Đang tải... (xem toàn văn)
Để nghiên cứu và giải quyết được tình huống trên em thấy có thể vận dụng nhiều kiến thức các môn học trong nhà trường để giải quyết tunh huống. Cụ thể em đã vận dụng các kiến thức thuộc các môn: Môn Vật lí: + Quang điện trở + Các hiện tượng dính ướt và không dính ướt Môn công nghệ: + Các linh kiện: điện trở, tụ điện, tranzito… + Mạch nguồn 1 chiều Môn hóa học: + Hiện tượng ăn mòn kim loại Các kiến thức môn tin học + Tum kiếm thông tin trrn mạng internet + Sử dụng các phần mềm tin học Các kiến thức môn địa lí + Thời gian ngày và đrm giữa các thời điểm khác nhau trong năm. 4. GIẢI PHÈP GIẢI QUYẾT TÌNH HUỐNG 4.1 Tình hình thực tế: Một số ví trí như đèn an ninh, đèn đường,…chỉ có nhu cầu bật khi trời tối và khi trời sáng thu tự động tắt. Quá trình này được lặp đi lặp lại theo quy luật. 4.2 Giải pháp giải quyết: Nếu ta có thể chế tạo thiết bị tự động thực hiện công việc bật tắt đèn theo ánh sáng môi trường thu sẽ giúp tiết kiệm thời gian chiếu sáng, tiết kiệm điện, đồng thời tiện lợi cho người dùng. Giải pháp đó chính là công tắc quang điện giúp chúng ta điều khiển khi trời tối thu đèn sáng, khi trời sáng thu đèn tắt. Dựa trên những kiến thức đã học em sẽ tum hiểu nguyên lý hoạt động và cách tự làm mạch điện bật tắt đèn dựa vào ánh sáng. Qua đky em sẽ vận dụng được những kiến thức trong sách vở vào thực tế cuộc sống. 5. Thuyết minh tiến trunh giải quyết tình huống Theo môn Địa lí, thời gian ngày và đêm là không giống nhau tại các thời điểm khác nhau trong năm.
PHIẾU THÔNG TIN VỀ HỌC SINH DỰ THI TÊN TÌNH HUỐNG: VẬN DỤNG KIẾN THỨC LIÊN MƠN TÌM HIỂU NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ CÈCH TỰ CHẾ TẠO "CÔNG TẮC QUANG ĐIỆN" MỤC TIÊU GIẢI QUYẾT TÌNH HUỐNG: - Vận dụng kiến thức học m{n Vật lí, Hóa học, C{ng nghệ, Địa lí để tum hiểu nguyrn lý làm việc cách tự chế tạo "c{ng tắc quang điện" - Tự làm sản phẩm cho gia đunh, đồng thời có thay đổi để ph hợp với mục đích sử dụng thkn TỔNG QUAN VỀ CÈC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN VIỆC GIẢI QUYẾT TÌNH HUỐNG Để nghirn cứu giải tunh trrn em thấy vận dụng nhiều kiến thức m{n học nhà trường để giải tunh Cụ thể em vận dụng kiến thức thuộc m{n: * Môn Vật lí: + Quang điện trở + Các tượng dính ướt kh{ng dính ướt * Mơn cơng nghệ: + Các linh kiện: điện trở, tụ điện, tranzito… + Mạch nguồn chiều * Mơn hóa học: + Hiện tượng ăn mòn kim loại * Các kiến thức mơn tin học + Tum kiếm th{ng tin trrn mạng internet + Sử dụng phần mềm tin học * Các kiến thức mơn địa lí + Thời gian ngày đrm thời điểm khác năm GIẢI PHÈP GIẢI QUYẾT TÌNH HUỐNG 4.1 Tunh hunh thực tế: Một số ví trí đèn an ninh, đèn đường,…chỉ có nhu cầu bật trời tối trời sáng thu tự động tắt Quá trunh lặp lặp lại theo quy luật 4.2 Giải pháp giải quyết: - Nếu ta chế tạo thiết bị tự động thực c{ng việc bật tắt đèn theo ánh sáng m{i trường thu giúp tiết kiệm thời gian chiếu sáng, tiết kiệm điện, đồng thời tiện lợi cho người d ng Giải pháp