Giáo án Stem Máy phát điện gió

Chủ đề 3 MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ Mục tiêu Nêu được gió cũng tạo ra năng lượng có ích Xây dựng được mô hình máy phát điện bằng sức gió Tìm hiểu tính năng tự động của hệ thống máy phát điện gió sử dụng tính n.

Chủ đề 3: MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ Mục tiêu - Nêu gió tạo lượng có ích - Xây dựng mơ hình máy phát điện sức gió - Tìm hiểu tính tự động hệ thống máy phát điện gió sử dụng tính điều khiển Tìm hiểu gió phát điện sức gió Sự chuyển động khối khơng khí từ nơi đến nơi khác tạo gió Nguyên nhân chuyển động chênh lệch nhiệt độ vị trí khác Trái Đất Khối khí dịch chuyển từ vị trí có nhiệt độ cao đến vị trí có nhiệt độ thấp Người ta đo sức mạnh gió quy ước cấp độ gió, chẳng hạn số cấp độ gió mô tả sau: Bảng Mô tả cấp độ gió Cấ p 11 Mơ tả Gió êm Gió nhẹ Gió thổi nhẹ vừa phải Gió nhẹ nhàng Gió vừa phải Gió mạnh Gió mạnh Gió bão dội Tình trạng mặt biển Phẳng lặng Sóng lớn có chỏm sóng bụi nước Ngọn sóng bắt đầu cuộn lại, nhiều bụi nước Sóng cực cao Sóng lăn tăn, khơng có sóng Sóng lăn tan Sóng lăn tăn lớn Sóng nhỏ, có đỉnh sóng 17 Gió bão cực mạnh Sóng biển mạnh Đánh đắm tàu biển trọng tải lớn Gió lớn thổi bay xe cộ, nhà cửa, gió làm quay cối xay gió đẩy thuyền buồm, nên nói gió mang lượng Khai thác lượng gió để phát điện nguồn lực lớn cho kinh tế Năng lượng gió lượng sạch, khơng bị nhiễm gần không cạn kiệt Với ưu quốc gia biển, tiềm lượng gió Việt Nam đáng kể, khai thác lượng gió việc phát điện sức gió Nguyên tắc chung phát điện sức gió gió thổi luồng khơng khí qua cánh quạt máy phát điện, từ làm quay tuabin máy phát điện, tạo điện Một số loại máy phát điện gió: 1.1 Thảo luận với bạn để nêu nguyên nhân gây gió chuyển hịa lượng gió thành loại lượng khác Nguyên nhân gây gió Năng lượng gió chuyển thành 1.2 Thảo luận với bạn để xây dựng mơ hình máy phát điện gió với u cầu - Tạo điện để tháp sáng đèn LED nguồn gió quạt tạo nên - Đảm bảo máy phát điện không bị đổ đặt nơi có gió to vừa phải Thiết kế mơ hình máy phát điện gió Bước 1: Cả nhóm thảo luận thống thiết kế mơ hình máy phát điện gió Bản vẽ, kích thước Mơ tả thiết kế máy phát điện gió Bước 2: Trình bày thiết kế vẽ để nhóm thống chế tạo Chế tạo máy phát điện gió Cả nhóm chế tạo máy phát điện gió theo thiết kế thống chế tạo theo gợi ý (các chi tiết xem phụ lục, trang 41) - Tạo trụ cánh cánh quạt - Tạo puly cho máy phát - Tạo thân máy phát - Hoàn thiện máy phát Vận hành máy phát điện gió Bước 1: Chuẩn bị quạt điện có chức thay đổi tốc độ gió để làm nguồn gió cho máy phát Lưu ý Chỉ cần quạt nhỏ, tạo gió nhiều nấc khơng q mạnh thổi bay máy phát Bước 2: Kết nối cảm biến hiệu điện vào cổng tín hiệu chuyển đổi CoachLabII, cắm hai đầu đo cảm biến hiệu điện với hai đầu dây đo tương ứng máy phát điện gió (Xem hình 7) Bước 3: Kết nối máy tính với thiết bị chuyển đổi CoachLabII qua cổng USB, cấp nguồn cho chuyển đổi CoachLabII, sau mở phần mềm Coach máy tính (xem hình 8) Bước 4: Kích vào nút cơng cụ để mở tệp "Phát điện gió.cma7" * Vơn (kí hiệu V) đơn vị dùng để đặc trưng cho độ lớn nguồn điện, nguồn điện lớn số vơn lớn Bước 5: Bật quạt mức có tốc độ gió nhỏ nhất, sau tăng tốc độ gió lên mức vừa, đọc số vôn đo mức độ gió điền vào Bảng 2: Bảng Mức độ gió Số vơn đo Lưu ý Khi quạt tốc độ gió lớn mà máy phát điện khơng hoạt động cần điều chỉnh hướng, góc cánh, khoảng cách, Bước 6: Lựa