傳感器與傳感電路技術(shù)教案（項(xiàng)目3 氣敏傳感器應(yīng)用電路設(shè)計(jì)）

教案課程名稱傳感器與傳感電路技術(shù)任課教師課程類型□A理論eq\o\ac(□,√)B理實(shí)一體化□C實(shí)踐適用專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)本次課標(biāo)題項(xiàng)目3氣敏傳感器應(yīng)用電路設(shè)計(jì)任務(wù)3.1氣體傳感器典型應(yīng)用電路分析1.酒精測試儀電路（1）半導(dǎo)體氣體傳感器（2）LM3914集成電平顯示芯片2.空氣質(zhì)量監(jiān)測電路授課學(xué)時2授課班級上課時間第周周第節(jié)上課地點(diǎn)第周周第節(jié)第周周第節(jié)本次課教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)K1:能描述氣敏傳感器的結(jié)構(gòu)及特性M1K2:能描述LM3914集成電平顯示芯片的引腳功能及工作原理M1K3:能分析酒精測試儀、空氣質(zhì)量監(jiān)測電路的結(jié)構(gòu)，描述其原理M2K4:提升質(zhì)量意識，涵養(yǎng)遵規(guī)守法、敬畏生命意識M9教學(xué)重點(diǎn)氣敏傳感器特性LM3914結(jié)構(gòu)及原理教學(xué)難點(diǎn)LM3914結(jié)構(gòu)及原理教學(xué)方法手段1.教學(xué)方法：講授、討論、問題引導(dǎo)2.教學(xué)手段：多媒體、在線課程、仿真教學(xué)資源相關(guān)平臺在線課程配套資源一、教學(xué)基本情況

二、教學(xué)實(shí)施過程教學(xué)環(huán)節(jié)（時長）教學(xué)內(nèi)容方法手段教師活動學(xué)生活動對應(yīng)教學(xué)目標(biāo)課前1.預(yù)學(xué)氣體傳感器知識2.預(yù)學(xué)LM3914結(jié)構(gòu)及特性任務(wù)驅(qū)動線上學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)活動推送資源參與活動K1K2課中導(dǎo)入（5min）酒精測試儀電路案例案例演示設(shè)計(jì)主題組織討論思考問題參與討論K1K2論證新知（70min）1.氣體傳感器認(rèn)知（1）TGS-813型氣體傳感器①引腳：6個引腳，1（3）-4（6）為氣敏元件，2-5為加熱器②特性：濃度高電阻值?、墼恚貉趸€原反應(yīng)改變半導(dǎo)體表面載流子數(shù)量④使用：1-3腳短接與2腳同接電源正極；5腳接地，與短接的4-6腳間接負(fù)載電阻作為輸出端（2）MQ-3型氣體傳感器①結(jié)構(gòu)：同TGS-813A-B為氣敏電阻，H-H為加熱器B-H（地）為輸出端②特性：負(fù)濃度系數(shù)，對酒精氣體敏感（3）MQ-3型氣體傳感模塊4個腳：電源、地、數(shù)字量輸出、模擬量輸出問題牽引線上線下混合設(shè)計(jì)問題組織活動（提問、討論等）解惑釋疑反饋評價(jià)思考問題參與活動K12.LM3914認(rèn)知（1）引腳雙列直插18個引腳引腳1、18~10：低電平輸出驅(qū)動LED引腳3、2：電源正、負(fù)極引腳6、4：URH正負(fù)極。引腳7、8：內(nèi)部1.25V標(biāo)準(zhǔn)電源正負(fù)極引腳9：顯示模式，接11腳為點(diǎn)狀顯示，接3腳為條狀顯示。引腳5：模擬電壓信號輸入端問題牽引分析討論仿真講解演示案例設(shè)計(jì)問題組織活動解惑釋疑思考問題參與活動記錄要點(diǎn)K2（2）內(nèi)部電路10個分壓電阻，分壓URH10個電壓比較器同相輸入電壓為(1/10~1)URH10個電壓比較器的反相輸入端接收由引腳5輸入的氣體檢測信號（3）功能條狀顯示，輸入電壓超過i10URH時，VD問題牽引分析推導(dǎo)仿真演示提問測驗(yàn)要點(diǎn)講解觀看K23.酒精測試儀電路分析（1）分析電路結(jié)構(gòu)，填寫表3-1（2）分析電路原理，回答問題1~問題6任務(wù)驅(qū)動問題牽引設(shè)計(jì)問題組織活動釋疑解惑反饋評價(jià)回答問題參加活動排疑解惑K3鞏固提升（10min）隨堂測驗(yàn)或課后練習(xí)線上線下混合設(shè)計(jì)活動推送活動參與活動排疑解惑K1K2K3課程思政（5min）酒精測試儀應(yīng)用的意義知識嵌入闡述意義啟發(fā)思考提升質(zhì)量意識，涵養(yǎng)遵規(guī)守法、敬畏生命意識K4課后空氣質(zhì)量監(jiān)測電路分析（1）分析電路結(jié)構(gòu)，填寫表3-2（2）分析電路原理，回答問題1~問題3任務(wù)驅(qū)動問題牽引設(shè)計(jì)測試推送活動線上互動完成任務(wù)線上互動K1K2K3K4三、教學(xué)反思1.