一天,我們?nèi)彝獬龀燥垼蝗幌掠炅?,爸爸趕緊跑回家,可曬著的衣服還是淋濕了。于是,我決定發(fā)明一個(gè)智能晾衣架機(jī)器人:它會(huì)自己看天氣,在天晴、風(fēng)小時(shí)晾曬衣物,天陰下雨或風(fēng)大以及衣服曬干了就收取衣服。
在系統(tǒng)選型上,我對(duì)比熟悉的兩種機(jī)器人Arduino和Lego,最終選擇了Arduino,因?yàn)樗膫鞲衅鞫?,材質(zhì)更堅(jiān)固,而且是單片機(jī)的架構(gòu),可批量生產(chǎn)。
我的設(shè)計(jì)總體規(guī)劃有五大系統(tǒng)。
陽(yáng)光識(shí)別系統(tǒng)。選用環(huán)境光線傳感器,通過(guò)大量測(cè)試,獲取晴朗、多云、陰天、早上、白天、傍晚等各種天氣條件下的光線數(shù)值,選臨界值用于系統(tǒng)。
雨水識(shí)別系統(tǒng)比較棘手。南方地區(qū)本身濕度高,用濕度傳感器不可靠;實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)雨量傳感器發(fā)出信號(hào)時(shí),雨已經(jīng)不小,這也不行;而雨滴感應(yīng)器在一旦有雨滴滴到傳感器上時(shí),馬上發(fā)出信號(hào),問(wèn)題圓滿解決。
風(fēng)速識(shí)別系統(tǒng)?;谙到y(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)需要,找工廠訂做了專用的Arduino風(fēng)速傳感器。
如何快速識(shí)別?我思前想后豁然開(kāi)朗:濕衣重,干衣輕,衣重不再變化時(shí),衣服就曬干了。從稱重傳感器到壓力傳感器,反復(fù)嘗試,結(jié)果是壓力傳感器幫我實(shí)現(xiàn)了曬干識(shí)別系統(tǒng)的目標(biāo)。
最后是晾衣架機(jī)械部分的自動(dòng)化改造,最終選擇了齒條+齒輪+皮帶的形式。
我采用“曬太陽(yáng)”的方式為智能晾衣架機(jī)器人提供能源,太陽(yáng)能直接供電,同時(shí)向蓄電池系統(tǒng)充電,環(huán)保低碳。有全天候智能值班機(jī)器人,人們上班、上學(xué)、外出時(shí),就不用再擔(dān)心天有不測(cè)風(fēng)云了!
(本項(xiàng)目獲第八屆中國(guó)少年科學(xué)院“小院士”課題研究成果一等獎(jiǎng),作者被選為中國(guó)少年科學(xué)院“十佳小院士”。作者:江蘇省南京市北京東路小學(xué)學(xué)生)