Проекты

Многофункциональный светильник с дистанционным выбором режима работы

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Электроника и приборостроение»

Направление работы: Приборостроение, Микроэлектроника
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1002
Предметы: Физика, Информатика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» 2021 года

Актуальность

Свет – это очень важная переменная в нашей жизни. Порой мы даже не задумываемся над тем, как сильно освещение влияет на наше здоровье и настроение.

Многие люди, чтобы успеть на работу или учёбу, просыпаются очень рано. Часто зимой в это время бывает ещё темно, и поэтому, резко включив свет, ещё долгое время мы будем чувствовать усталость, потерю концентрации и дискомфорт. Для решения данной проблемы необходим светильник, имеющий так называемый режим «Будильник рассвет». Это означает, что в определённое время лампа включится и начнёт плавно увеличивать яркость свечения.

Цель

Создать многофункциональный настольный светильник.

Задачи

  1. Создать светильник с дистанционным управлением и автоматическим включением.
  2. Изучить влияние света на сон и здоровье человека.
  3. Научиться работать с устройствами и микроконтроллером в среде Arduino
  4. Изучить основы построения электрических схем

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

– Микроконтроллер Arduino (Uno или MEGA)

– ЖК-экран 16x2 (для вывода информации)

– Часы реального времени (для хранения точного времени при отключении питания)

– ИК-приёмник (для дистанционного управления)

– ИК-передатчик (пульт или смартфон с функцией ИК)

– Светодиодная лента

– Полевой транзистор с изолированным затвором (MOSFET)

– Блоки питания на 5 В и 24 В

Описание

Автор провёл анализ существующих решений, определил требования к устройству:

– Режим «будильник рассвет»

– Многосимвольный экран с подсветкой для вывода информации

– Часы с указанием числа месяца и дня недели

– Возможность управлять и выбирать режимы дистанционно, с помощью пульта или смартфона

– Возможность регулировки длительности включения

– Включение и отключение подсветки дисплея

– Защита от проблем, связанных с перебоями в сети (данные о будильнике и о текущем времени не пропадут из-за отключения электричества)

На основе этого был сформирован список необходимых комплектующих.

Далее автор смоделировал макет светильника в виртуальной среде разработки Tinkercad. После этого было собрано устройство, написан и отлажен код. Далее автором был изготовлен корпус. Устройство тестировалось в течение нескольких месяцев и показало себя очень хорошо.

Результаты работы/выводы

Результатом проекта стал полезный, функциональный и удобный светильник. Все изначально заложенные функции удалось реализовать.

Стоит отметить, что себестоимость данного светильника получилась в несколько раз дешевле чем у заводских аналогов. Устройство обладает ещё и некоторыми функциями, которых и вовсе нет у светильников серийного производства.

Перспективы использования результатов работы

Благодаря функции «Будильник рассвет» светильник может быть полезен многим людям, которые вынуждены просыпаться очень рано.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

РТУ МИРЭА Детский технопарк «Альтаир»

Мнение автора

«Я доволен устройством, которое у меня получилось. Разрабатывать его было очень интересно. Но самое главное, что в процессе работы я приобрёл очень ценные навыки и знания, которые, безусловно, пригодятся в дальнейшем»