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(共34张PPT)
第三单元 第4课
自动感应式大灯
（桂科版）六年级
下
1
核心素养目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
7
板书设计
2
新知导入
4
课堂练习
6
课堂总结
课后作业
8
01
核心素养目标
。
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
强调自动感应式大灯技术在保障驾驶员、乘客以及行人安全方面的重要性，让学生认识到开发和使用这些技术的社会责任。
引导学生对已有的自动感应式大灯技术进行思考和改进，鼓励提出创新性的想法。
理解自动感应式大灯通过光线传感器检测外界光线强弱，并将光线强度数据转化为可处理的电信号，并对这些数据进行比较判断。
在学习自动感应式大灯知识过程中，深入理解自动感应式大灯的功能组成和工作原理，认识到其在保障驾驶安全中的重要性。
02
新知导入
活动背景
在汽车研学基地，汽车模拟进隧道，大灯自动开启，原来这就是汽车的自动感应式大灯，它能够根据周围光线的明暗变化自动开启或关闭为人们的行车安全保驾护航。
02
新知导入
活动背景
02
新知导入
活动目标
1、了解自动感应式大灯的功能组成
2、分析自动感应式大灯的工作过程
3、实现感应式大灯功能
03
新知讲解
一、填一填
自动感应式大灯是汽车照明系统的一项重要智能化设计，它通过内置的光线传感器感知外界光线强弱。当光线低于设定阈值时，传感器发送信息至控制器，控制器随即开启大灯;反之，光线充足时则关闭，从而实现大灯的智能控制。
03
新知讲解
一、填一填
请结合下表中的具体驾驶环境，说一说自动感应式大灯的工作原理并填写下表。
驾驶环境 工作原理
日间驾驶
夜间驾驶
隧道或地下停车场
雨天或雾天
外界光线充足，光线强度高于设定阈值，光线传感器检测到后将信息传至控制器，控制器控制大灯保持关闭状态 。
外界光线较弱，光线强度低于设定阈值，光线传感器感知后向控制器发送信息，控制器接收到信号后立即开启大灯，为车辆行驶提供照明 。
这些环境中光线较暗，光线强度低于设定阈值，光线传感器把信号传输给控制器，控制器触发大灯开启，以满足驾驶照明需求 。
雨水、雾气会降低光线穿透性，导致光线强度低于设定阈值，光线传感器将此信息传达给控制器，控制器开启大灯，提升车辆辨识度和前方视野清晰度 。
03
新知讲解
小贴士
值得注意的是，自动感应式大灯的启动并非即刻完成，而是存在一定的延迟时间。这个延迟的设计是为了防止大灯在短暂的光线变化时频繁开关，也是为了提高系统的准确性和可靠性。
03
新知讲解
知识拓展
智能调光技术：现代自动感应式大灯不仅能简单地开启和关闭，还具备智能调光功能。通过多个光线传感器和复杂的算法，大灯可以根据环境光线的变化精确调整亮度。在夜间行驶时，当对向车道有车辆驶来时，大灯会自动降低亮度，避免对其他驾驶员造成眩光干扰；而在没有对向车辆时，大灯则会提高亮度，提供更好的照明效果。这种技术大大提升了夜间行车的安全性和舒适性。
03
新知讲解
二、连一连
请将下列自动感应式大灯的组成部分与其对应的功能用线连接起来。
光线传感器 执行开启或关闭大灯操作
控制器 感知外界光线强度
电路系统 判断是否开启或关闭大灯
大灯 提供电源及数据传输
03
新知讲解
三、议一议
小组讨论，分析自动感应式大灯的控制过程，并完成自动感应式大灯的工作过程示意图。
(1)当光线较 时，内部线路连通，灯自动 。
(2)当光线较 时，内部线路断开，灯自动 。
暗
亮
开启
关闭
03
新知讲解
小贴士
开灯的判断条件是光线较暗，但光线较暗是一个模糊的说法，必须通过确定的光线亮度数据将它明确表示出来，这个确定的光线亮度数据称为开灯的阈值。
