Đang tải... (xem toàn văn)
Hiện nay, tỷ lệ học sinh đa số học sinh bị cận thị là do trong quá trình học tập ánh sáng không được cung cấp đủ hoặc sử dụng ánh sáng sai cách, không phù hợp gặp không ít bất tiện trong việc học tập và sinh hoạt. Cận thị nếu không được ngăn chặn và khắc phục tốt thì sẽ dẫn tới mù lòa. Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tật cận thị ở lứa tuổi học sinh như di truyền, dinh dưỡng, môi trường ánh sáng không phù hợp... Việc chọn sai đèn học cũng là nguyên nhân chủ yếu gây ra cận thị nên việc chọn đèn học phù hợp cũng là biện pháp phòng chống cận thị rất quan trọng để phục vụ việc học tập. Việc học tập với cường độ liên tục trong thời gian dài là một trong những nguyên nhân chính dẫn tới các bệnh về mắt như: khô mắt, mỏi mắt và suy giảm thị lực học đường. Do đó, việc nhắc nhở học sinh sau thời gian dài tập trung liên tục vào sách vở cần cho mắt nghỉ ngơi là việc cần thiết. Ngày nay khoa học, kĩ thuật phát triển nhanh chóng đã tạo ra nhiều thiết bị điện tử hiện đại,các cảm biến thông minh để giải quyết một số vấn đề đặt ra trong thực tiễn, giá thành của các sản phẩm này không quá đắt. Trong thực tế đã có người chế tạo đèn học có chức năng bảo vệ mắt. Qua tìm hiểu thì các đèn học này đều không tự điều chỉnh độ sáng phù hợp với môi trường xung quanh, không đưa ra tín hiệu nhắc nhở khi học sinh học tập liên tục trong thời gian dài. ⇒ Xuất phát từ những lý do trên chúng em có ý tưởng tạo đèn học để bàn có thể tự động điều chỉnh độ sáng với môi trường xung quanh, đưa ra tín hiệu nhắc nhở khi học sinh học tập liên tục trong thời gian dài và có khả năng tự động tắt đèn khi người học không sử dụng đèn.
MỤC LỤCC LỤC LỤCC A Lí chọn đề tài B Câu hỏi nghiên cứu; Giả thuyết khoa học; Vấn đề nghiên cứu; C Thiết kế phương pháp nghiên cứu D Tiến hành nghiên cứu Nguyên cứu tài liệu Chỉ hạn chế đèn học thị trường Xác định tính đèn học có chức bảo vệ mắt 4 Lựa chọn vật liệu .4 Thiết kế, lắp đặt .6 Kết hoạt động Kết luận E Tài liệu tham khảo .9 ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU (Kèm theo Tờ khai dành cho học sinh (1A)) A Lí chọn đề tài - Hiện nay, tỷ lệ học sinh đa số học sinh bị cận thị trình học tập ánh sáng không cung cấp đủ sử dụng ánh sáng sai cách, không phù hợp gặp không bất tiện việc học tập sinh hoạt Cận thị không ngăn chặn khắc phục tốt dẫn tới mù Có nhiều ngun nhân dẫn đến tật cận thị lứa tuổi học sinh di truyền, dinh dưỡng, môi trường ánh sáng không phù hợp Việc chọn sai đèn học nguyên nhân chủ yếu gây cận thị nên việc chọn đèn học phù hợp biện pháp phòng chống cận thị quan trọng để phục vụ việc học tập - Việc học tập với cường độ liên tục thời gian dài nguyên nhân dẫn tới bệnh mắt như: khô mắt, mỏi mắt suy giảm thị lực học đường Do đó, việc nhắc nhở học sinh sau thời gian dài tập trung liên tục vào sách cần cho mắt nghỉ ngơi việc cần thiết - Ngày khoa học, kĩ thuật phát triển nhanh chóng tạo nhiều thiết bị điện tử đại,các cảm biến thông minh