Giải chuyên đề học tập Công nghệ thiết kế 10 Cánh diều chủ đề 2 bài 7: Cảm biến trong ngôi nhà thông minh

Câu hỏi: Khi sử dụng cảm biến điều khiển chiếu sáng trong ngôi nhà thông minh, em có thể sử dụng loại cảm biến nào?

Hướng dẫn trả lời:

I. MỘT SỐ CẢM BIẾN THÔNG DỤNG TRONG NGÔI NHÀ THÔNG MINH

Câu hỏi: Hãy cho biết các loại cảm biến thông dụng trong ngôi nhà thông minh và nêu một số ứng dụng của chúng.

Hướng dẫn trả lời:

Phân loại

• Theo nguyên lí làm việc
• Theo tín hiệu đầu vào
• Theo tính năng và ứng dụng

Ứng dụng: đóng, tắt đèn chiếu sáng, điều chỉnh cường độ chiếu sáng trong nhà ngoài sân, hệ thống đóng mở rèm,...

II. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT SỐ CẢM BIẾN

1. Cảm biến ánh sáng

Câu hỏi: Nêu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bị cảm biến ánh sáng CdS

Hướng dẫn trả lời:

• Cấu tạo: Thiết bị cảm biến ánh sáng tế bào quang dẫ Cds bao gồm các bộ phận chính: tế bào quan dẫn Cds, mạch điện tử, bộ chuyển đổi, điện áp ra
• Nguyên tắc hoạt động: Cường độ ánh sáng thay đổi sẽ làm thay đổi điện trở của tế bào quan dẫ, khi trời tối, tế bào quang dẫn có điện trở rất lớn, kho trời sáng điện trở của tế bào quang dẫn suy giảm nhanh. Giá trị của tế bào quang dẫn qua mạch điện tử và bộ chuyển đổi sẽ có giá trị điện áp ra tương ứng.

2. Cảm biến nhiệt độ

Câu hỏi: Nêu nguyên tắc hoạt động của thiết bị cảm biến nhiệt độ sử dụng diode

Hướng dẫn trả lời:

• Nguyên tắc hoạt động: Khi nhiệt độ thay đổi sẽ làm thay đổi điện áp trên diode, khi nhiệt độ cao thì điện áp trên diode nhỏ, nhiệt độ càng giảm điện áp trên diode càng tăng. Giá trị điện áp trên diode qua mạch điện tử và bộ chuyển đổi sẽ có điện áp ra tương ứng.

3. Cảm biến độ ẩm

Câu hỏi: Em hãy cho biết cần tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bị cảm biến độ ẩm điện trở.

Hướng dẫn trả lời:

• Cấu tạo: bộ phận chính: điện trở, mạch điện tử, bộ chuyển đổi, điện áp ra tương ứng theo độ ẩm
• Nguyên tắc hoạt động: Khi độ ẩm thay đổi thì điện  trở cảm biến độ ẩm thay đổi, khi độ ẩm cao thì điện trở thấp, khi độ ẩm thấp thì điện trở lớn. Giá trị điện trở nên cảm biến qua mạch điện tử và bộ chuyển đổi thì điện áp ra của thiết bị cảm biến độ ẩm có giá trị tương ứng.

4. Cảm biến hồng ngoại

Câu hỏi: Nêu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bị cảm biến hồng ngoại thụ động và chủ động. So sáng sự khác nhau giữa hai loại cảm biến này.

Hướng dẫn trả lời:

Cấu tạo: Cấu tạo của thiết bị cảm biến hồng ngoại tương tự như thiết bị cảm biến ánh sáng, chỉ khác nhau về tế bào quang dẫn

Nguyên tắc hoạt động

• Thụ động: sử dụng loại cảm biến hồng ngoại Pbs, chỉ có bộ phận thu bức xạ hồng ngoại từ người hoặc đồ vật có nguồn nhiệt di chuyển vào phạm vi phát hiện
• Chủ động: bộ phận phát tia hồng ngoại là đèn Led hồng ngoại tạo ra ánh sáng có bước sóng hồng ngoại và bộ phận thu bức xạ hồng ngoại phản xạ về, bao gồm đèn Led hồng ngoại và hồng ngoại thụ động, được sử dụng với khoảng cách xa

Câu hỏi: Lựa chọn một trong bốn loại cảm biến trên cho ứng dụng chiếu sáng cho ngôi nhà thông minh và nêu nguyên tắc hoạt động

Hướng dẫn trả lời:

Em lựa chọn cảm biến bằng tia hồng ngoại và hiện nay nó được phổ biến nhất hiện nay.

Nguyên lí hoạt động:

• Thụ động: sử dụng loại cảm biến hồng ngoại Pbs, chỉ có bộ phận thu bức xạ hồng ngoại từ người hoặc đồ vật có nguồn nhiệt di chuyển vào phạm vi phát hiện
• Chủ động: bộ phận phát tia hồng ngoại là đèn Led hồng ngoại tạo ra ánh sáng có bước sóng hồng ngoại và bộ phận thu bức xạ hồng ngoại phản xạ về, bao gồm đèn Led hồng ngoại và hồng ngoại thụ động, được sử dụng với khoảng cách xa

Câu hỏi: Hãy chia sẻ những hiểu biết của em về các loại cảm biến trong ngôi nhà thông minh với người thân trong gia đình.

Hướng dẫn trả lời:

• HS dựa trên những kiến thức, hiểu biết đã học chia sẻ những hiểu biết của em về các loại cảm biến trong ngôi nhà thông minh với người thân trong gia đình.