chọn tốc độ gió để có số vơn khoảng 2,5V đến 2,9V Chú ý: Có thể lắp nhiều đèn LED với để tăng độ sáng, đèn LED bị nhấp nháy chọn đèn LED có số vơn nhỏ Báo cáo sản phẩm Bước 1: Cả nhóm thống nội dung trình bày, báo cáo Gợi ý: - Trình bày cách chế tạo vận hành máy phát điện gió - Trình bày cách thực đo số vôn ứng với tốc độ quạt - Trình bày cách tạo điện máy phát - Trình bày khó khăn gặp phải q trình thực Bước 2: Nhóm cử bạn trình bày trước nhóm, nhóm đặt câu hỏi góp ý Gợi ý: - Máy phát điện gió hoạt động nào? - Tại máy phát điện gió lại quay óc gió từ quạt điện thổi vào? Mở rộng Bước 1: Bố trí, lắp đặt hình Bước 2: Tìm hiểu câu lệnh lập trình tệp "Phát điện gió.cma7" Câu lệnh Giải thích Repeat Lệnh lặp If (Voltage(1) < 1.5) or (Voltage(1) Nếu số vôn nhỏ 1,5V lớn > 3) Then 3V Cơng tắc B đóng để chuyển sang Switch (B;On) nguồn phụ Đặt điện áp nguồn A mức SetLevel(1;1) độ Switch (A;On) Bật nguồn phụ A Trường hợp khác đến số vôn Else khoảng 1,5V đến 3V Câu lệnh Giải thích Cơng tắc B mở, sử dụng nguồn Switch (B;Off) điện cánh quạt quay tạo Switch (A;Off) Ngắt nguồn phụ A Endlf Kết thúc câu lệnh Until [Esc] Nhấn [Esc] để thoát chương trình Hướng dẫn kết nối: Cắm hai đầu dây đỏ dây xanh nguồn dự phòng A vào hai đầu tín hiệu A1 A2 Cắm hai đầu dây B điều khiển công tắc chuyển mạch vào hai đầu B1 B2 thiết bị chuyển đổi CoachLabII Bước 3: Sau kết nối xong, nhấn vào núi công cụ cửa sổ chương trình để vận hành kiểm tra đèn có sáng trường hợp: khơng có gió, gió nhỏ gió q to hay khơng Chủ đề 4: CHUỒNG NUÔI THÔNG MINH Mục tiêu - Nêu số đặc điểm thú cưng, vật nuôi nhà mà em yêu thích - Thiết kế, chế tạo chuồng ni phù hợp cho vật ni Xác định nhiệm vụ cần tìm tịi khám phá Tìm hiểu thú cưng, vật nuôi nước ta Thú cưng, vật nuôi động vật nuôi để làm cảnh, người ni nâng niu, chăm sóc Vật ni khơng loài thú nhỏ chuột hamster, thỏ, chó, mèo, mà cịn lợn, gà nhiều loài động vật khác Nhiều nghiên cứu cho thấy việc giúp người cảm thấy vui nên kéo dài tuổi thọ, ngồi vật ni giúp ích nhiều việc cho chủ Một số loại vật ni phổ biến gia đình 1.1 Lựa chọn vật ni u thích Thảo luận nhóm điền số đặc điểm vật nuôi yêu thích mà em lựa chọn vào bảng 1.2 Xây dựng tiêu chí chuồng ni thơng minh Để vật ni khơng leo lên giường ngủ mang rận sang người; không vệ sinh tự quanh nhà để tránh gây ô nhiễm nguy hiểm cho người xung quanh em cần phải có chuồng nuôi cho chúng Giống nhà nhỏ cho vật ni, có thức ăn, nước uống tự động để tránh lãng phí thức ăn thừa Đáy chường có khay chứa phân thức ăn rơi vãi để thuận tiện cho việc vệ sinh chuồng Thảo luận nhóm, thống tiêu chí xây dựng chuồng ni thơng minh Nhóm xây dựng chuồng ni thơng minh đảm bảo u cầu sau: - Có kích thước tối thiểu dài 30cm, rộng 20cm, cao 30cm (phù hợp với kích thước vật ni) - Có cửa đóng/mở - Có bình thức ăn nước uống nối với động để cung cấp tự động cho vật ni - Có khay chứa phân đáy chuồng Xây dựng phương án thiết kế chuồng nuôi thông minh Bước 1: Cả nhóm thống thiết kế vẽ mơ hình chuồng ni thơng minh Lưu ý Kích thước chuồng phải đủ lớn để bạn làm vật ni sinh hoạt chuồng Mơ tả đặc điểm kích thước chuồng Bản vẽ chuồng kích thước chiều dài, chiều rộng, chiều cao Bước 2: Trình bày hoạt động chuồng ni thiết kế, thống chức phận chuồng Chế tạo chuồng nuôi thông minh Các em chế tạo chuồng nuôi thông minh theo phương án thống theo hướng dẫn gợi ý đây: Thành phần chính: Khung chuồng ni hình chữ nhật; Cửa