Проекты

Система контроля безопасного для зрения детей использования компьютера

Работа победителя открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Информационные технологии, программирование, прикладная математика, социальный инжиниринг» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Биоинженерия
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1367
Предметы: Информатика
Классы: 11 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 18−20 апреля 2019 года

Цель

Разработка системы контроля безопасного для зрения детей использования компьютера.

Задачи

  • Проанализировать рынок.
  • Создать электронную схему устройства.
  • Запрограммировать Arduino, пользовательскую среду и связать их.
  • Разработать графический интерфейс.
  • Спроектировать корпус устройства.
  • Проанализировать полученные данные и провести экономические расчёты.

Описание

В рамках работы проведён анализ существующих решений. Выявлено, что на данный момент не существует проектов, способных контролировать параметры окружающей среды и информировать пользователя о замеченных отклонениях.

Согласно поставленным задачам разработан проект устройства профилактики нарушений зрения, создан прототип на базе микроконтроллера CH340G. Написан код для Arduino и пользовательской среды, разработан графический интерфейс. Спроектирован и напечатан корпус. Анализ результатов работы выявил перспективы развития проекта. Выполнена дополнительная задача: компилирование программы для свободного распространения программного обеспечения без его установки.

Результат

 

Создано устройство, которое способно отслеживать уровень освещённости, температуру и положение пользователя относительно экрана компьютера, анализировать полученные данные и информировать пользователя через оконный интерфейс.

Ограничение по времени работы за компьютером задается при входе в программу. Существует функция временной блокировки компьютера для проведения ребёнком разминки для глаз. 

Оснащение и оборудование

  • Персональный компьютер
  • Arduino
  • 3D-принтер

Компоненты:

  • датчик расстояния;
  • датчик температуры;
  • датчик освещённости;
  • светодиод;
  • резистор;
  • провода «мама-папа»;
  • плата макетная беспаечная.
  • Язык программирования Python 3 с использованием модуля tkinter.

Перспективы использования результатов работы

Планируется:

  • удешевить устройство, заказывая комплектующие из Китая напрямую у производителей, а также заменить Arduino Uno R3 на Arduino Mini и отказаться от макетной платы, при этом использовать пайку (эти действия помогут снизить стоимость устройства и уменьшить его габариты в несколько раз);
  • расширить функционал устройства;
  • используя веб-камеру, установленную в самом компьютере, вместо ультразвукового дальномера (веб-камера позволяет определять присутствия пользователя, его положение относительно экрана и более точно отслеживать время, проведённое ребёнком за компьютером);
  • создать полноценное приложение для компьютера с возможностью контроля безопасности в интернете и контроля приложений, либо создать совместное решение вместе с уже существующими проектами.

Награды/достижения

Городской этап Московского городского конкурса исследовательских и проектных работ – призёр.

Сотрудничество с вузом при создании работы

Экспертные заключения от представителей вузов: МИЭМ НИУ ВШЭ, МАИ, МИРЭА.

Особое мнение

«Была проделана большая работа по созданию проекта, намечены перспективы дальнейшей работы в целях расширения функционала устройства»