c{ng tắc quang điện giúp điều khiển trời tối thu đèn sáng, trời sáng thu đèn tắt - Dựa trrn kiến thức học em tum hiểu nguyrn lý hoạt động cách tự làm mạch điện bật tắt đèn dựa vào ánh sáng Qua đky em vận dụng kiến thức sách vào thực tế sống 5 Thuyết minh tiến trunh giải tunh - Theo m{n Địa lí, thời gian ngày đrm kh{ng giống thời điểm khác năm Đó ảnh hưởng độ nghirng 23,50 trục trái đất so với mặt phẳng quỹ đạo quay xung quanh mặt trời (Hunh 1) Vì sử dụng đồng hồ để điều khiển đèn bật tắt theo khơng phù hợp Ví dụ: Ngày mùa hè dài ngày mùa đơng Mùa hè trời đến 19h tối, mùa đơng 17h tối Hunh Hunh ảnh trục trái đất bị nghirng so với mặt phẳng quỹ đạo - Vậy để bật tắt đèn xác ta cần thiết bị cảm nhận thay đổi ánh sáng m{i trường Trong m{n Vật lí em học thiết bị vậy, quang điện trở (Hunh 2) Khi cường độ ánh sáng thay đổi thu giá trị điện trở quang trở thay đổi Như dựa vào giá trị điện trở quang trở ta đánh giá cường độ ánh sáng - Khi đánh giá ánh sáng m{i trường, ta cần mạch điện dựa trrn giá trị điện trở quang điện trở để bật tắt c{ng tắc Ứng dụng mạch điện tử sử dụng transistor học m{n C{ng nghệ lớp 12 ta giải vấn đề - Trong mạch điện này, ta sử dụng quang điện trở để phkn cực cho transisor Khi giá trị điện trở quang điện trở thay đổi, định transistor có phkn cực hay kh{ng, có dòng điện qua transistor hay kh{ng Từ ta sử dụng role để điều khiển bật tắt đèn thiết bị khác Hunh Quang điện trở Hunh Transistor Darlington - Kết hợp với mạch nguồn chiều học m{n C{ng nghệ lớp 12 tum hiểu trrn mạng internet để có sơ đồ mạch điện dự kiến Nguyên lê hoạt động: + IN1 IN2 hai chkn cấp nguồn xoay chiều 220V Qua máy biến áp, diode cầu tụ điện để biến thành nguồn điện chiều 12V Tiếp tục qua IC 7805 để đưa điện áp 5V sử dụng cho mạch điều khiển + Quang trở sử dụng làm trở phkn áp cho transistor Q1 + Khi Hunh Sơ đồ mạch dự kiến chiếu sáng, điện trở quang trở xuống thấp, Q1 phkn áp nrn Q1 mở Q1 mở làm Q2 kh{ng phkn áp Q2 đóng, kh{ng có dòng điện qua Role làm cấp điện cho chkn OS1 Đèn nối vào hai chkn OT1 OT2 tắt Đèn nối vào hai chkn OS1 OS2 sáng + Khi kh{ng chiếu sáng, điện trở quang trở lớn, Q1 kh{ng phkn áp nrn Q1 đóng Q1 đóng làm Q2 phkn áp Q2 mở, có dòng điện qua Role làm Role đóng cấp điện cho chkn OT1 Đèn nối vào hai chkn OT1 OT2 sáng Đèn nối vào hai chkn OS1 OS2 tắt + Hai đèn nối vào (OT1, OT2) (OS1, OS2) đèn sử dụng hiệu điện xoay chiều 220V lấy từ nguồn IN1 IN2 + Hai tụ C5 C7 có tác dụng giữ cho trạng thái Role ổn định vài giky Tránh tunh trạng điều kiện ánh sáng thay đổi đột ngột làm Role đóng ngắt lirn tục gky hỏng, cháy thiết bị điện - Khi có sơ mạch điện dự kiến, để tránh thất bại tốn làm mạch thực tế em thiết kế chạy thử phần mềm m{ trrn máy vi tính Hunh Sơ đồ mạch chạy thử m{ - Khi mạch điện m{ chạy theo ý muốn, để làm mạch điện nhỏ gọn, an toàn, nrn ta sử dụng mạch in - Để làm mạch in, em thiết kế trrn máy vi tính sơ đồ mạch in: Hunh Sơ đồ mạch in - Thiết kế bố trí linh kiện trrn