本次課教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度：2.學(xué)生課堂學(xué)習(xí)表現(xiàn)情況：3.教學(xué)內(nèi)容評價(jià)：4.教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方法評價(jià)：5.教學(xué)資源使用情況：6.其他：（可續(xù)頁）教案課程名稱傳感器與傳感電路技術(shù)任課教師課程類型□A理論eq\o\ac(□,√)B理實(shí)一體化□C實(shí)踐適用專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)本次課標(biāo)題項(xiàng)目3氣敏傳感器應(yīng)用電路設(shè)計(jì)任務(wù)3.2聲光警示酒精測試儀設(shè)計(jì)與制作子任務(wù)1聲光警示酒精測試儀仿真設(shè)計(jì)授課學(xué)時2授課班級上課時間第周周第節(jié)上課地點(diǎn)第周周第節(jié)第周周第節(jié)本次課教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)K1:能進(jìn)行酒精測試儀電路的仿真電路設(shè)計(jì)M4K2:會進(jìn)行酒精測試儀電路的仿真調(diào)試M4K3:提升質(zhì)量意識，涵養(yǎng)精益求精的工匠精神M9教學(xué)重點(diǎn)聲光警示酒精測試儀的仿真設(shè)計(jì)與調(diào)試教學(xué)難點(diǎn)聲光警示酒精測試儀的仿真設(shè)計(jì)與調(diào)試教學(xué)方法手段1.教學(xué)方法：講授、討論、問題引導(dǎo)2.教學(xué)手段：多媒體、在線課程、仿真教學(xué)資源相關(guān)平臺在線課程配套資源一、教學(xué)基本情況

二、教學(xué)實(shí)施過程教學(xué)環(huán)節(jié)（時長）教學(xué)內(nèi)容方法手段教師活動學(xué)生活動對應(yīng)教學(xué)目標(biāo)課前歸納氣體傳感器、LM3914知識，達(dá)到熟悉功能、知曉原理，能正確使用任務(wù)驅(qū)動線上學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)活動推送資源參與活動K1K2課中導(dǎo)入（5min）酒精測試儀電路仿真案例示范講解演示講解提出問題觀摩聆聽記錄要點(diǎn)K1K2論證新知（70min）1.酒精測試儀電路仿真設(shè)計(jì)（1）功能要求在Proteus中設(shè)計(jì)一個聲光警示酒精測試儀電路，功能：①當(dāng)與酒精氣體濃度對應(yīng)的輸入電壓值按1/10基準(zhǔn)電壓倍增時，測試儀顯示逐條遞增。②當(dāng)與酒精氣體濃度對應(yīng)的輸入電壓值達(dá)到3V及以上時，蜂鳴器報(bào)警。（2）質(zhì)量要求①電路結(jié)構(gòu)正確。②器件參數(shù)正確。③電路功能正常。④布局合理及美觀性。（3）實(shí)施步驟①器件選型氣體傳感器用電位器替代信號處理器用LM3914執(zhí)行器件用LED光柱（LED-BARGRAPH）；聲音報(bào)警用有源蜂鳴器BUZZER②電路連接建議采用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號法③參數(shù)設(shè)置。蜂鳴器電壓0.5V，其他按電路圖。2.酒精測試儀電路仿真調(diào)試調(diào)整電位器，觀察LED光柱及蜂鳴器的狀態(tài)：如LED光柱按照1/10URH遞增逐級點(diǎn)亮，且點(diǎn)亮6條時蜂鳴器鳴響，電路功能正常。否則，需檢查電路連接及參數(shù)設(shè)置。任務(wù)驅(qū)動仿真設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)示范操作過程指導(dǎo)解惑釋疑反饋評價(jià)實(shí)施任務(wù)排疑解惑提交任務(wù)K1K2K3鞏固提升（10min）作業(yè)點(diǎn)評示范講解遴選作業(yè)點(diǎn)評推優(yōu)互學(xué)互鑒優(yōu)化完善K1K2K3課程思政（5min）任務(wù)質(zhì)量要求知識嵌入闡述意義啟發(fā)思考提升質(zhì)量意識，涵養(yǎng)精益求精的工匠精神K4課后在線作業(yè)：空氣質(zhì)量監(jiān)測電路仿真設(shè)計(jì)任務(wù)驅(qū)動設(shè)計(jì)作業(yè)推送活動線上互動完成任務(wù)線上互動K1K2K3三、教學(xué)反思1.