防近視“視力寶”

廣東省韶關碧桂園外國語學校 李泓毅

設計背景：

近年來，由于中小學生用眼習慣差、用眼過度、戶外活動缺乏等因素，我國兒童青少年近視率不斷攀升，近視低齡化、重度化日益嚴重，“兒童青少年近視防控”已成為關系國家和民族未來的大問題，大家都應該高度重視。

我綜合運用3D 打印、編程等設計了作品“視力寶”，通過超聲波測距傳感器檢測眼睛與物體的距離是否安全，提醒兒童青少年視物時眼睛離物體不要太近，從而幫助他們養成良好的用眼習慣，預防近視。

查找資料：

預防近視最有效的方法是養成良好的用眼習慣，包括眼睛與所視物體保持安全距離，在用眼一段時間后適度休息。

眼睛與所視物體保持多遠的距離最合適呢？用眼多久后需要休息呢？

我上網查找相關資料，了解了這些信息：使用電腦時，眼睛與顯示屏的安全距離約為60 厘米；使用手機時，眼睛與手機的安全距離為40 厘米～50 厘米；看書時，眼睛與書本的安全距離約為33 厘米。兒童青少年在用眼約30 分鐘后應當休息。

制作過程：

1.連接硬件

選擇掌控板作為主控板，將掌控板與超聲波測距模塊等連接。

相比其他開源主控板，掌控板體積小、功能集中，能通過編程實現測距警報提示、定時休息提醒等功能，且可連接外部零件。

圖1 硬件被連接在一起

2.編輯程序

采用mPython 操作平臺編程，實現兩大功能：當超聲波測距傳感器與人臉的距離超過安全距離時，主控板發出警報，提醒用戶距離過近；當開啟自動計時功能后，一旦超過預設的時間，主控板就會發出警報，提醒用戶休息。

3.外觀設計

采用3D one 建模并3D 打印外殼。外殼能隱藏主控板及其他零件，起保護作用，且外觀美觀。

外殼上設有一個夾子，可使“視力寶”方便地夾在電腦、手機、書本等物品上，在不同的用眼場景中發揮功用。

圖2 3D 外殼及背后的夾子

使用方式及效果：

先打開“視力寶”外殼，再打開主控板電源開關，接著通過操控“視力寶”側面的觸摸開關選擇模式。

“視力寶”在開機后默認為電子產品使用模式，在這種模式下，當人臉與超聲波測距傳感器的距離小于40 厘米時發出警報，提醒用戶距離過近。

“視力寶”被切換為書本模式后，當人臉與超聲波測距傳感器的距離小于30 厘米時發出警報，提醒用戶距離過近。

“視力寶”被開啟后自動計時，當使用時間達到30 分鐘時，主控板播放音樂，提醒用戶休息。

圖3 “視力寶”上的觸摸開關

圖4 “視力寶”被切換為書本模式

創新點與展望：

“視力寶”攜帶方便，集多種功能于一體，能運用在不同的用眼場景中，通過傳感測距、用眼計時等幫助兒童青少年養成良好的用眼習慣。

“視力寶”在外觀上稍顯笨重，還有改進的空間。接下來，我會美化其外觀，改善用戶的使用體驗，并選用更小的組件，做出更實用的作品。

圖5 “視力寶”被夾在不同的物品上使用

老師推薦：

作者從生活實際出發，以保護兒童青少年視力為目標，通過軟硬件編程設計“視力寶”，有創意，重實踐，值得推薦。