隨著人們環保意識和低碳意識的不斷增強,“低碳生活”不再僅僅是一句口號,而是成為了一種生活時尚。越來越多的人,開始遵循低碳原則,并將其融入到自己的日常生活中。
本期,且看未來愛迪生們想出了哪些創意,制作了哪些發明,為大家能夠更好地實現低碳生活出力。
樓宇廣告屏節能裝置
現在許多樓宇底層電梯廳旁的墻壁上都設有循環播放的廣告屏,以供人們在等電梯時觀看。但其實很多時間段并沒有人觀看,特別是住宅小區的廣告屏,工作日過了上下班高峰后人流明顯減少,可它還是在不停地滾動播放,這樣十分浪費電能。
因此,我想發明一款樓宇廣告屏節能裝置(如右圖)。該裝置由單片機(Arduino控制板)、超聲波傳感器、距離顯示器、電源等組成。該裝置工作時,首先由傳感器識別廣告屏前是否有人,當識別到無人時,廣告屏呈關閉狀(主機并未關閉);當識別到有人時,廣告屏會突然點亮,這樣人們就會被突然出現的廣告畫面所吸引;當再次識別到無人時,稍作延時后廣告屏緩慢關閉。因為電能的無謂消耗主要是顯示部分,所以為避免反復重啟廣告屏,我設計的裝置只是關閉顯示器,而不是關閉整個廣告屏系統。
切勿小看它的節能效用,日積月累,一年下來就能節約很多的電能。若所有的樓宇廣告屏都裝上我的節能裝置,節省的電能就非常可觀了。
上海市黃浦區青少年活動中心 金為蔚
指導老師 楊慶國
一鈕到位的電視遙控器
在日常生活中,我發現一個現象:人們總是習慣用遙控器關閉電視,這使得很多電視機長期處于待機狀態,造成了大量的電能損耗。
所以我設計發明了一款可以實現遠距離遙控的一鈕到位電視遙控器。如右圖所示,這款電視遙控器在原有遙控器的基礎上,新增加了一個遙控電源總開關按鈕。這一按鈕,通過發射紅外線,來遙控電源總開關,從而實現直接切斷電源的功能。如此一來,不僅可以讓人們方便地徹底關閉電視機,而且能夠解決電視機待機能耗的問題。
上海交通大學附屬第二中學 歐陽簡
指導老師 王 艷
專家說:歐陽簡同學設計的是遙控電源,解決了電視機待機耗電的問題。不過歐陽簡同學似乎沒有考慮到電源要接收遙控信號,也需要有一個控制電路,也有待機問題。做研究要注意,是否解決了一個問題,又產生了一個新的問題。這里,希望歐陽簡同學比較一下,電源待機和電視機待機,誰的能耗更小一些。
可擦寫的書桌
在學校,每天我都會使用草稿紙,即使盡量書寫工整,減小字體,并且兩面使用,一天下來還是會用掉好幾張。雖然家里負擔幾張草稿紙的錢,根本不成問題,但是,如果將一年下來用的草稿紙統計在一起,這種消耗也會是一個驚人的數字。
所以我設計了一款可擦寫的書桌,來減少這種消耗。這款書桌臺面略大,書桌的右側安裝有一塊可以反復擦寫的板(磁性寫字板)。當想打草稿時,直接在板上書寫即可,用完后只要輕輕一滑,就能將板面上的字跡消除,待下次重復使用。
使用磁性寫字板作為板面材料,成本較低,易于改造,但板面有限,資料不易于保留。所以,我考慮今后改進板面材料,用電子屏板替換磁性板,雖成本有所提高,但可書寫更多內容,資料也易于留存。
華東師范大學松江實驗中學 蔣駿彥 費亦涵
指導老師 張一棟
專家說:關注生活中的點滴小事,發現問題,著手解決問題,值得鼓勵。但是如果用磁性寫字板,不固定在桌子上,豈不是用起來更方便?而且如兩位同學所說,因為磁性寫字板不適合寫小字,所以顯得板面有限,用電子屏更好。但是電子屏是不是也不用裝在桌子上,從而可以使它發揮更大的作用。