để giải số vấn đề đặt thực tiễn, giá thành sản phẩm không đắt - Trong thực tế có người chế tạo đèn học có chức bảo vệ mắt Qua tìm hiểu đèn học không tự điều chỉnh độ sáng phù hợp với mơi trường xung quanh, khơng đưa tín hiệu nhắc nhở học sinh học tập liên tục thời gian dài ⇒ Xuất phát từ lý chúng em có ý tưởng tạo đèn học để bàn tự động điều chỉnh độ sáng với mơi trường xung quanh, đưa tín hiệu nhắc nhở học sinh học tập liên tục thời gian dài có khả tự động tắt đèn người học không sử dụng đèn B Câu hỏi nghiên cứu; Giả thuyết khoa học; Vấn đề nghiên cứu; Như biết: Đôi mắt cửa sổ tâm hồn chúng ta, nơi tìm thấy niềm vui, nỗi buồn,… việc đọc sách lâu mà không đủ ánh sáng khiến mỏi mắt, mắt mắc tật khúc xạ gia tăng độ cận người cận thị, việc học tập với cường độ liên tục thời gian dài nguyên nhân dẫn tới bệnh mắt như: khô mắt, mỏi mắt suy giảm thị lực học đường Với thời đại công nghệ thông tin ngành điện tử dần phát triển mạnh làm tạo thiết bị vi điều khiển ứng dụng cho đèn học để bàn cho người khác? Vấn đề nghiên cứu là: Tạo đèn học để bàn có chức bảo vệ mắt Sử dụng vi điều khiển arduino Pro Mini 5V, cảm biến cường độ ánh sáng Lux BH1750, cảm biến thân nhiệt chuyển động PIR HC-SR501, mạch Volume xoay Rotary Encoder 360 độ KY-040, ứng dụng loa Buzzer 5V,thiết kế đèn sử dụng hai chế độ tự động chế độ bình thường, chọn vật liệu thích hợp để gia cơng, lắp ráp máy, đưa vào sử dụng thử nghiệm để đánh giá tính tiện dụng, độ ổn định đèn, điều chỉnh hoàn thiện sản phẩm Giả thuyết nghiên cứu: Dự án đề tài nghiên cứu thuộc lĩnh vực phần mềm hệ thống nhúng Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo đèn học có chức bảo vệ mắt với tính năng: tự động điều chỉnh độ sáng với mơi trường xung quanh, đưa tín hiệu nhắc nhở học sinh học tập liên tục thời gian dài có khả tự động tắt đèn người học không sử dụng đèn, thiết bị hoạt động ổn định, sử dụng tiện lợi, dễ dàng bảo quản sửa chữa C Thiết kế phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu tài liệu, chế tạo tạo thết bị, chuyên gia, thực nghiệm - Trong trình thực đề tài, chúng em nghiên cứu tài liệu để tìm hiểu kiến thức, thu thập thơng tin làm sở khoa học thực tiễn đề tài sau: + Các ưu điểm hạn chế đèn học để bàn có thị trường Việt Nam + Nguyên tắc hoạt động vi điều khiển arduino Pro Mini 5V + Nguyên lý hoạt động cảm biến cường độ ánh sang + Nguyên lý hoạt động cảm biến thân nhiệt chuyển động + Nguyên lý hoạt động của mạch Volume xoay + Nguyên tắc hoạt động loa Buzzer - Công đoạn lắp đặt mô-đun đèn: + Kiểm tra hoạt động thiết bị (cảm biến cường độ ánh sáng, cảm biến thân nhiệt chuyển động, mạch Volume xoay,…) trước sau lắp đặt mô-đun + Kiểm tra hoạt động đèn lắp đặt tổng thể - Công đoạn sử dụng thử nghiệm: Sau chế tạo, đèn đưa vào sử dụng thử nghiệm Từ ứng dụng thực tế, nhận xét ý kiến góp ý bạn sử dụng, chúng em đánh giá tính ổn định vấn đề cần điều chỉnh, hoàn thiện sản phẩm - Tiến hành thiết kế: Thời gian TT Nội dung công việc Người thực thực