Công nghệ 9 Chủ đề 2: Một số cảm biến thông dụng trong nông nghiệp
Giải Công nghệ 9 CTST chủ đề 2
Công nghệ 9 chủ đề 2: Một số cảm biến thông dụng trong nông nghiệp hướng dẫn trả lời các câu hỏi trong SGK Công nghệ 9 Chân trời sáng tạo, giúp các em học sinh nắm chắc bài học, luyện giải Công nghệ 9 hiệu quả.
Mở đầu trang 13 Công nghệ 9:
Quan sát Hình 2.1 và cho biết tên gọi, công dụng của những cảm biến này trong nông nghiệp.
Trả lời:
Tên gọi, công dụng của các cảm biến trong nông nghiệp:
STT | Tên | Công dụng |
1 | Cảm biến độ ẩm đất | Đo độ ẩm của đất và gửi tín hiệu đến hệ thống tưới để điều chỉnh lượng nước tưới phù hợp. |
2 | Cảm biến nhiệt độ | Đo nhiệt độ môi trường xung quanh và gửi tín hiệu đến hệ thống điều khiển để điều chỉnh nhiệt độ trong nhà kính. |
3 | Cảm biến ánh sáng | Đo cường độ ánh sáng và gửi tín hiệu đến hệ thống che chắn để điều chỉnh lượng ánh sáng cho cây trồng. |
1. Cảm biến nhiệt độ
Khám phá 1 trang 13 Công nghệ 9: Em hãy mô tả cấu tạo bên ngoài của cảm biến nhiệt độ ở Hình 2.2a.
Trả lời:
Mô tả cấu tạo bên ngoài của cảm biến nhiệt độ:
+ Đầu dò: Nằm ở phần đầu của cảm biến, có dạng hình chóp nhỏ nhọn. Đầu dò là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với môi trường để đo nhiệt độ.
+ Dây nối: Nối liền đầu dò với mô đun cảm biến. Dây nối thường có màu đỏ hoặc đen, và được bọc cách điện.
+ Đầu dây nối giữa cảm biến và mô đun: Nằm ở phần cuối của dây nối, có dạng giắc cắm hoặc đầu kẹp. Đầu dây nối giúp kết nối cảm biến với mô đun cảm biến.
2. Cảm biến độ ẩm đất
Khám phá 2 trang 14 Công nghệ 9: Em hãy mô tả cấu tạo bên ngoài của cảm biến độ ẩm đất ở Hình 2.4a.
Trả lời:
Mô tả cấu tạo bên ngoài của cảm biến độ ẩm đất là:
- Đầu dò:
+ Nằm ở phần đầu của cảm biến, có dạng hình trụ nhỏ.
+ Đầu dò là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với đất để đo độ ẩm.
+ Đầu dò thường được làm bằng vật liệu dẫn điện tốt như thép không gỉ hoặc đồng.
- Thân cảm biến:
+ Nối liền đầu dò với phần còn lại của cảm biến.
+ Thân cảm biến thường được làm bằng nhựa hoặc kim loại.
- Dây nối:
+ Nối liền cảm biến với mô đun cảm biến.
+ Dây nối thường có màu đỏ hoặc đen, và được bọc cách điện.
- Đầu dây nối giữa cảm biến và mô đun:
+ Nằm ở phần cuối của dây nối, có dạng giắc cắm hoặc đầu kẹp.
+ Đầu dây nối giúp kết nối cảm biến với mô đun cảm biến.
3. Cảm biến ánh sáng
Khám phá 3 trang 15 Công nghệ 9: Em hãy mô tả cấu tạp bên ngoài của cảm biến ánh sáng ở Hình 2.5a
Trả lời:
Mô tả cấu tạp bên ngoài của cảm biến ánh sáng là:
- Vỏ cảm biến:
+ Làm bằng nhựa hoặc kim loại, có chức năng bảo vệ các bộ phận bên trong của cảm biến.
+ Vỏ cảm biến thường có màu đen hoặc trắng.
- Mắt cảm biến:
+ Nằm ở mặt trước của cảm biến, có dạng hình tròn hoặc hình vuông nhỏ.