專家說:金為蔚同學能敏感地發現樓宇廣告屏有進一步節能的可能,設計了這套節能裝置,非常好。該裝置利用超聲波傳感器,可以通過探測人與廣告屏的距離,從而決定廣告屏顯示器的開關。希望金同學能考慮到顯示器打開約有2秒左右的滯后,這2秒廣告對于廣告發布者也是寶貴的。此外,顯示器頻繁開關真能節能嗎?所以是否可考慮改用調節顯示器亮度的方案。
讓教室更加明亮
我們上課的教室,共有6盞燈,分為2列,每列3盞。一遇到陰天、下雨,只有離燈較近的2列位置,才能獲得足夠明亮的光線,其他4列位置則光線較暗。
為此,我想在不增加任何電氣設備和用電量的情況下,利用物理上的光線反射和聚焦原理,改進制作一款日光燈罩,使所有同學都能照射到足夠的燈光,從而保護大家的視力。
我制作的日光燈罩,如右圖所示。它在三個方面作了改進:第一,加寬了燈罩,因為目前我們用的日光燈的功率已經足夠高,加寬燈罩后,雖然損失了一些強度,但增大了燈光的照射范圍;第二,將燈罩設計為圓弧反射罩,根據反射原理,可進一步增大照射范圍,增強亮度;第三,調節燈管的位置,將同一盞燈兩根燈管間的水平距離適當拉大,上下位置調節至圓弧反射罩的焦點,增加反射的光強。
上海市新中初級中學
張佳曜 曹閏澤 水奕菲
指導老師 程 雄
專家說:教室燈光不均勻的問題,所有的同學和老師均有體會,但是不見得大家都有勇氣著手去解決它。這三位同學真不錯,能思考,還動手做了模型。希望研究繼續下去,一是通過實驗測試證明你們的方案是否真的好;二是找出這個方案實施中有什么困難;三是進一步擴展思路,查閱資料,研究教室照明究竟怎樣才有助于保護所有學生的視力。
本刊在2015年12期 “未來愛迪生”欄目中,策劃過一期以“粉筆灰大作戰”為主題的發明特輯。未來愛迪生們的奇思妙想,引起了許多同學的共鳴,他們也希望將自己的想法與大家分享。本期,就讓我們來看看,為對付粉筆灰,同學們還有哪些發明。
無線充電吸塵黑板擦
我在《中學科技》雜志上看到一個發明作品“吃粉筆灰的黑板擦”(如右圖),它是在普通黑板擦的基礎上,加裝帶毛刷的滾輪,從而可以邊擦黑板邊收集粉筆灰。
受到它的啟發,我發明一款具有無線充電功能的吸塵黑板擦(如下圖)。該裝置使用無線充電模塊對鋰電池進行充電,由控制電路判斷鋰電池是否充滿。當電池充滿時,指示燈顯示藍色;不滿時顯示紅色。擦試時,電動機帶動渦輪風扇,將粉筆灰直接吸入內部的濾塵袋中,實現吸塵的作用。當粉筆灰收集到一定量時,打開后蓋松開袋口很方便將粉筆灰清除。這款發明的吸塵和集塵效果是不是更棒?
上海市航華第二中學 宋婧晶
指導老師 查國青
智能黑板擦
我發明了一款智能黑板擦,希望讓老師和同學不再為擦黑板而煩惱。這個裝置,我借助了mBlock編程軟件,用相應的機械零件和感應裝置制作而成。各部分組件及功能如下圖所示。啟動裝置后,黑板擦就會自動先橫向后豎向地移動,從左上開始逐行下移到右下,然后再回到左上的初始位置。為了保證擦試的最佳效果,一般來回2~3次即可。
上海市 吳泓毅
指導老師 何天起
(A)將普通的黑板擦固定在機械手臂上;
(B)橫向移動驅動裝置;
(C)超聲波感應裝置,控制黑板擦橫向來回移動的距離;
(D)豎向移動驅動裝置;
(E)超聲波感應裝置,控制黑板擦豎向來回移動的距離;
(F)將集成電路板隱藏在黑板后面;
(G)黑板。