Giải Công Nghệ 8 trang 76

Phần lý thuyết tóm tắt

Mô đun cảm biến là mạch điện gồm cảm biến và các linh kiện phụ trợ. Nó giúp người dùng dễ dàng kết nối và sử dụng cảm biến trong các mạch điện điều khiển. Một số mô đun có thêm rơ le đóng vai trò như một công tắc điện tự động đóng – cắt mạch.

Ba loại mô đun cảm biến thông dụng:

• Cảm biến ánh sáng: biến đổi ánh sáng thành tín hiệu điều khiển → dùng cho hệ thống chiếu sáng tự động.
• Cảm biến độ ẩm: biến đổi độ ẩm môi trường thành tín hiệu điều khiển → dùng cho mạch tưới nước tự động.
• Cảm biến nhiệt độ: biến đổi nhiệt độ môi trường thành tín hiệu điều khiển → dùng cho mạch điều khiển nhiệt độ tự động.

---

KHÁM PHÁ (trang 76)

Câu 1

Đề bài: Quan sát Hình 15.3 và cho biết: Cảm biến sử dụng trong mỗi mô đun là loại gì?

Cách giải — Nhận dạng qua hình thù cảm biến

Ta dựa vào bộ phận cảm biến đặc trưng trên mỗi bo mạch để nhận ra loại cảm biến.

• Hình a) Có một quang trở (linh kiện tròn nhỏ, mặt có vân ngoằn ngoèo) → cảm biến ánh sáng.
• Hình b) Cũng có quang trở gắn rời nối vào bo mạch → cảm biến ánh sáng (loại có thêm rơ le).
• Hình c) Có đầu dò nhiệt nối bằng dây dài, kèm màn hình hiển thị số → cảm biến nhiệt độ.
• Hình d) Có đầu dò hình chữ U hai răng cắm xuống đất → cảm biến độ ẩm (độ ẩm đất).

Đáp án: - a) Cảm biến ánh sáng (quang trở) - b) Cảm biến ánh sáng (quang trở) - c) Cảm biến nhiệt độ - d) Cảm biến độ ẩm

💡 Mẹo nhớ: "Trở vân – ánh sáng, dò dài – nhiệt độ, hai răng – độ ẩm". Cứ nhìn bộ phận dò là đoán ra loại cảm biến.

---

Câu 2

Đề bài: Mô đun cảm biến nào có sử dụng rơ le?

Cách giải — Tìm khối rơ le trên bo mạch

Rơ le là một khối hộp màu xanh dương in dòng chữ kiểu "SRD-12VDC-SL-C", nằm khá to trên bo mạch. Ta tìm khối này ở từng hình.

• Hình a) Bo mạch nhỏ, không có khối hộp xanh → không dùng rơ le.
• Hình b) Có khối hộp xanh lớn → có dùng rơ le.
• Hình c) Có khối rơ le ở góc dưới bo mạch → có dùng rơ le.
• Hình d) Có khối hộp xanh in "SRD-12VDC-SL-C" → có dùng rơ le.

Đáp án: Các mô đun b, c, d có sử dụng rơ le. Riêng mô đun a không có rơ le.

💡 Mẹo nhớ: Thấy "hộp vuông xanh" trên bo mạch là biết có rơ le. Rơ le như cái công tắc tự bật – tắt.

---

LUYỆN TẬP (trang 77)

Câu hỏi luyện tập

Đề bài: Em hãy đề xuất lựa chọn loại mô đun cảm biến cho một mạch điện báo cháy tự động. Nêu vai trò của mô đun cảm biến trong mạch điện đó.

Cách giải — Suy luận từ dấu hiệu của đám cháy

Khi xảy ra cháy, dấu hiệu rõ nhất và đến sớm nhất là nhiệt độ tăng cao (ngoài ra còn có khói). Vì vậy ta cần một cảm biến "nhận ra" được sự thay đổi nhiệt độ này.

Bước 1: Xác định dấu hiệu cần phát hiện → nhiệt độ tăng đột ngột.

Bước 2: Chọn mô đun phù hợp → mô đun cảm biến nhiệt độ (có thể kết hợp thêm mô đun cảm biến khói nếu muốn nhạy hơn).