本次課教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度：2.學(xué)生課堂學(xué)習(xí)表現(xiàn)情況：3.教學(xué)內(nèi)容評價(jià)：4.教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方法評價(jià)：5.教學(xué)資源使用情況：6.其他：（可續(xù)頁）教案課程名稱傳感器與傳感電路技術(shù)任課教師課程類型□A理論eq\o\ac(□,√)B理實(shí)一體化□C實(shí)踐適用專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)本次課標(biāo)題項(xiàng)目3氣敏傳感器應(yīng)用電路設(shè)計(jì)任務(wù)3.2聲光警示酒精測試儀設(shè)計(jì)與制作子任務(wù)2聲光警示酒精測試儀制作授課學(xué)時2授課班級上課時間第周周第節(jié)上課地點(diǎn)第周周第節(jié)第周周第節(jié)本次課教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)K1:能進(jìn)行酒精測試儀電路的電路制作M4K2:會進(jìn)行酒精測試儀電路的運(yùn)行調(diào)試M4K3:培養(yǎng)規(guī)范意識、安全意識，涵養(yǎng)精益求精的工匠精神M9教學(xué)重點(diǎn)聲光警示酒精測試儀的制作與調(diào)試教學(xué)難點(diǎn)聲光警示酒精測試儀的制作與調(diào)試教學(xué)方法手段1.教學(xué)方法：講授、討論、問題引導(dǎo)2.教學(xué)手段：多媒體、在線課程、實(shí)訓(xùn)器材教學(xué)資源相關(guān)平臺在線課程配套資源、傳感器實(shí)訓(xùn)室一、教學(xué)基本情況

二、教學(xué)實(shí)施過程教學(xué)環(huán)節(jié)（時長）教學(xué)內(nèi)容方法手段教師活動學(xué)生活動對應(yīng)教學(xué)目標(biāo)課前進(jìn)一步熟悉酒精測試儀的結(jié)構(gòu)及原理任務(wù)驅(qū)動線上學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)活動推送資源參與活動K1K2課中導(dǎo)入（5min）酒精測試儀電路制作案例示范講解演示講解提出問題觀摩聆聽記錄要點(diǎn)K1K2論證新知（70min）1.操作準(zhǔn)備（1）元件準(zhǔn)備①M(fèi)Q-3酒精氣體傳感模塊②LM3914芯片③LED光條④LM393電壓比較器⑤有源蜂鳴器（2）器材準(zhǔn)備①萬用板②焊接工具③指針或數(shù)字型萬用表④直流穩(wěn)壓電源⑤排針⑥D(zhuǎn)IP18插座⑦元器件檢測用面包板⑧導(dǎo)線2.操作步驟（1）作出連線圖。（2）檢測元器件。①M(fèi)Q-3傳感模塊：AO對地電壓小于0.3V。②LM3914芯片：5腳加3.3V電壓時10-18、1腳應(yīng)輸出低電平③LED光條：二極管專用擋，用紅黑表筆接觸兩極，LED點(diǎn)亮，且紅表筆為陽極。④電壓比較器LM393：通電狀態(tài)，3高2低時，1高；3低2高時1低。（3）電路制作與調(diào)試。按連線圖搭建或焊接電路，完成后用合適的容器裝少量的醫(yī)用酒精，靠近氣體傳感器，觀察LED及蜂鳴器狀態(tài)是否正常，如不正常，則檢查電路，繼續(xù)調(diào)試，直到正常。二二維碼：延伸閱讀3任務(wù)驅(qū)動實(shí)操訓(xùn)練設(shè)計(jì)任務(wù)示范操作過程指導(dǎo)解惑釋疑反饋評價(jià)實(shí)施任務(wù)排疑解惑提交任務(wù)K1K2K3鞏固提升（10min）作業(yè)點(diǎn)評示范講解遴選作業(yè)點(diǎn)評推優(yōu)互學(xué)互鑒優(yōu)化完善K1K2K3課程思政（5min）任務(wù)質(zhì)量要求活動滲透評價(jià)引領(lǐng)闡述意義啟發(fā)思考提升質(zhì)量意識，涵養(yǎng)精益求精的工匠精神K3課后在線測試-項(xiàng)目2單元測試任務(wù)驅(qū)動設(shè)計(jì)試卷推送活動線上互動完成任務(wù)線上互動K1K2K3三、教學(xué)反思1.