Xây dựng ý tưởng nghiên cứu 03/09/2021 Hs Nguyễn Thị Kin Hân Hs Trần Minh Tuấn 02/01/2022 Gv Lê Thị Mai Nghiên cứu tài liệu, thực tế 03/09/2021 Hs Nguyễn Thị Kin Hân Hs Trần Minh Tuấn 07/09/2021 Tìm hiểu tính số máy 09/09/2021 Hs Nguyễn Thị Kin Hân thị trường: Hs Trần Minh Tuấn 12/09/2021 Dự kiến tính thiết bị 13/09/2021 Hs Nguyễn Thị Kin Hân Hs Trần Minh Tuấn 16/09/2021 Gv Lê Thị Mai dẫn Xác định mô-đun máy: 17/09/2021 Hs Nguyễn Thị Kin Hân Hs Trần Minh Tuấn 20/09/2021 Gv Lê Thị Mai Lựa chọn thiết bị, vật liệu chế tạo 21/09/2021 Hs Nguyễn Thị Kin Hân Hs Trần Minh Tuấn 29/09/2021 Gv Lê Thị Mai Xây dựng thiết kế, lắp đặt, thử nghiệm, kiểm tra: Sử dụng thử nghiệm Điều chỉnh, hoàn thiện sản phẩm 10 Hồn thiện Báo cáo tóm tắt kết nghiên cứu 30/09/2021 29/10/2021 30/10/2021 30/11/2021 30/11/2021 30/12/2021 01/01/2022 15/01/2022 Hs Nguyễn Thị Kin Hân Hs Trần Minh Tuấn Gv Lê Thị Mai Hộ gia đình địa phương Hs Nguyễn Thị Kin Hân Hs Trần Minh Tuấn Gv Lê Thị Mai Hs Nguyễn Thị Kin Hân Hs Trần Minh Tuấn Gv Lê Thị Mai D Tiến hành nghiên cứu Hướng dẫn cách tạo thành đèn học để bàn có chức bảo vệ mắt: Nguyên cứu tài liệu Có thể sử dụng biến cường độ ánh sáng để điều chỉnh cường độ ánh sáng đèn học Sử dụng cảm biến thân nhiệt chuyển động để xác định có người sử dụng đèn Sử dụng mạch Volume xoay để điều chỉnh chế độ sử dụng đèn Sử dụng vi điều điều khiển để xử lý tín hiệu cảm biến Chỉ hạn chế đèn học thị trường Trên thị trường có số đèn học để bàn Tuy nhiên, sản phẩm chưa có số tính để bảo vệ mắt như: Tự động điều chỉnh độ sáng, tự động tắt khơng có người sử dụng nhắc nhở người dùng cho mắt nghỉ ngơi Xác định tính đèn học có chức bảo vệ mắt + Tự điều chỉnh độ sáng đèn với ánh sáng bên ngồi + Tự động tắc khơng có người + Nhắc nhở người học đọc sách lâu phải cho mắt nghỉ ngơi Lựa chọn vật liệu * Tiêu chí lựa chọn thiết bị, vật liệu chế tạo: - Vật liệu dễ tìm kiếm, phổ biến thị trường - Đảm bảo an toàn, ổn định sử dụng - Giá thành thấp * Các thiết bị, vật liệu chế tạo: Bảng Một số vật liệu, thiết bị cần thiết để chế tạo đèn học có chức bảo vệ mắt STT Tên thiết bị Board mạch chủ Arduino Pro Mini 5V Thông số kỹ thuật - Arduino Pro Mini 5V 16Mhz - IC chính: ATmega328P-AU - Tần số xung thạch anh: 16Mhz 5 - Điện áp sử dụng: 5VDC - Số chân Digital: D0~D13 - Số chân Analog: A0~A7 - Thiết kế nhỏ gọn, linh kiện gia công board mạch chất lượng cao - Tương thích Code với Arduino Uno Nano Mạch Volume Xoay Rotary Encoder 360 Độ KY-040 - Điện áp sử dụng: 3~5VDC - Độ phân giải 20 xung/vòng Cảm Biến Cường Độ Ánh Sáng Lux BH1750 - Nguồn: 3~5VDC - Giao tiếp: I2C - Khoảng đo: -> 65535 lux - Kích cỡ: 21*16*3.3mm Cảm Biến Thân Nhiệt Chuyển Động PIR HCSR501 Còi Buzzer 5V - Nguồn : 3.5V - 5.5V - Dòng điện tiêu thụ: 80 dB - Nhiệt độ hoạt động:-20 °C đến +70 °C - Kích thước : Đường kính 12mm, cao 9,7mm Nguồn adapter - Điện áp ngõ vào:100~240VAC, 50/60Hz - Điện áp ngõ ra: 5VDC - Phạm vi phát : góc 360 độ hình nón, độ xa tối đa 6m - Nhiệt độ hoạt động : 32-122 ° F ( 050 ° C) - Điện áp hoạt động : DC 3.8V - 5V - Mức tiêu thụ dòng: ≤ 50 uA - Thời gian báo: 30 giây tùy chỉnh biến trở - Độ nhạy điều chỉnh biến trở - Kích thước: 1,27 x 0,96 x 1.0 ( 32,2 x 24,3 x 25,4 mm) - Dòng điện ngõ tối đa: 1A (nếu sử dụng liên tục nên cung cấp mức 80% công suất) - Kiểu nguồn: nguồn xung - Kiểu giắc ngõ ra: Chuẩn Jack DC tròn đường kính ngồi 5.5mm, đường kính phù hợp với lỗ kim từ 2.1~2.5mm Đèn led - Điện áp sử dụng: 5VDC - 72 đèn led Thiết kế, lắp đặt a Thiết kế cấu tạo thiết bị Hình Sơ đồ cấu tạo thiết bị b Sơ đồ kết nối linh kiện Hình Sơ đồ kết nối linh kiện c Lưu đồ thuật tốn hệ thống Hình Lưu đồ thuật tốn hệ thống d Lắp ráp linh kiện Hình 4: Lắp ráp linh kiện vào thiết bị lập trình Kết hoạt động - Trong trường hợp người sử dụng không dùng chế độ tự động: Trước tiên người sử dụng bật đèn núm điều chỉnh Người sử dụng điều chỉnh độ sáng đèn cho phù hợp với vùng đọc viết cách xoay núm điều chỉnh Nếu người sử dụng dùng đèn thời gian liên tục tới phút 45 đèn phát tín hiệu âm nhắc nhở người sử dụng cần cho mắt nghỉ ngơi Khi người sử dụng rời khỏi bàn học vòng 15 giây đèn tự động tắt - Trong trường hợp người sử dụng dùng chế độ tự động: Trước tiên người sử dụng bấm chọn chế độ tự động Cảm biến cường độ ánh sáng xác định cường độ ánh sáng vùng đọc viết người sử dụng để board mạch chủ tự động chỉnh ánh sáng cho phù hợp Nếu người sử dụng dùng đèn thời gian liên tục tới phút 45 đèn phát tín hiệu âm nhắc nhở người sử dụng cần cho mắt nghỉ ngơi Khi người sử dụng rời khỏi bàn học vòng 15 giây đèn tự động tắt Kết luận Đã chế tạo thành cơng đèn học có chức bảo vệ mắt với tính năng: Tự điều chỉnh độ sáng đèn với ánh sáng bên ngoài, tự động tắc khơng có người, nhắc nhở người học đọc sách lâu phải cho mắt nghỉ ngơi Sản phẩm có tính so với sản phẩm có thực tế là: tự động điều chỉnh độ sáng với xung môi trung quanh, đưa tín hiệu nhắc nhở học sinh học tập liên tục thời gian dài có khả tự động tắt đèn người học di chuyển khỏi bàn học Với đèn học để bàn có chức bảo vệ mắt giúp cho người hết lứa tuổi học sinh chúng em sinh viên bảo vệ sức khỏe thân với tình trạng phần lớn việc mắt bị khô, mõi mắt suy giảm thị lực học đường ngày tăng cao E Tài liệu tham khảo Ngôn ngữ lập trình cho arduino, hướng dẫn hàm cần thiết cho dự án [Online] [Nguồn]: http://arduino.vn/reference Sách Vi Điều Khiển Và Ứng Dụng - Arduino Dành Cho Người Tự Học (Tái Bản 2019)-KS Phạm Quang Huy-NXB niên Giáo Trình Arduino Tiếng Việt, Khoa điện tử viễn thơng – Học viện Hàng không Việt Nam Cường độ ánh sáng tiêu chuẩn [Online] Nguồn: https://www.ankhanggroup.com/cuong-do-anh-sang-cua-den-led-la-gi#:~:text= %C4%90%E1%BB%83%20%C4%91%E1%BB%8Dc%20s%C3%A1ch%20th %C3%AC%20m%E1%BB%A9c,ph%C3%B2ng%20ngh%E1%BB%89%20l %C3%A0%20150%20lux%E2%80%A6 Tài liệu Internet Gv hướng dẫn An Quảng Hữu, ngày 20 tháng 01 năm 2022 Nhóm HS thực Hs1 Hs2 Lê Thị Mai Trần Minh Tuấn Nguyễn Thị Kim Hân Xác đơn vị Trường THCS An Quảng Hữu