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我们每个人都会在日常生活中遇到系统设计

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2020年4月19日
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分组讨论，对上述三个设计方案中的一个进行改进，或提出新的设计方案。 主要材料，包括减速电机、塑料密封盒、DC-DC模块、锂电池、锂电保护电路、电压表、可调稳压电路板。具体参数如下： 　　（一）减速电机：额定电压24V，实测转速90转/分左右。用长一点的摇把在16V时实测输出电流约1A（电机不烫），曾经有摇出2A的峰值记录。 　　（二）防水密封盒：120×120×90 mm。 　　（三）锂电池：4节26650串，容量2.8AH左右。 　　（四）锂电保护电路：单节上限电压：4.3v±0.05V，单节下限电压：2.5V±0.05V，最大工作电流：8A，最大瞬间电流：12A，尺寸：45×15×5mm。 　　（五）电压表：测量电压0-20V，工作电压：2.5-7v（另购7805用于表头供电），工作电流： 5mA，外型尺寸： 48×29×18.5 mm，准 确 度：± 0.2%。 　　（六）DC-DC模块：降压电路，尺寸，44×22×7.2 mm，输入4-26V（成品输入端滤波电容是16V的，需更换），输出电压可根据需求来任意调整（输出总是低于输入端1.55V），电流最大3A，常规使用推荐 2A，效率94%-96%（估计有水分，压差大时不可能这么高），输出带短路保护。电路静态电流是5MA，电路第7脚为使能端，当使能端为低电平的时候，电路静态消耗6UA。 　　（七）小摇把：长约60 mm，手摇绕线器上拆下来的。 　　（八）开关及其它小配件：本地自购。导线粗的是200芯镀银音箱线，细的是车模用硅橡胶绝缘导线。 　　（九）缺点：1、不防水。2、在输出电压小于2.5V时，电压表不能测量。3、无平衡充电功能，电池多次充电放后容易造成特性不一致。4、重量不轻，家里没有秤，但估计不会低于1公斤。5、电压表少一个开关，在电池充放电过程中，电压表都是开着，按最不利的10V压降考虑，将有0.05W的功率损耗。6、减速电机有噪声，摇起来呜呜的响。 思考： 设计方案是什么？你是否有不同的设计方案？ 思考： 案例室内住宅电气系统的设计学习后你有什么收获？ 课堂练习： 在案例的基础上，讨论完成自己的方案设计。 思考： 室内住宅电气系统的设计有什么设计要求？你还有什么补充？ 设计要求： （1）用电负荷：照明用电负荷800W，娱乐用电（包括电视机、音响、电脑等）负荷约1500W，厨房用电（包括电饭煲、电冰箱、电热水器等）负荷约4500W，卫生间用电（洗衣机、排气扇等）负荷约1300W，空调用电约3000W。 （2）照明和各种家用电器使用安全、方便，相互之间影响小，便于维修。 思考： 如何进行设计分析？你还有什么补充？ （1）设计的目的是方便住户使用，满足住户的舒适和审美要求，便于日后维修，遵守《民用建筑照明设计规范》，确保室内电气线路的安全。 (2)户内配电系统由电源配电箱和若干个回路组成，它们构成了室内电气线路系统的子系统。 (3)当某一回路发生故障时，不影响其它回路的正常工作，如因电饭煲使用不当发生短路时，不至于影响室内照明回路的工作。 设计分析： 设计方案 我们每个人都会在日常<B style='color:black;background-color:#ffff66'>生活</B>中遇到系统设计，系统设计运用的案例比比皆是。系统的设计多用于比较复杂的系统工程，为了方便理解系统设计的方法和过程，就简单的设计项目来说明如何进行简单系统的设计。 （一）手电筒照明部分的设计 二、简单系统设计的实现： 王丹的设计目的和设计要求是什么？ 如何进行设计分析？ 提出了几种设计方案？为什么王丹选取了方案C？如果是你，你是如何选择？ 方案c如何制作和试验的？ 思考: 1.王丹同学在设计和制作时会遇到哪些问题？如何解决？ 2.你能想出其它的设计方案，或对上述三个设计方案中的一个进行改进吗？ 1.