Bước 3: Nêu vai trò của mô đun cảm biến trong mạch:

• Liên tục đo nhiệt độ của môi trường xung quanh.
• Khi nhiệt độ vượt quá mức cho phép (ví dụ trên 60 °C), cảm biến biến nhiệt độ thành tín hiệu điều khiển.
• Tín hiệu này tác động vào rơ le, rơ le đóng mạch để bật chuông báo, đèn báo hoặc hệ thống chữa cháy tự động.

Đáp án: - Chọn mô đun cảm biến nhiệt độ cho mạch báo cháy tự động. - Vai trò: đo nhiệt độ môi trường, khi nhiệt độ tăng quá ngưỡng an toàn thì tạo tín hiệu điều khiển, qua rơ le bật còi/đèn báo cháy hoặc thiết bị chữa cháy → cảnh báo kịp thời, bảo vệ người và tài sản.

💡 Mẹo nhớ: "Cháy thì nóng – chọn cảm biến nhiệt." Đám cháy luôn làm nhiệt độ vọt lên, nên cảm biến nhiệt là lựa chọn hợp lý nhất.

---

VẬN DỤNG (trang 77)

Câu hỏi vận dụng

Đề bài: Hãy tìm hiểu và đề xuất ý tưởng thiết kế một hệ thống chiếu sáng thông minh trong gia đình em. Trong đó, xác định rõ:

• Loại mô đun cảm biến sẽ sử dụng.
• Vẽ sơ đồ kết nối các phần tử sử dụng để lắp đặt hệ thống trên.

Cách giải — Đề xuất ý tưởng và mô tả sơ đồ kết nối

Đây là bài thực hành mở, dưới đây là một ý tưởng mẫu để em tham khảo và phát triển theo nhà mình.

1. Ý tưởng hệ thống

Thiết kế hệ thống đèn ngoài sân (hoặc hành lang) tự động bật khi trời tối và tự tắt khi trời sáng. Như vậy không cần bật – tắt bằng tay, lại tiết kiệm điện.

2. Loại mô đun cảm biến sử dụng

Dùng mô đun cảm biến ánh sáng (loại có quang trở và rơ le, giống Hình 15.3b). Vì hệ thống cần "nhận biết" trời sáng hay tối, mà cảm biến ánh sáng đúng là dùng để biến ánh sáng thành tín hiệu điều khiển.

3. Các phần tử cần dùng

• Nguồn điện
• Mô đun cảm biến ánh sáng (có rơ le)
• Bóng đèn chiếu sáng
• Dây dẫn nối mạch

4. Sơ đồ kết nối (mô tả)

   Nguồn điện (+) ───┬──────────────► Chân nguồn (+) của mô đun cảm biến
                     │
                     └────────► Một đầu bóng đèn

   Đầu còn lại bóng đèn ───► Chân COM (chung) của rơ le

   Chân NO (thường mở) của rơ le ───► Nguồn điện (–)

   Nguồn điện (–) ──────────► Chân nguồn (–) của mô đun cảm biến

   Quang trở (cảm biến) ───► gắn trên mô đun, hướng ra ngoài để nhận ánh sáng

Cách hoạt động: quang trở nhận ánh sáng môi trường. Khi trời tối, cảm biến tạo tín hiệu, rơ le đóng (nối COM với NO) → mạch kín → đèn sáng. Khi trời sáng, rơ le mở → mạch hở → đèn tắt.

Đáp án (gợi ý): - Hệ thống: đèn sân/hành lang tự động bật khi tối, tắt khi sáng. - Mô đun cảm biến: cảm biến ánh sáng (có rơ le). - Sơ đồ kết nối: Nguồn → mô đun cảm biến ánh sáng → rơ le (đóng/cắt) → bóng đèn → về nguồn. Cảm biến điều khiển rơ le đóng – mở mạch đèn theo độ sáng môi trường.

💡 Mẹo nhớ: "Tối thì sáng đèn, sáng thì tắt đèn" – đó chính là nhiệm vụ của cảm biến ánh sáng trong chiếu sáng thông minh.

---

🎯 Ghi nhớ: - Mỗi loại cảm biến nhận một dấu hiệu riêng: ánh sáng – độ ẩm – nhiệt độ. - Rơ le là công tắc tự động, đóng – cắt mạch theo tín hiệu của cảm biến (thấy khối hộp xanh là biết có rơ le). - Chọn mô đun cảm biến theo dấu hiệu cần phát hiện: báo cháy → nhiệt độ; chiếu sáng tự động → ánh sáng; tưới cây tự động → độ ẩm.