方便起夜的LED紅外感應(yīng)地毯

江蘇省江陰市華士實(shí)驗(yàn)中學(xué) 李雨洹

一、確定選題

夜晚起床上衛(wèi)生間或喝水時(shí)，由于床頭燈的開(kāi)關(guān)離人有一段距離，不能方便地觸摸到，所以人們有時(shí)會(huì)因嫌麻煩而先下床穿好鞋子再開(kāi)燈。但這帶來(lái)了一個(gè)新的問(wèn)題，就是找不到鞋子，或者即便找到了鞋子也會(huì)穿反，有時(shí)心急了還會(huì)不小心踩在地上或摔倒。

在學(xué)校的發(fā)明課上，我學(xué)習(xí)了紅外傳感器的相關(guān)知識(shí)，老師鼓勵(lì)我們將其應(yīng)用到生活中解決實(shí)際問(wèn)題，于是我就想到了之前遇到的問(wèn)題。

為改變起夜時(shí)“盲穿”鞋子的尷尬，我決定制作一種方便起夜的LED紅外感應(yīng)地毯。

二、研究過(guò)程

確定選題后，我與多名同學(xué)進(jìn)行了交流，發(fā)現(xiàn)起夜時(shí)先穿鞋子再開(kāi)燈的人不在少數(shù)，而且他們都表示經(jīng)常發(fā)生找不到鞋子或反穿鞋子的尷尬，這更堅(jiān)定了我研究這個(gè)問(wèn)題的決心。

我想了幾個(gè)初步的設(shè)計(jì)方案，并與同學(xué)們進(jìn)行了討論，還請(qǐng)教了老師。

我還查找了大量的專利文獻(xiàn)并進(jìn)行了查新檢索，避免重復(fù)性研究。

最后，我在老師的指導(dǎo)下確定了最終的研究方案：

將紅外傳感器安裝在床下方的側(cè)板上，位置靠近人下床時(shí)的小腿肚位置，便于觸發(fā)。將LED燈安裝在地毯四周，電池盒和控制器等安裝在床板內(nèi)側(cè)。這樣人晚上起夜時(shí)，小腿部位就會(huì)觸發(fā)紅外傳感器，啟動(dòng)電源開(kāi)關(guān)，打開(kāi)LED燈，照亮地毯，從而保證能迅速找到并穿上鞋子。人走后，LED燈延時(shí)熄滅。

確定方案后，我進(jìn)行了方案優(yōu)化和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。與此同時(shí)，為了制作作品模型，我報(bào)名參加了學(xué)校的3D打印興趣課，利用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)易床的三維圖紙，并在老師的協(xié)助下用激光切割機(jī)切割木材，將其制作成模型。我還網(wǎng)購(gòu)了電子元件等制作器材。

我花了大概6個(gè)小時(shí)安裝、焊接和調(diào)試，制作完成后，經(jīng)過(guò)測(cè)試，裝置的效果很好。

圖1 裝置結(jié)構(gòu)示意圖

三、完善設(shè)想

一是改進(jìn)床的結(jié)構(gòu)，便于安裝電池盒及電子元件。二是在地毯的底部安裝小吸盤(pán)，增加地毯與地板之間的摩擦力，從而增強(qiáng)地毯的防滑效果。三是改進(jìn)控制器設(shè)置，實(shí)現(xiàn)LED燈延時(shí)時(shí)間多擋調(diào)節(jié)。

（指導(dǎo)老師：謝飛）

專家點(diǎn)評(píng)

李雨洹的“方便起夜的LED紅外感應(yīng)地毯”是一項(xiàng)符合學(xué)生年齡特征和認(rèn)知水平的改進(jìn)性發(fā)明。這項(xiàng)發(fā)明體現(xiàn)了三個(gè)方面的特點(diǎn)：

第一，它來(lái)源于發(fā)明人自己的生活經(jīng)歷，這是當(dāng)前科創(chuàng)教育、科創(chuàng)競(jìng)賽活動(dòng)都著重強(qiáng)調(diào)的關(guān)鍵點(diǎn)。只有這樣才能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和提出問(wèn)題的能力。

第二，發(fā)明過(guò)程、研究方法符合科學(xué)研究的規(guī)范和程序，全面了解、搜集相關(guān)研究成果，客觀公正地對(duì)已有的成果進(jìn)行認(rèn)真分析和評(píng)價(jià)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，改變了一些作品看似先進(jìn)，實(shí)則成本高、技術(shù)復(fù)雜等缺點(diǎn)。

第三，作者具有實(shí)事求是的科學(xué)精神，能將復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，使之更有益于滿足社會(huì)的需要和作品的推廣應(yīng)用。

總之，我們應(yīng)向李雨洹同學(xué)學(xué)習(xí)，積極參加學(xué)校興趣小組社團(tuán)活動(dòng)，通過(guò)小制作、小發(fā)明、小創(chuàng)造等科創(chuàng)活動(dòng)，培養(yǎng)自己的創(chuàng)新品格。