方便起夜的LED紅外感應地毯

江蘇省江陰市華士實驗中學 李雨洹

一、確定選題

夜晚起床上衛生間或喝水時，由于床頭燈的開關離人有一段距離，不能方便地觸摸到，所以人們有時會因嫌麻煩而先下床穿好鞋子再開燈。但這帶來了一個新的問題，就是找不到鞋子，或者即便找到了鞋子也會穿反，有時心急了還會不小心踩在地上或摔倒。

在學校的發明課上，我學習了紅外傳感器的相關知識，老師鼓勵我們將其應用到生活中解決實際問題，于是我就想到了之前遇到的問題。

為改變起夜時“盲穿”鞋子的尷尬，我決定制作一種方便起夜的LED紅外感應地毯。

二、研究過程

確定選題后，我與多名同學進行了交流，發現起夜時先穿鞋子再開燈的人不在少數，而且他們都表示經常發生找不到鞋子或反穿鞋子的尷尬，這更堅定了我研究這個問題的決心。

我想了幾個初步的設計方案，并與同學們進行了討論，還請教了老師。

我還查找了大量的專利文獻并進行了查新檢索，避免重復性研究。

最后，我在老師的指導下確定了最終的研究方案：

將紅外傳感器安裝在床下方的側板上，位置靠近人下床時的小腿肚位置，便于觸發。將LED燈安裝在地毯四周，電池盒和控制器等安裝在床板內側。這樣人晚上起夜時，小腿部位就會觸發紅外傳感器，啟動電源開關，打開LED燈，照亮地毯，從而保證能迅速找到并穿上鞋子。人走后，LED燈延時熄滅。

確定方案后，我進行了方案優化和圖紙設計。與此同時，為了制作作品模型，我報名參加了學校的3D打印興趣課，利用所學知識設計了簡易床的三維圖紙，并在老師的協助下用激光切割機切割木材，將其制作成模型。我還網購了電子元件等制作器材。

我花了大概6個小時安裝、焊接和調試，制作完成后，經過測試，裝置的效果很好。

圖1 裝置結構示意圖

三、完善設想

一是改進床的結構，便于安裝電池盒及電子元件。二是在地毯的底部安裝小吸盤，增加地毯與地板之間的摩擦力，從而增強地毯的防滑效果。三是改進控制器設置，實現LED燈延時時間多擋調節。

（指導老師：謝飛）

專家點評

李雨洹的“方便起夜的LED紅外感應地毯”是一項符合學生年齡特征和認知水平的改進性發明。這項發明體現了三個方面的特點：

第一，它來源于發明人自己的生活經歷，這是當前科創教育、科創競賽活動都著重強調的關鍵點。只有這樣才能培養學生的觀察能力和提出問題的能力。

第二，發明過程、研究方法符合科學研究的規范和程序，全面了解、搜集相關研究成果，客觀公正地對已有的成果進行認真分析和評價，并在此基礎上進行設計，改變了一些作品看似先進，實則成本高、技術復雜等缺點。

第三，作者具有實事求是的科學精神，能將復雜的問題簡單化，使之更有益于滿足社會的需要和作品的推廣應用。

總之，我們應向李雨洹同學學習，積極參加學校興趣小組社團活動，通過小制作、小發明、小創造等科創活動，培養自己的創新品格。