nằm mặt chuồng; Đế khay trượt; Hộp đựng thức ăn; Động băng chuyền thức ăn; Chai nước máng uống nước * Chế tao chuồng ni Xây dựng khung Bước Tạo mặt chuồng: - Cắt lưới diện tích mặt chuồng, có mép ngồi để gài vào làm khung chuồng - Cắt gỗ mẫu bên làm mặt chuồng - Dùng dây thép nhỏ cố định hai phận với tạo mặt chuồng Bước 2: Tạo mặt bao quanh có hai cửa - Cắt lưới có chiều rộng chiều cao chuồng, chiều dài tổng chiều dài mặt chuồng gấp vng lại theo góc - Tạo cửa chuồng: Đo cắt lưới gỗ làm khung cửa chuồng Dùng keo dán gỗ, dây thép đinh nhỏ lắp ghép thành cửa chuồng Bước 3: Tạo đáy chuồng Đo cắt khung chuồng, tạo phận hình 10 Cố định chặt khung chuồng keo dán gỗ dây thép đinh nhỏ Lắp ráp phần để tạo chuồng Kết nối thiết bị chạy thử mơ hình Bước 1: Kết nối thiết bị chuyển đổi CoachLabII với nguồn điện 220V với máy tính qua cổng USB (Xem Hình 12) Bước 2: Kết nối cụm động (mô-tơ) với cổng A thiết bị chuyển đổi CoachLabII (dây đỏ cắm vào đầu A1, dây đen cắm vào đầu A2) Bước 3: Kích đúp vào biểu tượng phần mềm Coach máy tính, kích vào nút mở để mở tệp "Chuồng nuôi thú cưng.cma7" máy tính, sau kích vào nút cơng cụ cửa sổ chương trình để vận hành thử Câu lệnh Ý nghĩa Hướng dẫn điều chỉnh Coach Lặp lại hành động Repeat Lệnh bắt buộc theo lịch Wait(10) Mô-tơ nghỉ 10 giây Motor(A;Left) Wait(5) Mô-tơ quay từ phải sang trái giây Motor (A;Stoplt) Mô-tơ ngừng quay Hẹn để sau 10 giây, hệ thống băng tải thức ăn bắt đầu hoạt động Có thể điều chỉnh quay phải tăng giảm thời gian mơ-tơ quay Có thể điều chỉnh quay dừng Có thể viết thêm câu lệnh Until[Esc] Thốt Mơ tả chế hoạt động cho vật nuôi ăn: Đến ăn, mô-tơ quay làm cho băng chuyển chuyển động, đồng thời nam châm điện làm mở hộp thức ăn, lúc thức ăn rơi băng chuyền, băng chuyền chạy giây đưa thức ăn từ đầu chuồng đến cuối chuồng để đảm bảo thức ăn cung cấp cho tất vật nuôi Mô-tơ dừng quay 10 giây để nghỉ Hết 10 giây, trình lại lặp lại lúc ban đầu Bước 4: Điều chỉnh mơ hình đảm bảo Mơ-tơ chạy vào đều, thức ăn không bị rơi Mô-tơ chạy ổn định, gom thức ăn thừa Khi thay đổi thời gian, mơ-tơ chạy vào mơ-tơ chạy mơ hình hoạt động theo điều chỉnh Trình bày báo cáo kết Bước 1: Cả nhóm thống nội dung trình bày Gợi ý: - Nêu lí nhóm em chọn vật ni - Trình bày thiết kế cách tạo chuồng nuôi thông minh - Trình bày cách kết nối với thiết bị chuyển đổi - Mô tả thời gian hoạt động theo điều khiển nhóm - Biểu diễn hoạt động sản phẩm Bước 2: Phân công thành viên báo cáo Gợi ý: - Nhóm cử bạn trình bày trước nhóm, nhóm góp ý - Cả nhóm đặt câu hỏi cho bạn tập trả lời như: Vì lại chọn vật ni đó? Chuồng ni nhóm em tạo có điểm độc đáo, đặc biệt, thơng minh? Nhóm em tính tồn thay đổi cho vật nuôi ăn nào? Mang chuồng nuôi nhà chạy thử nghiệm Mở rộng Đưa ý tưởng thiết kế chuồng cho vật nuôi khác gia đình  ... mơ hình máy phát điện gió với yêu cầu - Tạo điện để tháp sáng đèn LED nguồn gió quạt tạo nên - Đảm bảo máy phát điện không bị đổ đặt nơi có gió to vừa phải Thiết kế mơ hình máy phát điện gió Bước... ý: - Máy phát điện gió hoạt động nào? - Tại máy phát điện gió lại quay óc gió từ quạt điện thổi vào? Mở rộng Bước 1: Bố trí, lắp đặt hình Bước 2: Tìm hiểu câu lệnh lập trình tệp "Phát điện gió. cma7"... chế tạo máy phát điện gió theo thiết kế thống chế tạo theo gợi ý (các chi tiết xem phụ lục, trang 41) - Tạo trụ cánh cánh quạt - Tạo puly cho máy phát - Tạo thân máy phát - Hoàn thiện máy phát Vận