光线传感器检测到的外界光线强度数据。光线传感器持续感知周围环境的光线情况，并将其转化为电信号等可处理的数据形式，传输给系统进行后续处理。
根据比较结果生成的指令，用于控制大灯的开启或关闭。当检测到的光线数据小于开灯阈值时，输出开启大灯指令；当检测到的光线数据大于或等于开灯阈值时，输出关闭大灯指令。
03
新知讲解
知识拓展
特殊天气下的应用优化：在暴雨、暴雪等极端天气条件下，自动感应式大灯的功能可以进一步优化。除了检测光线强度，还可以结合雨滴传感器或雪花传感器的数据，对大灯的亮度和照射模式进行特殊调整。比如，在暴雨天气，大灯可以增加穿透性更强的黄色光输出，提高前方道路的可见度；在暴雪天气，大灯可以调整照射角度，避免光线被雪花反射造成眩目，让驾驶员能更清晰地观察路况。
03
新知讲解
四、填一填
根据自动感应式大灯的控制过程，把简化流程图的方框空白处补充完整。
开启大灯
关闭大灯
03
新知讲解
五、做一做
制作模拟自动感应式大灯并编程实现功能，感受计算机程序在控制系统中的作用。
1.器材准备。
03
新知讲解
五、做一做
2.软件准备:一款图形化编程软件。
3.连接器材，采集数据，确定阈值。
通过多次(至少3次)采集数据并使用平均数提高阈值的准确性和可靠性，填写下表。
采集次数 光线数据
第一次
第二次
第三次
经过采集和计算，光线数据的乎均值是 。 12
10
12
14
03
新知讲解
小贴士
可以通过遮挡的方式使控制器的环境光线变暗，当肉眼感觉光线暗到可以开灯的时候开始采集对应的亮度级别数据，也就是掌控板上显示的数值。
阈值设置过小的结果
频繁开灯：自动感应式大灯系统会将相对明亮的环境误判为光线较暗的环境。
缩短灯具寿命：由于频繁开启和关闭，LED 灯等灯具的使用寿命会受到影响，增加更换灯具的频率和成本。
阈值设置过大的结果
延迟开灯：在实际光线已经较暗，需要大灯照明的情况下。
照明不足：在进入隧道、地下停车场等光线急剧变化的场所时，大灯不能迅速开启，无法及时为驾驶员提供良好的照明，影响驾驶安全 。
如果阖值设置过小或者过大，会有什么结果
03
新知讲解
五、做一做
4.根据明确判断条件的阈值思考:这个控制过程只执行一次吗？如果不是，该如何绘制流程图？请将你的流程图绘制出来。
这个控制过程不是只执行一次，而是持续循环执行，以实时根据环境光线变化控制大灯状态。
03
新知讲解
五、做一做
5.根据细化的流程图补充程序。
oled.init()
oled.clear()
while True:
# 获取光线值，这里假设光线传感器连接正常 且能正确读取数值
light_value = pin0.read_analog()
# 在OLED屏幕第1行显示当前光线值
oled.DispChar("当前光线: ", 0, 0)
oled.DispChar(str(light_value), 50, 0)
oled.show()
if light_value <= 200:
# 设置P13引脚连接的LED灯为高电平（亮）
pin13.write_digital(1)
# 设置P15引脚连接的LED灯为高电平（亮）
pin15.write_digital(1)
else:
# 设置P13引脚连接的LED灯为低电平（灭）
pin13.write_digital(0)
# 设置P15引脚连接的LED灯为低电平（灭）
pin15.write_digital(0)
03
新知讲解
知识拓展
与车辆安全系统联动：自动感应式大灯可以与车辆的安全系统紧密配合。当车辆的碰撞预警系统检测到可能发生碰撞的危险时，大灯会迅速闪烁，向周围车辆和行人发出警示信号，提高车辆的辨识度，增加安全距离，有助于避免事故的发生。例如，在紧急制动情况下，大灯的闪烁可以提醒后方车辆保持安全车距，减少追尾事故的可能性。
03
新知讲解
单元拓展
请使用开源硬件模拟制作一种与自动感应式大灯控制原理相类似的智能设备，并编程实现它的功能。完成后，制作幻灯片或视频向同学们介绍。