本次課教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度：2.學(xué)生課堂學(xué)習(xí)表現(xiàn)情況：3.教學(xué)內(nèi)容評價(jià)：4.教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方法評價(jià)：5.教學(xué)資源使用情況：6.其他：（可續(xù)頁）教案課程名稱傳感器與傳感電路技術(shù)任課教師課程類型□A理論eq\o\ac(□,√)B理實(shí)一體化□C實(shí)踐適用專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)本次課標(biāo)題任務(wù)3.3基于實(shí)驗(yàn)平臺的空氣質(zhì)量監(jiān)測實(shí)驗(yàn)授課學(xué)時2授課班級上課時間第周周第節(jié)上課地點(diǎn)第周周第節(jié)第周周第節(jié)本次課教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)K1:能應(yīng)用NewLab傳感實(shí)驗(yàn)平臺完成空氣質(zhì)量監(jiān)測實(shí)驗(yàn)M4K2:培養(yǎng)遵守規(guī)程意識，涵養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神M9教學(xué)重點(diǎn)空氣質(zhì)量監(jiān)測實(shí)驗(yàn)的操作方法教學(xué)難點(diǎn)空氣質(zhì)量監(jiān)測的操作方法教學(xué)方法手段1.教學(xué)方法：講授、討論、問題引導(dǎo)2.教學(xué)手段：多媒體、實(shí)驗(yàn)設(shè)備教學(xué)資源NewLab傳感實(shí)驗(yàn)平臺一、教學(xué)基本情況

二、教學(xué)實(shí)施過程教學(xué)環(huán)節(jié)（時長）教學(xué)內(nèi)容方法手段教師活動學(xué)生活動對應(yīng)教學(xué)目標(biāo)課前利用教材預(yù)學(xué)“基于實(shí)驗(yàn)平臺的空氣質(zhì)量監(jiān)測電路實(shí)驗(yàn)”相關(guān)內(nèi)容任務(wù)驅(qū)動線上線下混合學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)活動推送活動參與活動K1課中導(dǎo)入（5min）空氣質(zhì)量監(jiān)測電路的功能回顧問題牽引案例示范設(shè)計(jì)問題組織活動案例演示思考問題參與活動觀摩演示K1論證新知（70min）1.實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)被測氣體濃度增大時，氣敏電阻阻值變小，高于電壓比較器2腳設(shè)定的基準(zhǔn)電壓，電壓比較器的1腳輸出高電平，發(fā)光二極管LED2導(dǎo)通發(fā)光。問題牽引演示講解實(shí)物演示設(shè)計(jì)問題組織活動（提問、討論等）觀看聆聽回答問題記錄要點(diǎn)K12.實(shí)驗(yàn)步驟（1）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備。①打開實(shí)驗(yàn)平臺軟件，導(dǎo)入空氣質(zhì)量實(shí)驗(yàn)包。②平臺通電并與電腦連接。（2）硬件裝接。①放置氣體傳感器模塊和繼電器模塊在插槽上。②放置風(fēng)扇在側(cè)架上；③裝接電路：傳感器模塊J7與繼電器模塊的J2連接。傳感器模塊的J2與繼電器模塊的J3連接。繼電器模塊的J9接LED燈的陽極，LED的陰極接地。繼電器模塊的J8口接電源正極。（3）啟動實(shí)驗(yàn)。 ①調(diào)整到自動模式，通電。②啟動上位機(jī)軟件平臺，選擇氣體傳感空氣質(zhì)量實(shí)驗(yàn)。③選擇硬件連接說明，上位機(jī)檢測硬件，如連線指示燈開始閃爍，連接正確。④選擇場景模擬實(shí)驗(yàn)，進(jìn)入工作界面。⑤設(shè)定閾值，在老師的指導(dǎo)下，靠近氣體傳感器進(jìn)氣口，點(diǎn)燃火機(jī)，觀察平臺上的風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)情況和模擬場景中的情況。示范講解實(shí)驗(yàn)觀察要點(diǎn)講解操