+ Mắt cảm biến là bộ phận tiếp nhận ánh sáng và chuyển đổi thành tín hiệu điện.
+ Mắt cảm biến thường được làm bằng vật liệu nhạy sáng như photodiode hoặc phototransistor.
- Chân cảm biến:
+ Nằm ở mặt dưới của cảm biến, có dạng 2 hoặc 3 chân kim loại.
+ Chân cảm biến giúp kết nối cảm biến với mô đun cảm biến.
+ Chân cảm biến thường được đánh dấu bằng các ký hiệu Vcc, GND và Out.
- Nhãn ghi thông tin: ghi thông tin về loại cảm biến, dải đo ánh sáng, nhà sản xuất,...
4. Cảm biến pH
Khám phá 4 trang 15 Công nghệ 9: Em hãy nêu công dụng của cảm biến pH ở Hình 2.6a
Trả lời:
Công dụng của cảm biến pH:
+ Đo độ pH của đất: Giúp người nông dân biết được độ pH của đất, từ đó điều chỉnh lượng phân bón phù hợp cho cây trồng.
+ Đo độ pH của nước: Giúp kiểm tra chất lượng nước, đảm bảo nước an toàn cho sinh hoạt và sản xuất.
+ Đo độ pH trong các lĩnh vực khác: Cảm biến pH cũng được sử dụng trong các lĩnh vực khác như y tế, công nghiệp thực phẩm, hóa chất,...
5. Rơ le thời gian
Khám phá 5 trang 16 Công nghệ 9: Em hãy kể tên những bộ phận chính của rơ le thời gian và xác định các cặp tiếp điểm của rơ le theo số thứ tự như Hình 2.7b
Trả lời:
- Những bộ phận chính của rơ le thời gian là:
+ Cuộn dây
+ Cơ cấu chấp hành
+ Bộ tiếp điểm
+ Bộ phận chỉnh thời gian
+ Nắp che
- Các cặp tiếp điểm của rơ le theo số thứ tự:
+ Cặp tiếp điểm thường đóng (NO): 1 - 2
+ Cặp tiếp điểm thường mở (NC): 3 - 4
+ Cặp tiếp điểm chuyển đổi (CO): 5 - 6
Luyện tập Vận dụng
Luyện tập 1 trang 17 Công nghệ 9: Em tìm hiểu và cho biết tên gọi, công dụng, thông số kĩ thuật của các cảm biến thông dụng trong Bảng 2.1
Trả lời:
STT | Hình dạng bên ngoài | Tên gọi cảm biến | Công dụng | Thông số kĩ thuật |
1 | Cảm biến nhiệt độ | Đo nhiệt độ | - Điện áp định mức: 5 VDC hoặc 12 VDC. - Phạm vi nhiệt độ đo được: từ - 50 °C đến 1100 °C. | |
2 | Cảm biến độ ẩm | Đo độ ẩm môi trường | - Dải đo: 0-100%RH - Độ chính xác: ±2%RH - Nguồn cấp: 10-30VDC - Ngõ ra: 4-20mA, 0-5V - Kích thước: M12, M18, M30 - Chất liệu: Nhựa | |
3 | Cảm biến pH | Đo độ pH của nước hoặc dung dịch | - Điện áp định mức: từ 3,3 VDC đến 5 VDC. - Phạm vi đo độ pH: từ 0 đến 14. - Nhiệt độ đo: từ 0 °C đến 60 °С. | |
4 | Cảm biến ánh sáng | Phát hiện vật thể bằng tia sáng | - Dải đo: 10mm đến 2m - Loại: phản xạ khuếch tán, phản xạ gương, thu nhận trực tiếp - Chế độ hoạt động: sáng/tối - Nguồn cấp: 10-30VDC - Ngõ ra: NPN/PNP - Kích thước: M12, M18, M30 - Chất liệu: Nhựa, Kim loại | |
5 | Rơ le thời gian | Tạo thời gian trễ để bật hoặc tắt mạch điện | - Điện áp định mức: 12 VDC, 24 VDC hoặc 220 VAC. - Thời gian trễ: từ 0 đến 10 giây, từ 0 đến 30 giây, từ 0 đến 60 giây, từ 0 đến 60 phút, theo thời gian thực từ 0 đến 24 giờ. |
