GA tích hợp NLS và AI Công nghệ 12 Đ-ĐT Bài 23: Thực hành Lắp ráp, kiểm tra mạch báo cháy sử dụng các cổng logic cơ bản

Giáo án năng lực số và AI Công nghệ 12 (Điện - Điện tử) Bài 23: Thực hành Lắp ráp, kiểm tra mạch báo cháy sử dụng các cổng logic cơ bản được biên soạn theo định hướng phát triển phẩm chất – năng lực. Nội dung có tích hợp NLS và AI giúp HS rèn luyện khả năng ứng dụng công nghệ, thao tác số ngay trong tiết học. Tài liệu ở dạng file Word, dễ chỉnh sửa – dễ tải về, phù hợp cho GV sử dụng từ năm học 2026.

Bài khác

Nội dung chi tiết

Ngày soạn:…/…/…

Ngày dạy:…/…/…

BÀI 23: THỰC HÀNH: LẮP RÁP, KIỂM TRA MẠCH BÁO CHÁY SỬ DỤNG CÁC CỔNG LOGIC CƠ BẢN

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

Trong bài học này, HS sẽ tìm hiểu:

  • Nguyên lí hoạt động của mạch điện báo cháy.

2. Năng lực

Năng lực chung:

  • Năng lực tự chủ và tự học: Chủ động, tích cực thực hiện công việc của cá nhân.

  • Năng lực giao tiếp hợp tác: Chủ động học tập, tích cực giao tiếp và hợp tác nhóm để giải quyết các nhiệm vụ trong quá trình thực hành.

  • Năng lực giải vận dụng kiến thức và kĩ năng: Vận dụng kiến thức được học từ SGK vào trong thực tiễn cuộc sống.

Năng lực công nghệ:

  • Nêu được nguyên lí hoạt động của mạch điện báo cháy thông qua sơ đồ khối.

  • Liệt kê được vật tư và linh kiện cần thiết để thực hành.

  • Lắp ráp được mạch điện báo cháy.

  • Khảo sát được hoạt động của mạch điện báo cháy.

  • Trình bày và đánh giá được sản phẩm theo tiêu chí đánh giá.

  • Tổng kết được kiến thức của bài học, hiểu rõ hơn về bài thực hành.

Năng lực số:

  • 1.1.NC1b: Áp dụng được kỹ thuật tìm kiếm để lấy được dữ liệu, thông tin và nội dung trong môi trường số.

  • 5.1.NC1a: Đánh giá được các vấn đề kỹ thuật khi sử dụng môi trường số và vận hành các thiết bị số.

  • 5.3.NC1a: Áp dụng được các công cụ và công nghệ số khác nhau để tạo ra kiến thức cũng như các quy trình và sản phẩm đổi mới.

Năng lực AI:

  • 12.A2.1: Nguyên tắc đạo đức khi thiết kế AI (HS biết áp dụng nguyên tắc "An toàn" và "Tin cậy" (đảm bảo hệ thống cảnh báo chính xác, tránh báo giả hoặc bỏ sót sự cố) khi phân tích thiết kế mạch báo cháy tự động).

  • 12.D2.1: Phát triển hệ thống AI (HS phân tích được nguyên nhân gây lỗi hoạt động của mạch báo cháy thực tế (như nhiễu tín hiệu cảm biến, lệch mức logic) và đề xuất phương án cải tiến phần cứng để hệ thống vận hành ổn định).

3. Phẩm chất

  • Tích cực học tập, nghiên cứu, hoàn thành các nhiệm vụ được giao.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU

1. Đối với giáo viên:

  • Máy tính và máy chiếu.

  • Học liệu số: Phần mềm mô phỏng (Proteus, Tinkercad Circuits, CircuitVerse), Video mô phỏng hoạt động của cảm biến khói/nhiệt, Video AI khởi động bài học.

  • Công cụ số: Chatbot AI (ChatGPT, Copilot), Padlet.

  • Đồng hồ vạn năng.

  • LED đơn màu đỏ (điện áp 1,8 – 2 V, dòng điện 10 – 20 mA).

  • IC 74LS32.

  • IC74LS08.

  • IC74LS04.

  • Điện trở 1 kBÀI 23: THỰC HÀNH: LẮP RÁP, KIỂM TRA MẠCH BÁO CHÁY SỬ DỤNG CÁC CỔNG LOGIC CƠ BẢN.

  • Cảm biến nhiệt độ LM393.

  • Cảm biến khói/khí gas MQ2.

  • Còi chip.

  • Nguồn acquy hoặc pin 9V.

  • Bật lửa.

  • Giấy đốt.

  • Phiếu báo cáo thực hành.

  • KHBD, SGK Công nghệ 12 – Công nghệ Điện – Điện tử.

2. Đối với học sinh:

  • SGK Công nghệ 12 – Công nghệ Điện – Điện tử.

  • Thiết bị di động (Smartphone/Laptop).

  • Dụng cụ thực hành: IC logic (74LS08, 74LS32...), cảm biến, breadboard, dây nối.

  • Cài đặt ứng dụng: Tra cứu Datasheet, Chatbot AI.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

a. Mục tiêu: HS tiếp nhận được nhiệm vụ lắp ráp, kiểm tra mạch báo cháy sử dụng các cổng logic cơ bản.

b. Nội dung: GV đưa ra tình huống qua video, HS xem video và trả lời câu hỏi.

c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu xem video AI được thiết kế để phục vụ bài dạy.

- GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi xuất hiện trong video đó.

- GV cho HS xem video tổng hợp những vụ cháy nổ năm 2023 ở Việt Nam và đặt câu hỏi:

Sau khi xem xong video, em có nhận xét gì về nguyên nhân gây ra thiệt hại về người và của trong những vụ cháy trên?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS xem video, suy nghĩ, đưa ra câu trả lời.

- GV quan sát, gợi ý câu trả lời cho HS.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện 1 HS trả lời câu hỏi.

Gợi ý trả lời:

+ Xây dựng sai phép, sai quy hoạch.

+ Nhiều nơi xây dựng không đảm bảo an toàn phòng cháy chữa cháy,…

- Các HS khác lắng nghe, bổ sung (nếu có).

[1.2.NC1b: HS thực hiện phân tích, diễn giải dữ liệu hình ảnh và âm thanh từ nội dung số (video AI) để xác định nhân tố cụ thể.]

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét và dẫn dắt vào bài học mới: Hiện nay có rất nhiều vụ cháy xảy ra do nhiều nguyên nhân như: xây dựng không đảm bảo an toàn phòng cháy chữa cháy, xây dựng sai phép, sai quy hoạch, không có báo động khi cháy xảy ra,… Để bảo vệ cho gia đình mình, chúng ta cùng thực hiện lắp ráp mạch báo cháy sử dụng các cổng logic cơ bản trong bài học hôm nay – Bài 23: Thực hành: Lắp ráp, kiểm tra mạch báo cháy sử dụng các cổng logic cơ bản.

2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Tìm hiểu về mục đích, yêu cầu, sơ đồ mạch điện, chuẩn bị dụng cụ và vật liệu cho bài thực hành.

a. Mục tiêu:

- HS hiểu được mục đích, yêu cầu của bài thực hành, phân tích được sơ đồ mạch điện, kích thích sự tò mò, hứng thú và mong muốn tìm hiểu các nội dung của bài thực hành.

- HS chuẩn bị những dụng cụ và vật liệu cần thiết cho bài thực hành.

b. Nội dung: GV yêu cầu HS đọc SGK và thực hiện các yêu cầu của giáo viên để tìm hiểu về mục đích, yêu cầu, sơ đồ mạch điện, dụng cụ cho bài thực hành.

c. Sản phẩm: HS ghi được mục đích, yêu cầu, sơ đồ mạch điện cho bài thực hành. HS nắm rõ được nguyên tắc hoạt động của mạch, chọn được những dụng cụ và vật liệu cần thiết, đúng thông số theo yêu cầu.

d. Tổ chức thực hiện:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

NLS/AI

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV giới thiệu HS về

+ Mục đích bài thực hành.

+ Yêu cầu bài thực hành.

- GV yêu cầu HS quan sát Hình 23.1 SGK là sơ đồ của một mạch báo cháy đơn giản. Đặt câu hỏi: Để lắp đặt được một mạch điện như vậy cần sử dụng những linh kiện gì? Mạch hoạt động như thế nào?

BÀI 23: THỰC HÀNH: LẮP RÁP, KIỂM TRA MẠCH BÁO CHÁY SỬ DỤNG CÁC CỔNG LOGIC CƠ BẢN

- HS sử dụng điện thoại tìm kiếm Datasheet của IC để xác định chân nguồn (Vcc), chân đất (GND) và chân tín hiệu.

Đáp án:

– Thiết bị đầu vào (cảm biến nhiệt, khói) có nhiệm vụ nhận biết các thông tin liên quan đến sự cháy như khói, lửa, nhiệt, khí sau đó gửi tín hiệu qua các cổng logic cơ bản (AND, OR), các cổng logic này sẽ phát đi tín hiệu cảnh báo thông qua còi/chuông hoặc đèn LED (thiết bị đầu ra) giúp chúng ta có thể quan sát và nhận biết được.

Những linh kiện được sử dụng trong sơ đồ bao gồm: cảm biến nhiệt, cảm biến khói, các cổng logic cơ bản như AND, OR, NOT, chuông, đèn LED...

– Khi có đồng thời tín hiệu báo khói và báo cháy (nhiệt độ) từ các cảm biến đi vào cổng AND, lối ra của cổng này sẽ có mức điện áp cao (mức logic 1) làm cho đèn LED phát sáng.

- Khi có một trong hai tín hiệu báo khói hoặc báo cháy hoặc cả hai đi vào cổng OR, lối ra của cổng này sẽ có mức điện áp cao (mức logic 1) làm cho chuông kêu.

- Từ đó GV giới thiệu về sơ đồ mạch điện, nguyên lí hoạt động.

- Trước khi nhận linh kiện thật, các nhóm phải lắp ráp thử mạch trên phần mềm mô phỏng (Tinkercad/CircuitVerse) để kiểm tra nguyên lý.