光线检测：光敏电阻感知环境光线强度，其电阻值随光线变化而改变，通过分压电路转化为不同的电压值，Arduino 的模拟输入引脚读取该电压值并转化为 0 - 1023 范围内的数值。
判断与控制：程序中设定一个光线阈值，将读取到的光线数值与阈值比较。
循环检测：程序在loop函数中不断循环执行，实时检测光线强度并控制 LED 灯状态，实现类似自动感应式大灯的智能控制功能。
04
课堂练习
一、选择题
1.自动感应式大灯是通过什么来感知外界光线强弱的？（ ）
A. 温度传感器 B. 光线传感器 C. 压力传感器 D. 速度传感器
2.在暴雨天气，自动感应式大灯为提高道路可见度会采取以下哪种措施？（ ）
A. 增加穿透性更强的黄色光输出 B. 降低亮度
C. 关闭大灯 D. 调整照射角度
3.自动感应式大灯与车辆安全系统联动时，在紧急制动情况下，大灯会（ ）。
A. 持续亮起 B. 关闭 C. 迅速闪烁 D. 调整亮度
C
Ｂ
Ａ
04
课堂练习
二、判断正误，正确的画 “√”,错误的画“X”。
（ ）自动感应式大灯只能简单地开启和关闭，不具备智能调光功能。
（ ）自动感应式大灯的光线传感器可以感知雨滴和雪花。
（ ）自动感应式大灯在任何情况下都能立即开启。
（ ）自动感应式大灯能够根据周围光线的明暗变化自动开启或关闭
（ ）智能调光技术可让自动感应式大灯在夜间会车时自动降低亮度，避免眩光干扰。
×
×
√
√
×
05
拓展延伸
自动感应式大灯技术原理进阶剖析
多传感器融合技术原理：自动感应式大灯除了光线传感器，还融合了其他多种传感器，如加速度传感器、转向角度传感器等。
人工智能算法在大灯控制中的应用：利用深度学习算法，自动感应式大灯系统可以学习不同驾驶环境下的光线变化模式以及最佳照明策略。
05
拓展延伸
自动感应式大灯应用场景多元化探索
自动感应式大灯在智能交通系统中的协同应用：在智能交通系统中，自动感应式大灯可与道路基础设施进行信息交互。
自动感应式大灯在特殊作业车辆中的应用：在一些特殊作业车辆，如消防车、救护车等，自动感应式大灯具有特殊的应用模式。
05
拓展延伸
自动感应式大灯与多系统深度融合解析
自动感应式大灯与自动驾驶系统的融合：在自动驾驶场景下，自动感应式大灯是自动驾驶系统的重要组成部分。
自动感应式大灯与车内环境控制系统的联动：这种联动机制能够提升驾驶员的舒适度和驾驶体验，减少因光线变化对驾驶员造成的干扰，使驾驶过程更加轻松和安全。
05
拓展延伸
自动感应式大灯制作实践创新
利用新型材料制作模拟自动感应式大灯：新型材料的应用能够优化模拟自动感应式大灯的性能，让学生在实践过程中了解材料科学对技术发展的推动作用，培养学生的创新思维和实践能力。
基于物联网技术的远程控制模拟自动感应式大灯：借助物联网技术，可实现对模拟自动感应式大灯的远程控制。
06
课堂总结
1
引入新知内容
2
了解自动感应式大灯的功能组成
3
分析自动感应式大灯的工作过程
4
完成课题练习
5
进行相关知识拓展
1
2
3
4
5
自动感应式大灯
07
板书设计
自动感应式大灯
1、进行新知引入
2、了解自动感应式大灯的功能
3、分析自动感应式大灯工作过程
4、完成课堂练习
5、进行知识拓展
课后作业。
1、简答题
08
课后作业
自动感应式大灯存在延迟启动时间，这个延迟设计是为了防止大灯在 时频繁开关，提高系统的准确性和可靠性。
短暂的光线变化
08
课后作业
2、简答题
自动感应式大灯在夜间驾驶和隧道驾驶时的工作原理是怎样的？请简要回答。
在夜间驾驶时，外界光线较弱，光线强度低于设定阈值，光线传感器感知后向控制器发送信息，控制器接收到信号后立即开启大灯，为车辆行驶提供照明。在隧道驾驶时，隧道内光线较暗，光线强度低于设定阈值，光线传感器把信号传输给控制器，控制器触发大灯开启，以满足驾驶照明需求。
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