Luyện tập 2 trang 17 Công nghệ 9: Em hãy kể tên 1 ứng dụng của mỗi cảm biến có ở Bảng 2.1 trong sản xuất nông nghiệp công nghệ cao
Trả lời:
Kể tên 1 ứng dụng của mỗi cảm biến có ở Bảng 2.1 trong sản xuất nông nghiệp công nghệ cao:
Cảm biến | Ứng dụng |
Cảm biến nhiệt độ | Theo dõi nhiệt độ môi trường xung quanh và nhiệt độ đất để điều chỉnh hệ thống sưởi ấm, làm mát, đảm bảo nhiệt độ phù hợp cho từng giai đoạn phát triển của cây trồng. |
Cảm biến độ ẩm | Theo dõi độ ẩm đất và độ ẩm môi trường để điều chỉnh hệ thống tưới tiêu tự động, đảm bảo cung cấp lượng nước phù hợp cho cây trồng, tránh tình trạng tưới quá nhiều hoặc quá ít ảnh hưởng đến sự phát triển của cây. |
Cảm biến pH | Đo độ pH của đất để điều chỉnh độ pH phù hợp cho từng loại cây trồng. Việc điều chỉnh độ pH giúp cây trồng hấp thụ dinh dưỡng tốt hơn, tăng năng suất và chất lượng sản phẩm. |
Cảm biến ánh sáng | Đo cường độ ánh sáng để điều chỉnh hệ thống chiếu sáng bổ sung, đảm bảo cung cấp đủ ánh sáng cho cây quang hợp. Việc sử dụng hệ thống chiếu sáng bổ sung giúp cây trồng phát triển tốt hơn trong điều kiện thiếu ánh sáng tự nhiên, đặc biệt là vào mùa đông hoặc khi trồng cây trong nhà kính. |
Rơ le thời gian | Hẹn giờ bật/tắt các thiết bị điện trong hệ thống sản xuất nông nghiệp công nghệ cao như hệ thống tưới tiêu, hệ thống chiếu sáng, hệ thống sưởi ấm,... giúp tự động hóa các hoạt động sản xuất, tiết kiệm thời gian và công sức. |
Vận dụng trang 18 Công nghệ 9: Em hãy đề xuất những cảm biến dùng để đo, giám sát và điều chỉnh các thông số cần thiết cho vườn rau như minh họa ở Hình 2.8
Trả lời:
- Cảm biến độ ẩm đất:
+ Loại: Cảm biến điện dung, tensiometer, FDR (Frequency Domain Reflectometry)
+ Mục đích: Đo độ ẩm đất để điều chỉnh hệ thống tưới nước tự động, đảm bảo cung cấp lượng nước phù hợp cho cây trồng.
- Cảm biến độ pH:
+ Loại: Cảm biến pH điện tử
+ Mục đích: Đo độ pH của đất để điều chỉnh độ pH phù hợp cho từng loại cây trồng.
- Cảm biến nhiệt độ:
+ Loại: Thermocouple, RTD (Resistance Temperature Detector)
+ Mục đích: Đo nhiệt độ môi trường xung quanh và nhiệt độ đất để điều chỉnh hệ thống sưởi ấm, làm mát, đảm bảo nhiệt độ phù hợp cho cây trồng.
- Cảm biến ánh sáng:
+ Loại: Photodiode, photoresistor
+ Mục đích: Đo cường độ ánh sáng để điều chỉnh hệ thống chiếu sáng bổ sung, đảm bảo cung cấp đủ ánh sáng cho cây quang hợp.
- Cảm biến CO2:
+ Loại: NDIR (Non-Dispersive Infrared)
+ Mục đích: Đo nồng độ CO2 trong môi trường để điều chỉnh hệ thống thông gió, đảm bảo cung cấp đủ CO2 cho cây quang hợp.
