Ультразвук служит человеку

Актуальность

На данный момент инфраструктура города мало приспособлена для людей с ограниченными возможностями по зрению. Наше изделие – это шаг к исправлению ситуации. Для реализации проекта необходимо было изучить природу ультразвука, его распространение, основные свойства и возможности применения в быту.

Цель

Создать изделие под названием «Умный почтовый ящик» для людей с ограниченными возможностями по зрению для улучшения качества их жизни.

Задачи

1. Изучить природу ультразвука.

2. Осуществить сборку умного почтового ящика.

3. Провести тестирование и настройку изделия.

4. Внедрить изделие в быт.

5. Узнать общественное мнение.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Плата Arduino Nano
• Корпус пластиковый
• Шлейф провода
• Ультразвуковой датчик расстояния
• Фоторезисторы и светодиоды
• BUZZER (зуммер, звукоизлучатель)
• Расходный материал для пайки (олово, тагс)
• Персональный компьютер с установленным ПО (Arduino IDE, C++)

Описание

На первом этапе автор изучил природу ультразвука. Ультразвук — звуковые волны, имеющие частоту выше воспринимаемой человеческим ухом, обычно под ультразвуком понимают частоты выше 20 кГц. По физической природе ультразвук представляет собой упругие волны, и в этом он не отличается от звука, поэтому частотная граница между звуковыми и УЗ-волнами условна.

На следующем этапе автор начал сборку умного почтового ящика, его проверку и тестирование, внедрение его в быт. Для конструкции воспользовался ультразвуковым датчиком расстояния Arduino HC-SR04. Этот датчик работал по принципу измерения времени прохождения отражённого звука. Чтобы звук хорошо отражался от препятствий, датчик испускал ультразвук с частотой 40 кГц.

Почтовый ящик был собран на базе аппаратной платформы Arduino, снабжён пьезозуммером, подающим звуковые сигналы при приближении к объекту на заданное расстояние. Он отличается простотой в работе, надёжностью и экономичностью. Принцип работы этого прибора был основан на технике, применяемой различными животными. Ультразвуковые датчики выведены для большего восприятия возвратного сигнала.

Фактор расстояния до объекта важен, т. к. растёт вероятность отражения от соседних предметов, и ящик может некорректно работать. По запросу пользователя было настроено расстояние 5 см. (оно выведено экспериментальным путём). Это обеспечило удобное использование и корректную работу почтового ящика.

Результаты работы/выводы

Экспертом умного ящика согласилась стать моя подруга Александра Филатова, которая обучается в КОУ Воронежская школа-интернат № 3 для обучающихся с ограниченными возможностями здоровья. Она дистанционно по звуку зуммера узнаёт, заполнен ли почтовый ящик письмами и спамом или нет.

Вышеизложенный исследовательский проект можно считать состоявшимся и успешно проведённым, так как были выполнены все поставленные задачи. 

 Почтовый ящик СЕЧ является универсальным в работе, успешно справляется со своей задачей – помочь людям с ограниченными возможностями по зрению. Умный почтовый ящик может применяться и в обычных подъездах, т. к. его можно разместить удалённо и узнавать о наличии почты, не выходя из дома.

При конструкции изделия был применён метод рационального эргономического конструирования. Выполнено равенство компонентов системы «человек-техника-среда».

Перспективы использования результатов работы

На данный момент изделие является действующим и используется по месту жительства Александры.

Мнение автора

«Я в роботизированном мире вижу себя инженером-программистом, который конструирует, программирует и помогает роботам стать лучше и помогать людям. Для этого нужно учиться и осваивать профессию инженера-программиста.

Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» может приблизить меня к заветной мечте. Ведь цель конкурса – выявление и развитие у молодёжи творческих способностей, интереса к проектной, научно-исследовательской, инженерно-технической, изобретательской деятельности, популяризация научных знаний и достижений. Каждый изобретатель-мечтатель ищет свою «звезду в ночном небе» и идёт по жизни под «светом» этой звезды. Только настоящий инженер «светится» от своей идеи и «пламенеет» от создания своего изделия»