王丹的目的： 用所学过的知识，设计并制作一只简易的手电筒。 2.设计要求： 可照明的手电筒，携带方便，使用安全。 如何进行设计分析？ 3.设计分析： 1)手电筒的结构： （1）可把手电筒看成一个整体。 （2）再把手电筒照明供电部分分为两个子系统，一个是照明子系统；另一个是供电子系统。 （3）照明子系统的要素是灯泡、导线。 （4）供电子系统的要素是电源、开关。 2)手电筒的功能 （1）手电筒的功能就是照明，取决于各个组成要素 （2）供电装置电源是经过导线的连接驱动灯泡的发光，这些是基本要素，缺少任何一个，手电筒都不能正常工作。 3)手电筒的组装 （1）将手电筒的各个要素按照一定的要求进行匹配，组装才能达到目的功能 （2）合理选择元器件 提出了几种设计方案？为什么王丹选取了方案C？如果是你，你是如何选择？ 方案A （1）设计一个简单的电路，画出电路图。 （2）根据电路图，选择元器件，如灯泡、干电池、导线等，并搭接电路。 （3）经过控制开关，使灯泡发光。 方案B 　　选择元器件为发光二极管及干电池、金属筒等，其它步骤参照方案A。 4.设计方案： 方案C 1)设计目标：设计一个自动发电手电筒，用发电机代替干电池进行供电。 2)手电筒系统的各要素： 手柄 齿轮组 小灯泡 发电机 3)工作原理：用手摇动手柄，使齿轮转动，带动由磁铁和线圈组成的发电机旋转，线圈在磁场中转动时切割磁感线产生感应电流，将机械能转化为电能，输出电流，使小灯泡发光。 方案c如何制作和试验的？ 5.方案制作： 试验： 测试玩具电动机能否改装为发电机. 试验器材： 玩具电动机、小灯泡、粗棉线、导线。 试验过程： (1)在电动机的接头上连接小灯泡。 (2)在电动机的转轴上绕十几圈的棉线。 (3)用力快速抽动棉线，使电动机的转子迅速转动，观察小灯泡发光情况。 活动： 连接并试验王丹设计的手电筒照明供电系统。 试验总结： 当外力使电动机转子迅速旋转时，转子线圈中产生感应电流，小灯泡发光。玩具电动机经改装能够发电。 试验获得成功后，她们开始动手制作: (1)设计简单电路，画出电路图。 (2)根据电路图，选择元器件，2．5V的灯泡、导线、发电机、大齿轮、小齿轮、发电机座子、手柄等。 (3)经过手摇柄控制灯泡发光。 (4)工作原理：手柄的轴与大齿轮轴连接，利用轮轴原理，把手运动带动大齿轮转动，大齿轮与小齿轮啮合提高小齿轮的转速，带动发电机的转子高速旋转，快速切割磁感线引起磁通量的变化，产生感应电动势，有了感应电流，使小灯泡持续发光。 思考: 1.王丹同学在设计和制作时会遇到哪些问题？如何解决？ 2.你能想出其它的设计方案，或对上述三个设计方案中的一个进行改进吗？ P85练习1 1． 方案1：在就餐时间增加食堂的窗口和工作人员； 方案2：不同年级学生的下课时间错开20min; 方案3；加强工作人员的培训，提高工作效率； 方案4：新建一个学生食堂。 系统分析过程： （1）明确问题，设立目标： 系统存在的问题时：食堂小，人数多，午餐学生排队等待。 改进目标：减少学生就餐排队的时间。 （2）寻找各种解决方案。 （3）比较权衡方案。 方案1：由于场地面积有限，食堂的窗口和工作人员不能过多增加； 方案2：将不同年级学生的下课时间错开20min，年级较少时可行，若年级较多时不可行。 方案3：工作人员的效率不能无限的提高，对现状帮助不大。 方案4：虽然需要经费和场地，但从长远看这个方案最可行。 （4）检验核实，作出决策。 经过多方案权衡，方案4是最可行的。 较可行 较可行 可行 整体效果 投入较慢 影响学生正常时间就餐 职工人数增多 可能产生的负效应 可行 可行 可行 技术实现的可行性 先进 一般 一般 技术的先进性 有经费可行 较可行 可行 管理的可行性 慢 快 快 实施的速度 多 少 少 成本投入状况 方案3 方案2 方案1 评价项目 1、 方案一：增加食堂职工，扩大服务人员数量 方案二：对学生正常就餐时间进行适当提前和顺延 方案三：新建一个食堂 　　2、可调孔径的分选装置的改进设计 　　在许多行业，常使用分选设备实现物质的分类和筛选，并有自动分选和手动分选之分。右图是一个简单的分选装置，现要进行改进设计。 　　设计要求：利用周边的材料或废弃物，运用系统的思想设计并制作简易分选机，使筛选孔 径的大小可调节。 　　