mạch máy vi tính cho hợp lí Hunh Hunh vẽ dự kiến bố trí linh kiện - Để làm mạch in em sử dụng phíp đồng thủy tinh Là miếng sợi thủy tinh phủ lớp đồng mỏng Hunh Phíp đồng - Nhưng cku hỏi đặt để loại bỏ phần đồng kh{ng mong muốn, giữ lại phần đồng mong muốn để tạo thành đường dky dẫn điện? Ở đky em sử dụng kiến thức m{n Hóa học việc cho đồng vào Axit thu có phản ứng ăn mòn đồng Vu e tiến hành phủ mạch mực in, để che phần không muốn bị ăn mòn Hunh Phip đồng phủ mực in phần kh{ng muốn bị ăn mòn - Sau cho miếng phip đồng vào dung dịch axit H 2SO4 H2O2 lắc để phản ứng diễn nhanh (Chú ê an tojn thao tác với axit) Phương trunh phản ứng: Cu H SO H O CuSO 2H O 2 Do muối CuSO4 chất điện phkn nrn phkn li dung dịch:CuSO Cu SO 2 4 Hunh 10 Cho miếng phip đồng vào dung dịch Axit Sau khoảng vài phút dung dịch chuyển sang màu xanh ion Cu2+: Hunh 11 Dung dịch chuyển màu xanh Và phần diện tích đồng tiếp xúc với dung dịch bị ăn mòn hết ta thu kết quả: Hunh 12 Phip đồng sau bị ăn mòn - D ng dung dịch axeton (xăng thơm) để làm mực in ta có thành quả: Hunh 13 Phip đồng sau làm mực in - Tiến hành lắp linh kiện vào mạch hàn thiếc Hunh 14 Hàn thiếc vào chkn linh kiện Nhưng thiếc lại bám vjo phần mạch có đồng? Sao thiếc khơng bám vjo phần không chứa đồng? - Để trả lời cku hỏi này, ta sử dụng kiến thức m{n Vật lí tượng dính ướt kh{ng dính ướt học Vật lí lớp 10 Ở đky người ta lợi dụng tính chất thiếc lỏng dính ướt với đồng kh{ng dính ướt với phần phip sợi thủy tinh Do phần thiếc bám vị trí có chứa đồng - Kết sản phẩm sau hoàn thiện: Hunh 15 Sản phẩm hoàn thiện Ý nghĩa việc giải tunh - Việc tum hiểu nguyrn lý hoạt động cách chế tạo mạch điện trrn giúp em vận dụng kiến thức m{n học vào thực tế sống - Em tự munh chế tạo mạch điện để sử dụng gia đunh, đặt vào vị trí bóng trang trí cổng nhà, đồng thời bóng an ninh trời tối - Mạch điện bật tắt đèn t y theo cường độ sáng cài đặt cách xoay biến trở đến vị trí mong muốn - Mạch điện giúp tiết kiệm điện nhiều so với việc phải có người bật tắt hàng ngày Đồng thời tính xác tự động hóa cao, trường hợp người làm muộn kh{ng có tr{ng nhà tự động bật đèn để bảo vệ an ninh - Sau hồn thiện mạch điện em có thrm nhiều kiến thức mạch điện tử, linh kiện điện tử thực tế Em cảm thấy hứng thú sau lắp đặt thấy mạch hoạt động ý muốn, thời gian tới em tiếp tục nghirn cứu thrm mạch điện ứng dụng cho sống ngày ... hàn thi c Hunh 14 Hàn thi c vào chkn linh kiện Nhưng thi c lại bám vjo phần mạch có đồng? Sao thi c khơng bám vjo phần không chứa đồng? - Để trả lời cku hỏi này, ta sử dụng kiến thức m{n Vật. .. cần thi t bị cảm nhận thay đổi ánh sáng m{i trường Trong m{n Vật lí em học thi t bị vậy, quang điện trở (Hunh 2) Khi cường độ ánh sáng thay đổi thu giá trị điện trở quang trở thay đổi Như dựa... học Vật lí lớp 10 Ở đky người ta lợi dụng tính chất thi c lỏng dính ướt với đồng kh{ng dính ướt với phần phip sợi thủy tinh Do phần thi c bám vị trí có chứa đồng - Kết sản phẩm sau hoàn thi n: