Контрольная точка: спроектируйте сигнал открытой двери

Ситуация и прогноз

В модели комнаты нужна лампа, которая сообщает: дверь открылась. Вы знаете о магнитах, токе, замкнутом пути и коде. На бумаге расположите небольшой магнит на двери, а геркон рядом с рамой. Предскажите, при каком положении цепь замкнётся. Помните: некоторые герконы замыкаются возле магнита, другие — размыкаются; проверьте тип выбранного датчика.

Разбираем новые слова

Геркон — переключатель с контактами в герметичной колбе, на которые влияет близкий магнит. Датчик превращает изменение обстановки в различимый электрический сигнал. Нормально разомкнутый геркон без магнита открыт, возле магнита замыкается. Чтобы лампа загоралась при открывании двери, такой геркон в простой последовательной цепи не подходит без инвертирующей схемы; можно выбрать нормально замкнутый тип или добавить подходящий модуль управления. Названия типов задают состояние без магнита.

Разбор учебных данных

Учебная таблица для нормально замкнутого геркона: дверь закрыта, магнит рядом — контакт открыт, LED выключен; дверь открыта, магнит далеко — контакт замкнут, LED включён. Питание 3 В, последовательно включён готовый LED-модуль с ограничением тока. Это логическая схема, а не рецепт подсоединять голый светодиод прямо к батарее.

Безопасная проверка

Сначала проведите бумажную проверку всех двух состояний и покажите схему взрослому. Реальное включение — только готовый низковольтный набор с защищённым светодиодным модулем. Не ставьте устройство на настоящую входную дверь как охранную систему. Запишите возможные ложные срабатывания от смещения магнита и способ их проверить.

Где рассуждение ломается

Ошибка — назвать датчик надёжным по одному удачному открыванию. Повторите цикл несколько раз, меняйте положение двери и проверяйте ошибочные сигналы. Ещё нельзя смешивать состояние контакта и смысл сообщения: «цепь замкнута» становится «дверь открыта» только благодаря выбранному расположению и правилу.

Опорная схема

Перенос в новую задачу

Добавьте вторую лампу для сигнала «дверь закрыта», не подключая два светодиода прямо к батарее. Какие данные и тип контактов вам нужны? Опишите, как проверили бы два сообщения, не выдавая предположение за измерение.

Проверь себя

Закройте объяснение и расскажите своими словами: что здесь действительно наблюдали, что было дано как учебный пример и какой вывод пока остаётся предположением? Затем поменяйте одно условие задачи и предскажите результат до повторного чтения. Если результат не совпал, найдите первый шаг, на котором ваш вывод разошёлся со схемой. Сильный ответ называет границы модели, а не только правильное слово или число. Вы можете выполнить эту проверку на бумаге, без прибора и регистрации.

Запись в лабораторный журнал

Добавьте страницу к «Лабораторному журналу моего мира». Запишите вопрос, прогноз до опыта, схему и таблицу условий. Отделите наблюдение от выданных учебных чисел. В последней строке укажите, что изменили, что сохранили постоянным, какой вывод поддерживают данные и чего они ещё не доказывают. При отсутствии опыта честно напишите «расчёт по условию» или «предположение», а не «измерено».

Вернуться к курсу «Физика»