◆湖北省襄陽市諸葛亮中學(xué)教育集團(tuán) 賀語寒

一次，一則關(guān)于礦井工人因吸入礦井中的有害氣體而喪命的新聞引起了我的關(guān)注。如何及時(shí)檢測(cè)有害氣體，保障工人的安全？

聯(lián)想到礦井工人工作時(shí)會(huì)戴上能照明的安全帽，我想為這頂帽子增加氣體檢測(cè)功能，保障工人們的安全。

一、作品結(jié)構(gòu)

氣體檢測(cè)安全帽主要由氣體檢測(cè)傳感器、蜂鳴器、LED 彩燈、電池、主控板模塊五大模塊組成。

二、制作過程

我設(shè)想在帽子上裝一個(gè)氣體檢測(cè)器，并進(jìn)行編程，讓帽子上探照燈的顏色隨氣體有害程度的不同而改變：檢測(cè)到有害氣體時(shí)立即亮黃燈，當(dāng)有害氣體的濃度達(dá)到會(huì)傷及工人的性命時(shí)亮紅燈，其他情況下均亮白燈。我將程序編好后，反復(fù)檢查，確保沒有疏漏后開始試驗(yàn)。

我把傳感器組裝在一起，并用打火機(jī)內(nèi)的氣體代替有害氣體進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)過程中，出現(xiàn)有害氣體時(shí)亮黃燈，有害氣體濃度過高時(shí)亮紅燈并發(fā)出語音警告，其他情況下皆亮白燈。實(shí)驗(yàn)成功了！

接下來就是組裝。我買來電池、開關(guān)、礦井工人戴的安全帽等，將有害氣體檢測(cè)傳感器、LED 燈粘在安全帽的正前方，主控板等置于安全帽的內(nèi)部。測(cè)試時(shí)，我發(fā)現(xiàn)3V 的電壓帶不動(dòng)這么多的傳感器，于是將電路改成6V 電壓電路，成功實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)的功能。

圖1 編程

圖2 制作氣體檢測(cè)安全帽

圖3 氣體檢測(cè)安全帽實(shí)物

三、創(chuàng)新點(diǎn)

1.既有普通安全帽的保護(hù)功能，又可用來照明，還能檢測(cè)所在環(huán)境中是否含有有害氣體。

2.當(dāng)此帽檢測(cè)到少量有害氣體時(shí)會(huì)亮黃燈，提醒工人采取防護(hù)措施。

3.有害氣體濃度較高、將要威脅到工人的生命安全時(shí)，會(huì)亮紅燈并發(fā)出語音警告。

4.安全帽用的材料是開源硬件，主控器是Arduino UNO R3 兼容的ATmega328P 開發(fā)板，下載程序的接口是B 型USB 接口，編程軟件平臺(tái)為mixly0.998Mind+。材料易得，成本低，制作簡(jiǎn)單，適合推廣應(yīng)用。

（指導(dǎo)老師：曾 萍）

專家點(diǎn)評(píng)

從整體上看，氣體檢測(cè)安全帽是一件充滿愛心的作品。

賀語寒同學(xué)看到一則關(guān)于井下作業(yè)工人因有害氣體而喪命的新聞，便決定發(fā)明一個(gè)可以檢測(cè)有害氣體的物品，用以保障這些工人的人身安全。怎樣解決這個(gè)問題？當(dāng)她了解到這些下井工人工作時(shí)總要戴一頂能夠照明的安全帽時(shí)，想到用“主體添加法”打開解題思路，在安全帽上添加一個(gè)有害氣體的檢測(cè)裝置。

從細(xì)節(jié)上思考，作者雖然為完成這個(gè)項(xiàng)目作出了努力，如查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，在編程軟件平臺(tái)學(xué)習(xí)編程，設(shè)計(jì)、制作等，也初步形成了自己的作品，但存在著一些不足，其原稿用詞的科學(xué)性、準(zhǔn)確性、一致性欠缺。這應(yīng)引起足夠重視，以促使作者從小養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目萍紕?chuàng)新工作作風(fēng)。