直流供电，总功耗小于5W不会导致发热等情况好建议采用充电宝供电功能控制系统能否按照设计要求运行能按预定设计目标工作好安全、稳定、可靠连续运行7天，检测控制模块及水泵发热情况直流供电，低电压安全、围好性价比是否价廉物美，是否超预算价格在控制范围内好总体评价是否合