多功能智能護眼臺燈

滄州市水月寺小學 王 奧

據(jù)調查顯示，中國學生的近視率排世界第二，小學生為40.89%。我們通過調查發(fā)現(xiàn)，我們學校五年級每班都有5名以上同學戴上了眼鏡,成了近視眼。這與不正確的用眼習慣有著直接關系,所以保持正確的用眼習慣能有效減緩視力下降。這需要家長的長期監(jiān)督，可是家長很忙，學生寫作業(yè)時家長不一定在家。我們因此受到啟發(fā)，設計制作了一個能夠陪伴小學生讀書寫作業(yè)的多功能智能護眼臺燈。它能替代家長陪伴小學生讀書學習，控制適宜光強度，矯正小學生用眼習慣，培養(yǎng)小學生的正確書寫姿勢，在休息時間與小學生進行良好的人機互動，讓學習過程勞逸結合，變得不再枯燥，還具備防暑降溫功能。

一、作品設計思路

多功能智能護眼臺燈可以放在書桌上，培養(yǎng)我們正確的書寫姿勢和用眼習慣；休息時間，多功能智能護眼臺燈還可與我們進行人機互動，為我們唱歌、講故事等，讓大腦得到放松；具備風扇功能，天熱時可以為我們降溫。在輔導老師的指導下，我們通過顏色傳感器、超聲波傳感器、觸碰傳感器以及按鍵等來完成人機互動。

二、作品應用的科學原理

在機器人搭建和編程調試過程中，我們學到了很多科學原理，例如EV3顏色傳感器是一種數(shù)字傳感器,它可以檢測到進入傳感器表面小窗口的顏色或光強度，環(huán)境光強度發(fā)生改變時，它就能讀取光強改變值。超聲波傳感器是利用壓電效應原理，通過發(fā)射和接收超聲波，測量傳感器到小學生之間的距離。觸覺傳感器就是一個電路開關，通過觸碰實現(xiàn)接通電路，從而控制機器人移動和風扇開關調速。在多功能智能護眼臺燈編程過程，我們還運用了圓的周長計算公式，通過控制電機旋轉角度來精確控制機器人旋轉的角度等科學原理等。

三、作品研制過程

1.多功能智能護眼臺燈采用樂高EV3套裝進行搭建，運用了兩個大型電機、一個中型電機、一個顏色傳感器、一個超聲波傳感器、一個觸碰傳感器、一個控制核心及部分連接部件構成。

2.機器人的顏色傳感器可以測量環(huán)境光強度，我們設置了一個適宜光強度范圍，當環(huán)境光強度低于或高于適宜書寫光強度范圍時,機器人語音提示要求調整光強度。

3.超聲波傳感器可以測量小學生到超聲波傳感器的距離，若低于適宜用眼安全距離（30厘米）時，會發(fā)出警報，提醒小學生保持正確的書寫姿勢和安全的用眼距離。

4.當書寫二十分鐘后，系統(tǒng)計時器傳感器就會提醒小學生進入休息時間。休息時間可以進行人機互動，五個控制核心按鍵分別控制不同的人機互動形式,講故事可通過1鍵控制,說笑話可通過2鍵控制，聽歌由3鍵控制，腦筋急轉彎由4鍵控制，詩詞欣賞由5鍵控制。

5.觸碰傳感器控制著機器人風扇的開啟關閉和調速。兩個大型電機分別控制機器人驅動,中型電機控制著風扇轉動。

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