第6课 超声波传感器课件 赣科版信息科技八年级上册.pptx

第6课

超声波传感器八年级上

01学习目标内容总览02新知导入03项目情境04项目准备05项目实施06课后练习07课堂小结08板书设计

教学目标培养节能意识，能够利用所学知识为节能减排做出贡献。信息社会责任能够认识到超声波传感器等信息技术在日常生活中的广泛应用，理解其对提高生活质量和节能减排的重要性。信息意识能够理解并掌握超声波传感器的工作原理，以及如何通过编程实现与电机的联动控制。计算思维进行拓展实践，结合温度传感器等元件，创新设计更智能的风扇控制系统。数字化学习与创新

新知导入日常生产生活中，人们经常利用超声波传感器，控制设施，设备，服务于生产生活需要。本课就让我们一起探究超声波传感器的工作原理，并尝试控制风扇，达到既享受生活又节能的目标。

新知导入通过学习，认识电机、舵机的特点和功能。了解超声波传感器的工作原理及使用。通过编程，掌握利用超声波传感器控制风扇的方法。020301

探究新知一、项目情境近年来，随着科技水平和人们生活质量的不断提高，家用电器在款式、功能等方面不断得到优化。

探究新知一、项目情境但是市场上的电风扇很多都是手动控制的，如果人离开或者温度降低，风扇还是会运作，那无疑是一种资源的浪费。所以，为了减少电能的消耗，我们是否可以设计一个自动感应当有人靠近可自动开启风扇，若人离开可自动关闭电扇的装置呢?

探究新知二、项目准备本项目将要用到电机、继电器和超声波传感器，我们先来了解一下这些零件。

探究新知二、项目准备直流电机是指利用电磁感应定律将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转机械。它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作为电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；作为发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能，如图所示。(一)电机

探究新知二、项目准备直流电机的结构由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场。运动时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，如图所示。(一)电机

探究新知二、项目准备在直流电机调速方面，采用脉宽调制(PWM)的方法。当我们控制电机时，电源并不是对电机进行连续供电，而是以一定频率间歇性地提供电能，改变加在电机两端的电压大小，从而改变直流电机的转速。(一)电机

探究新知二、项目准备拓展阅读——PWM信号PWM,英文名PulseWidthModulation,是脉冲宽度调制缩写，它是通过对一系列脉冲的宽度进行调制，等效出所需要的波形(包含形状以及幅值),对模拟信号电平进行数字编码，也就是说通过调节占空比的变化来调节信号、能量等的变化。占空比就是指在一个周期内，信号处于高电平的时间占据整个信号周期的百分比，如图所示。(一)电机

探究新知二、项目准备拓展阅读——PWM信号(一)电机

探究新知二、项目准备直流电机（DCMotor）：使用直流电作为电源的电机。包括直流励磁电机、直流无刷电机和直流刷电机等。直流电机速度稳定，转速控制精准，但结构相对复杂，价格较高。交流电机（ACMotor）：使用交流电作为电源的电机。包括异步电机（如感应电机）、同步电机和交流无刷电机等。交流电机原理复杂但结构相对简单，便于维护，且价格较低，广泛应用于各种场合。拓展学习——电机的种类

探究新知二、项目准备步进电机（StepperMotor）：一种精密位置控制电机，每次接收一个脉冲信号就转动一个固定步距。步进电机广泛应用于需要精确定位和控制的场景，如打印机、数控机床等。无刷电机（BrushlessMotor）：一种没有碳刷的电机，包括无刷直流电机（BLDC）和无刷交流电机（BLAC）等。无刷电机效率更高、寿命更长，并且产生较少的电磁干扰。拓展学习——电机的种类

探究新知二、项目准备直线电机（LinearMotor）：将电能转化为直线运动的电机。直线电机通过电磁场和轴向磁场之间的相互作用产生推进力，适用于需要直线定位或推动物体的应用。拓展学习——电机的种类

探究新知二、项目准备继电器是一种电控制器件，是当输入量的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制系统和被控制系统。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用，如图所示。(二)继电器

探究新知二、项目准备直流电磁继电器是指控制电流为直流的电磁继电器。电磁继电器由线圈、铁芯、轭铁、衔铁、传动支杆、板簧和触点组成。当在线圈两端施加一定的电压，电流通过线圈产生电磁吸力，吸引衔铁进而带动、静触电吸合。当线圈断电时，电磁铁磁性消失，衔铁复位带动触电复位，动、静触电分离。触