小发明家:为好视力保驾护航 寒假出行安全防骗贴士 启事
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第1427期  总第总第58期期  2018年01月22日  星期一
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小发明家:为好视力保驾护航
来源:本站原创 作者:本报记者 刘 鸣 发布日期:2018-01-22 14:59:23

  小小求学少年,鼻子上架副眼镜,不仅影响美观,还影响着未来发展甚至一生的幸福。首先是近视拖累学习,近视产生的视物模糊、眼睛干涩酸痛、精神难以集中,以及情绪烦躁甚至头晕等现象,会让“小眼镜”比视力正常的孩子付出更多的时间和脑力劳动量。其次是拖累升学,在高考选择报考专业时有涉及到电子信息、生物工程、医学制药、飞行、航海技术等专业报考受限,严重影响孩子将来的人生职业规划。 
  那么如何才能有效防止近视呢?近日,合肥市第48中学学生何海约、张少杰、王浩宇给了一个解决方案,他们发明了一款“保护视力监督机”。

找出近视的主原

  他们从小就是有心的孩子,喜欢观察和思考,他们发现同班及同校的同学从小学开始一直到上初中,陆陆续续、三三两两地戴上了眼镜,表面上看带来一种书生的文雅,其实在生活中造成很多的不便,如雨雾天镜片容易沾上水蒸气,参加跑步打球等剧烈运动容易发生碰撞、滑落,还有的同学使用隐形眼镜感染上眼炎等。近视人群的急剧低龄化和扩大趋势,令家长、教育和医务工作者备感担忧。
  于是,他们利用业余时间调查青少年近视的原因,他们发现造成近视的原因很多,其中看电视距离过近是造成近视的一个重要因素。如何在人机之间始终保持一个最佳的观看距离,才能既做到不伤眼睛,又能健康地欣赏节目呢?
  “愿每个人都拥有一双清澈的眼睛。”他们在心里默默地说着。如果青少年在看电视时,有一种仪器能自动提醒注意保持最佳看电视的距离,甚至能在超过最佳距离时强制停止画面传输,就能在看电视的时候自动保护青少年的视力了。

对症下药“限距离”

  他们和家长一起去大型商场、银行、宾馆时,经常会遇到一些自动开关的门。当人和门之间小于一个确定距离的时候,门就会自动打开;反之,当人和门之间大于一个确定距离的时候,门就会自动关闭。这个机制让他们得到一个很好的启发,如果根据自动门的原理,发明一种自动控制电视机和观看者之间距离的仪器,可以帮助更多人保护视力。这种仪器可以定名为“保护视力监督机”。
  说干就干,他们经过查阅网络资料和有关书籍,进行了进一步的研究,自动门的原理主要是自动门本身配置有感应探头,它能发射出一种红外线信号或者微波信号,当此种信号被靠近的人反射时,就会实现自动开闭。先给定一个最佳的观看者和电视机的距离,再在电视机上安装一个超声波传感自动控制装置,面向看电视的方向检测电视机和观看者之间的距离,当传感器检测到观看者与电视机之间的距离小于给定距离时,自动控制装置就会自动关闭电视机声音,并发出“请远离电视”等提示语。
  基本原理搞清楚了,剩下的就是制作,准备电子元件、数据线、超声波传感器等材料,操作工具是少不了的,包括螺丝刀、3D打印机、热熔胶枪、电烙铁、万用表等,再有就是测定观看者和电视机之间的最佳距离,综合电视机对角线、画面高度等数据,给定最佳距离约为两米。在保护视力监督机内部嵌入了一个声音模块(已经录制过“请远离电视”提示语),在电视机内部引出接线,把电视机内部两个喇叭声音信号线引出,喇叭A连接保护视力监督机内部的5V继电器,喇叭B连接了手动控制开关。当保护视力监督机出现故障时,会出现要看电视时却没有声音的情形,这时就可以手动控制开关连接喇叭B的信号线,从而不影响看电视。为了更好地完成这次发明,辅导教师专门组织了他们一起集训,他们都具备一定的电路知识,在设备组装调试时发挥了很大的作用。
  通过在实验室、客厅及比赛的检验,保护视力监督机实现了“四个自动”(自动检测人机距离是否大于给定的最佳距离,自动发出报警提示音讯,自动强制关闭电视声音,自动保护观看者的视力),达到了在观看电视时保护青少年视力的初衷。

用业余时间圆“发明梦”

  他们的小发明获得有关奖励后,对记者谈起了他们的收获,通过合理利用业余时间,不断提高自身科学素养。每天完成作业后,都要挤出30分钟去查资料、细琢磨,掌握了简单的电路设计、布线、软件编程等实验室操作,学会了如何实现人机距离的自动控制。他们体会到在发明过程中,实际操作往往比想出一个思路更重要,一个思路再好,如果没有实际操作,永远只是“纸上谈兵”。
  当然,这次小发明得到了教师何军成、马柯的精心指导。在某些问题上,如传感器的工作原理、电路图的绘制、整体布局的设计等,作为初中生的他们是从未接触过的,虽然以前看书的时候也知道,但是,真的要动手去制作的时候,又觉得以前是似懂非懂、无从下手。面对这个“拦路虎”,两位教师循循善诱,顺着对自动门的理解,引导出传感器是怎么工作的、怎样接出喇叭信号线、怎样画电路图、怎样用软件实现整体布局、怎样操作3D打印机、怎样在故障条件下进行手动控制等,在教师的手把手指导下,最终弄懂、弄通了这些原来不太明白的技术问题,把保护视力的美好愿望变成了现实,圆了“发明梦”。

 

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