- HS có thể lựa chọn những dụng cụ và vật liệu từ phòng thí nghiệm của nhà trường hoặc có thể chủ động tìm hiểu và đặt mua trên mạng hoặc tại các cửa hàng bán linh kiện.

- Sau khi hướng dẫn HS phân tích sơ đồ nguyên lý mạch báo cháy, GV đặt câu hỏi thảo luận: "Khi thiết kế một hệ thống cảnh báo bảo vệ an toàn tính mạng con người, hãy phân tích tầm quan trọng của nguyên tắc 'An toàn' và 'Tin cậy' trong thiết kế hệ thống thông minh. Việc còi báo bị kêu giả liên tục hoặc không kêu khi có cháy vi phạm nguyên tắc này như thế nào?"

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK sau đó trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện các nhóm báo cáo kết quả thảo luận: DKSP

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV chuyển sang nội dung tiếp theo.

I. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU

1. Mục đích

Lắp ráp và khảo sát hoạt động của một mạch điện tử số đơn giản (mạch báo cháy) sử dụng các cổng logic cơ bản.

2. Yêu cầu

Mạch hoạt động đúng chức năng.

Liên kết giữa các linh kiện trên mạch chắc chắn, gọn gàng.

3. Sơ đồ mạch điện

BÀI 23: THỰC HÀNH: LẮP RÁP, KIỂM TRA MẠCH BÁO CHÁY SỬ DỤNG CÁC CỔNG LOGIC CƠ BẢN

- Khi có đồng thời tín hiệu báo khói và báo cháy (nhiệt độ) từ các cảm biến đi vào cổng AND, lối ra của cổng này sẽ có mức điện áp cao (mức logic 1) làm cho LED phát sáng.

- Khi có một trong hai tín hiệu báo khói hoặc báo cháy hoặc cả hai đi vào cổng OR, lối ra của cổng này sẽ có mức điện áp cao (mức logic 1) làm cho còi kêu.

- Trong thực tế, một số cảm biến nhiệt có lối ra DO (lối ra dữ liệu tín hiệu số) có thể ở mức logic cao (mức điện áp cao) khi chưa có tín hiệu cháy, điều này sẽ làm cho còi hoặc LED luôn kêu sáng sau khi đi qua cổng AND và OR. Để khắc phục vấn đề này, chúng ta có thể sử dụng một cổng NOT mắc với lối ra của cảm biến nhiệt như Hình 23.1.

II. CHUẨN BỊ DỤNG CỤ VÀ VẬT LIỆU

- Đồng hồ vạn năng: 1 chiếc.

- Bo mạch thử: 1 chiếc.

- LED đơn màu đỏ (điện áp 1,8 – 2 Vị dòng điện 10 – 20 mA): 1 chiếc.

- IC 74LS32 (tích hợp 4 cổng OR): 1 chiếc.

- IC 74LS08 (tích hợp 4 cổng AND): 1 chiếc.

- IC 74LS04 (tích hợp 6 cổng NOT): 1 chiếc.

Điện trở 1 k2: 1 chiếc.

- Cảm biến nhiệt độ LM393 (điện áp làm việc 3,3 V – 5 V; phát hiện ngọn lửa với ánh sáng trong vùng bước sóng từ 760 nm – 1 100 nm): 1 chiếc.

- Cảm biến khói/khí gas MQ2 (điện áp làm việc +5 V; lối ra tín hiệu số 0 V hoặc 5 V; lối ra tương tự từ 0 V tới 5 V): 1 chiếc.

Còi chip 5 V: 1 chiếc.

- Dây cắm: 30 sợi.

- Nguồn acquy hoặc pin 5 V: 1 chiếc.

1.1.NC1b: HS áp dụng kỹ thuật tìm kiếm để lấy được dữ liệu kỹ thuật (Datasheet) chính xác của linh kiện điện tử.

5.3.NC1a: Áp dụng công cụ mô phỏng số (Tinkercad/ Proteus) để tạo ra quy trình kiểm thử ảo, giảm thiểu rủi ro hỏng hóc linh kiện thật.

12.A2.1: HS phân tích được tầm quan trọng của nguyên tắc An toàn trong thiết kế thiết bị; hiểu được rằng một sản phẩm cảnh báo không ổn định sẽ đe dọa trực tiếp đến tính mạng con người, từ đó hình thành ý thức trách nhiệm kỹ thuật nghiêm túc.

Hoạt động 2. Tìm hiểu về nội dung và quy trình thực hành

a. Mục tiêu: HS nêu được các bước quy trình thực hành và thực hành theo các bước đã đưa ra.

b. Nội dung: GV yêu cầu HS đọc SGK và thực hiện các yêu cầu của giáo viên để tìm hiểu về nội dung và quy trình thực hành.

c. Sản phẩm: HS ghi được nội dung và quy trình thực hành và thực hành theo các bước đã đưa ra.

d. Tổ chức thực hiện:

Đầy đủ GA tích hợp NLS và AI CN 12 Điện - Điện tử - Trọn bộ cả năm

Tài liệu cùng môn học

Tài liệu khác

Xem thêm nội dung