关键是运用系统的思想，设计分选 设备中各个部分，使它们之间构成特定 的关系，才能实现分选并达到的可调孔 径的目的。 3、高架桥或高楼雨水收集利用问题 　　设计要求：在高架桥现有排水管道的基础上，增加必要的蓄水管道或设施，使之能够收集雨水、定时排水并浇洒到桥下花坛的植物上，当雨水量过大时，还可经过相应的 途径排出。 　　利用系统设计的思路分析并提出解决问题的方案，有条件的能够进行设计方案的试验。 　　运用系统的思想解决： 　　（1）应增加管道和集水设备； 　　（2）实现定时排水浇洒； 　　（3）当集水设备装满时，经过下水道排水。 小结： 经过案例分析使同学们动手动脑，理解了系统设计的一般过程。 课余查阅资料、思考、选购材料、试验、改进和设计王丹同学的设计方案。 上节课我们经过对案例“手电筒照明供电部分的设计”的分析并进行了试验测试，学习理解了系统设计的一般方法和思路。本节课，让我们对王丹设计的三种方案进行改进或者提出新的方案。 6.手电筒照明供电部分的设计的优化： 7．展示：手电筒照明部分的设计及优化： （1）活动要求： a、每组选派代表到讲台上用展台展示改进方案，并讲解方案的结构和设计思想，时间不超过5分钟。 b、同学们推选四名评委对展示的方案进行点评赋分。 C、展示同学对评委的点评能够做出申辩和解释。其它同学也可举手发表自己的看法。 （2）目标激励： 有创意的设计作品将会被保存到通用技术教室的学生优秀作品展柜并被公布到我校园网上，并被推荐参加 我校园之星评选活动。甚至有可能被推选参加 西安市科技创新大赛。 （3）评分标准： 10 设计说明编写水平 10 方案设计步骤的完整性 10 设计特色创意 10 方案实施的经济成本 10 方案对因素的分析是否全面 15 方案实施的整体效果 15 方案实施的可行性 20 方案设计目标完成情况 得分 分值 评价指标 给同学们5分钟时间准备。 (4)展示和评价。 教师指导评委点评赋分，学生代表展示和答辩。 （5）展示市场流行的充电手电 市面手摇充电手电电路图： 小结： 上两节课我们经过手电筒照明部分的设计的案例分析，加深了对系统设计的方法和过程的理解。本节课我们将经过案例室内住宅电气系统的设计的学习，再次加深对系统设计的方法和过程的理解。 二、简单系统设计的实现： （二）室内住宅电气系统的设计。 现在人们最大消费就是购房，当房子买下后，面临的就是装修问题了。在装修过程中，许多业主和装修公司都十分重视“木工活”、“瓦工活”的施工质量和效果，人们容易忽视住宅的室内电气设计，导致装潢完成后才发现有设计不合理之处，或住户对每条线路的走向一无所知，殊不知，对将来的使用影响最大的，既不是地上的砖铺得平不平，也不是墙壁上的涂料刷得是否牢固，而是室内电线、电话线、有线电视光缆的铺设是否安全合理，使用后出现了故障能不能检修，因此进行住宅室内电气线路设计很重要。 随着住户各类家用电器的逐渐增多，特别是空调、电热水器等大功率电器的使用，住宅电气设计由原来的纯照明向多功能的方向发展。为避免住户使用过程中的电气线路过载等状况的发生，运用系统的思想整体地进行电气线路的设计是非常必要的。 下面我们就对杨辉购买的一套135.6m2的三室二厅的新房室内电气线路进行系统的设计。 讨论： 并分析教材第89页案例: “室内住宅电气系统设计”明确室内住宅电气系统的设计从以下方面考虑。 设计要求： 设计分析： 设计方案： 方案实施： * 我们每个人都会在日常<B style='color:black;background-color:#ffff66'>生活</B>中遇到系统设计，系统设计运用的案例比比皆是。 某连锁店的货物配送的设计 某单位远程视频会议系统的设计 企业资产的管理设计 室内装修设计 假期旅游行程的设计 第五天???? 住宿： ???????西安???????????????用餐：无 市内一日游：明城墙、大雁塔、钟鼓楼广场、大雁塔北广场（景点门票自理） 车费：45元/人 第四天??<div id="loadingAD"><div class="ad_box"><div class="waiting"><strong>文档加载中...</strong>广告还剩<em id="adtime"></em>秒