Các hoạt động nào sau đây có thể sử dụng cảm biến? Chỉ ra loại cảm biến có thể sử dụng.

a) Bật đèn khi cường độ sáng của không gian xung quanh đèn giảm đến một giá trị đã được cài đặt trước.

b) Mở cửa sau khi xác nhận người đang đứng trước cửa thuộc danh sách được vào nhà.

c) Thông báo sự xuất hiện cháy nổ, khói, rò rỉ ga trong nhà.

d) Thông báo sự xuất hiện của người lạ trong nhà.

e) Đóng mở cửa giếng trời.

f) Mở hệ thống tưới nước cho cây khi độ ẩm của đất giảm đến một giá trị đã được cài đặt trước.

Con người cảm nhận sự vật thông qua các giác quan. Tuy nhiên, có những vật chất mà chúng ta không thể nhận biết được bằng các giác quan. Vậy làm thế nào để biết được sự tồn tại của những dạng vật chất này?

Để phát thanh, người ta dùng máy tăng ăm, bộ loa và micro. Trong ba thiết bị đó, thiết bị nào được gọi là cảm biến? Tại sao?

2. Hãy kể tên một số thiết bị, vật dụng có sử dụng cảm biến mà em biết.

3. Hãy nêu sự khác nhau giữa cảm biến biến đổi trực tiếp và gián tiếp các dạng tín hiệu thành tín hiệu điện.

4. Hãy nêu ví dụ về ứng dụng của cảm biến trong một lĩnh vực khoa học hay cuộc sống mà em biết.

Từ Hình 7.6, hãy nhận xét về mức độ thay đổi điện trở của điện trở quang theo cường độ sáng.

Để tránh dòng điện quá lớn đi qua một thiết bị điện người ta mắc nối tiếp thiết bị điện này với một điện trở nhiệt. Theo em ta nên dùng điện trở nhiệt NTC hay PTC cho mục đích trên? Tại sao?

1. Tại sao điện trở quang và điện trở nhiệt lại có thể được sử dụng để làm cảm biến?

2. Phân biệt sự giống nhau và khác nhau giữa điện trở quang và điện trở nhiệt.

3. Từ đồ thị trong Hình 7.6 và Hình 7.9, em hãy cho biết điện trở quang và điện trở nhiệt NTC hoạt động trong vùng ánh sáng và nhiệt độ nào thì tốt?

Thực hiện dự án tìm hiểu về cảm biến theo các bước sau:

Bước 1: Xác định nhiệm vụ: Tìm hiểu về phân loại và nguyên tắc hoạt động của các loại cảm biến hiện nay.

Bước 2: Xác định hình thức báo cáo kết quả tìm hiểu được về các loại cảm biến, nguyên tắc hoạt động của cảm biến.

Bước 3: Xây dựng kế hoạch và thời gian thực hiện việc tìm hiểu về cảm biến và nguyên tắc hoạt động của chúng.

Bước 4: Thống nhất tiêu chí đánh giá dự án đảm bảo nêu được các cách phân loại cảm biến, nguyên tắc hoạt động của điện trở quang và điện trở nhiệt.

Bước 5: Thực hiện theo kế hoạch đã đề ra để hoàn thành sản phẩm trong đó, nếu ứng dụng của thiết bị cảm biến và nguyên tắc hoạt động của chúng.

Bước 6: Báo cáo và đánh giá dự án đã thực hiện. 

Nhà thông minh (Smart Home) là nhà được thiết kế để người dùng có thể kiểm soát các chức năng như bảo mật, nhiệt độ, ánh sáng,... nhờ các thiết bị được điều khiển tự động. Một trong các thiết bị đóng vai trò quan trọng để điều khiển tự động là các cảm biến. Vậy, cảm biến là gì và nguyên tắc hoạt động của chúng ra sao? Nếu tín hiệu từ cảm biến quá nhỏ, không đủ để hệ thống hoạt động thì phải xử lí như thế nào?

Vì sao cảm biến khoảng cách sử dụng sóng siêu âm có thể phát hiện được sản phẩm bị móp, méo hoặc nứt trên băng chuyền?

Trong nhà máy sản xuất nước giải khát có ga, để đảm bảo quy tắc an toàn, ta phải kiểm soát được nhiệt độ máy trong quá trình pha chế nguyên liệu, theo dõi lưu lượng và áp suất khí CO₂ do máy pha chế đồ uống tạo ra và mực nước giải khát được bơm vào trong chai. Hãy thảo luận nhóm để phân loại các cảm biến đo nhiệt độ, áp suất, lưu lượng và mức chất lỏng hay rắn trong bình chứa được sử dụng trong công nghiệp theo nguyên tắc hoạt động, phạm vi sử dụng và hiệu quả kinh tế.

Tìm hiểu sơ đồ và nguyên lí hoạt động của một mạch điện có cảm biến sử dụng điện trở phụ thuộc ánh sáng.

Tìm hiểu một ứng dụng cụ thể của từng loại điện trở nhiệt PTC và NTC.

Tìm hiểu và trình bày các mạch điện thông dụng có cảm biến sử dụng điện trở nhiệt.

Tìm hiểu và trình bày ứng dụng thực tiễn của một số loại cảm biến như: cảm biến nhiệt độ, cảm biến khói.

Ngày nay, các thiết bị điện tử, đặc biệt là các thiết bị cảm biến được dùng phố biến trong nhiều lĩnh vực.

Ở Hình 1.1, cảm biến nhiệt độ bên trong lồng ấp trứng gà sẽ giúp bộ xử lí điều khiến các thiết bị sưởi ấm và làm mát để giữ nhiệt độ ổn định phù hợp với việc ấp trứng. Lồng ấp trứng giống như một gà mẹ khổng lồ mà sau mỗi lần "ấp ủ" đã cho ra đời hàng trăm chú gà con, giúp nâng cao năng suất ấp trứng gà.

Các cảm biến đã hoạt động theo cách thức như thế nào mà làm được những công việc như vậy?

Nêu đặc tính cơ bản của phần tử cảm biến.

Lấy ví dụ về thiết bị cảm biến ở nhà của bạn

Lấy ví dụ để phân loại các bộ cảm biến theo nguyên tắc hoạt động, hiệu quả kinh tế.

Thực hành

1. Mục đích 

Tìm hiểu về cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bị cảm biến

2. Nhiệm vụ cần thực hiện

• Quan sát thiết bị.
• Chụp ảnh thiết bị.
• Thu thập thông tin từ người hướng dẫn về cấu trúc và nguyên tắc hoạt động của thiết bị đang tim hiểu.

3. Báo cáo kết quả

Ghi kết quả tìm hiểu vào Bảng như ví dụ sau:

Bảng kết quả tìm hiểu

Dự án tìm hiểu cảm biến và khuếch đại thuật toán

1. Thảo luận để trả lời các câu hỏi sau

• Có thể phân loại cảm biến theo nguyên tắc hoạt động, phạm vi sử dụng, hiệu quả kinh tế bằng những ví dụ cụ thể nào?
• Nguyên tắc hoạt động của điện trở phụ thuộc ánh sáng và của điện trở nhiệt là gì?
• Làm thế nào để chuyển điện trở phụ thuộc ánh sáng và điện trở nhiệt thành phần tử cảm biến trong các bộ cảm biến?
• Tính chất cơ bản của bộ khuếch đại thuật toán lí tưởng là gì?
• Thiết bị cảm biến được ứng dụng như thế nào?

2. Thảo luận, thống nhất nội dung cần tìm hiểu

3. Lập kế hoạch, thực hiện dự án của nhóm

Xác định các nhiệm vụ cần thực hiện để hoàn thành sản phẩm dự án phân chia nhiệm vụ cho các thành viên trong nhóm; xác định thời hạn hoàn thành phương tiện khảo xát, thu thập, xửlí thông tin và sản phẩm dự kiến

4. Thực hiện dự án, báo cáo và thảo luận

• Tiến hành tìm hiểu thử thập xử là thông tin theo kế hoạch và xây dựng sản phẩm trình bày trên lớp.
• Báo cáo về quá trình thực hiện và kết quả dự án tìm hiểu.