XIX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Детский автоматизированный диспенсер для ванной комнаты на базе конструктора Spike Prime

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Авдеев Ф.И. 1Бебко К.Д. 1Давыдов А.Д. 1Копытова А.А. 1

---

1Школа интеллектуального развития "Мистер Брейни"

Будрёнкина А.В. 1

---

1Школа интеллектуального развития "Мистер Брейни"

Работа в формате PDF

1.9 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Забота о здоровье начинается с профилактики. Для сохранения и поддержания собственного здоровья люди закаляются, питаются полезными продуктами, вакцинируются, занимаются спортом, поддерживают гигиену, в том числе и гигиену полости рта.

Наиболее трудно соблюдать такой комплекс профилактических мер детям, так как многие из этих занятий им кажутся достаточно скучными, особенно чистка зубов, которая требует терпения и усердия. Однако, для детей чистка зубов полезна не только уходом за зубами, но и тренировкой координации, выработкой полезных привычек, формированием правильного прикуса.

Обычно детям недостаточно мотивации для ежедневного ухода за зубами, так как они не осознают важности советов взрослых или стоматологов.

Соответственно, проблема заключается в том, что детям необходимо чистить зубы, однако им не хватает мотивации для выработки этой полезной привычки.

Данная проблема является актуальной, так как касается здоровья целого поколения, в том числе нас и наших младших братьев и сестер.

Наша команда поставила перед собой цель- создание детского автоматизированного диспенсера для ванной комнаты, позволяющего мотивировать детей заботиться о гигиене полости рта.

Для создания модели диспенсера мы выбрали конструктор и программное обеспечение Spike Prime.

И поставили перед собой следующие задачи:

-изучить существующие современные гаджеты для ванной комнаты, позволяющие заботиться о гигиене полости рта;

-изучить методы выработки полезных привычек и подобрать наиболее привлекательные для детей;

-создать модель детского автоматизированного диспенсера для ванной комнаты на базе конструктора Spike Prime;

-продемонстрировать возможности детского автоматизированного диспенсера для ванной комнаты на базе конструктора Spike Prime на примере одной чистки зубов;

-проанализировать эффективность использования детского автоматизированного диспенсера для ванной комнаты на базе конструктора Spike Prime.

При подготовке данного проекта мы пользовались следующими источниками:

- Lego удивительные творения;

-LEGO Гаджеты. Полный гид по строительству необычных механизмов;

-Курс «Машины и механизмы», ШИР«Мистер Брейни»;

- novate.ru;

-gkb11-chel74.ru;

-b17.ru.

Глава 1.Теоретическое обоснование создания детского автоматизированного диспенсера для ванной комнаты на базе конструктора Spike Prime

1.1 Современные гаджеты для ванной комнаты, позволяющие заботиться о гигиене полости рта

Сегодня существует множество приборов позволяющих облегчить гигиену полости рта.

Одним из самых популярных является электрическая зубная щетка. Щетинки находятся на вращательной платформе, которая приводится в движение при помощи электромоторчика, очищая поверхность зубов и массируя десны. (Приложение, Рисунок 1.1.1) [4]

Вторым по популярности является ирригатор.  Это прибор, очищающий полость рта с помощью пульсирующей струи воды. Особенно популярен такой прибор у людей с брекетами, так как имеет различные насадки и позволяет более легко и тщательно заботиться о полости рта. (Приложение, Рисунок 1.1.2)

Еще один интересный гаджет-дозатор для зубной пасты. Его располагают на стене ванной комнаты, в него вкручивают открытый тюбик зубной пасты и наполняют помпу, находящуюся внутри дозатора. Затем в специальное отверстие вставляют зубную щетку, которая давит на рычаг что бы получить необходимое количество пасты. (Приложение, Рисунок 1.1.3)[4]

Так же наше внимание привлек держатель для зубных щеток с ультрафиолетовым стерилизатором. В зависимости от модели держатель может располагать в себе 3-6 зубных щеток под пластиковой крышкой. Когда крышка закрыта начинает работу специальная лампа излучающая ультрафиолетовые лучи избавляясь от бактерий и патогенных микроорганизмов. (Приложение, Рисунок 1.1.4) [4]

Не смотря на разнообразие существующих гаджетов для ванной комнаты, позволяющих сделать уход за здоровьем полости рта более гигиеничным и простым, ни один из них не предназначен для привлечения детей и выработки у них полезной привычки –чистки зубов.

1.2 Методы выработки полезных привычек, привлекательные для детей

Привычка это действие, которое человек делает часто и регулярно не задумываясь о самом процессе выполнения. Выработать привычку можно повторяя многократно одно и то же действие, однако для детей это очень скучно и рутинно.

Мы изучили статьи детских психологов, что бы узнать как можно сформировать полезные привычки у детей.

В первую очередь родителям советуют подавать личный пример. Если каждое утро и вечер чистить зубы и показывать ребенку сам процесс, то это может способствовать выработке полезной привычки. (Приложение, Рисунок 1.2.1) [6]

Еще одним методом выработки полезной привычки является использование сигналов. Родитель договаривается с ребенком, что утренний подъем или вечерний просмотр мультика являются сигналом к тому, что пора идти чистить зубы. (Приложение, Рисунок 1.2.2) [6]

Так же детские психологи советуют использовать награду для выработки полезной привычки. Например, можно каждый раз после чистки зубов давать небольшую игрушку, или включать любимый мультик, пока действие «чистить зубы» не будет доведено до автоматизма.[5]

Для детей школьного возраста выработать привычку можно при помощи визуализации, например, повесить в ванной график чистки зубов и каждый раз клеить наклейку или ставить галочку. (Приложение, Рисунок 1.2.3)

Наше внимание привлек игровой метод выработки привычки. Данный метод предполагает, что для выработки привычки, от действия необходимо получать удовольствие. Например, можно включать музыку во время чистки зубов, или одновременно танцевать. [6]

Опираясь именно на этот метод, мы решили сконструировать свой детский автоматизированный диспенсер для ванной комнаты.

Что бы быть уверенными, что детей заинтересует наша идея, и что она действительно актуальна, мы провели опрос среди младших братьев и сестер, а так же в младшей группе «Первооткрыватель 4+», в школе интеллектуального развития «Мистер Брейни». Опрос показывал, уровень обладания навыком чистки зубов у детей.

Для того, что бы определить уровень сформированности навыков чистки зубов и понять есть ли у детей от 4-х лет полезная привычка чистить зубы, мы сформулировали свой способ подсчета результатов.

Ответ «Да» равен 1 баллу, ответ «Нет» равен нулю баллов.

7-6 баллов. Ребенок привык чистить зубы, умеет ухаживать за полостью рта самостоятельно.

5-3 баллов. Ребенок следит за чисткой зубов при помощи родителей.

0-3 балла. Тяжело выработать привычку чистки зубов, ребенок в этом не заинтересован, не может самостоятельно заботиться о здоровье зубов.

Всего мы смогли опросить 11 детей. Их ответы можно увидеть в таблице ниже.

По результатам проса мы выяснили, что большинство детей могут чистить зубы только при помощи родителей, не самостоятельно и не считают это занятие интересным так как у 100% опрашиваемых уровень ответов был 0-3 балла.

Глава 2. Модель детского автоматизированного диспенсера для ванной комнаты на базе конструктора Spike Prime

2.1 Конструкция модели детского автоматизированного диспенсера для ванной комнаты на базе конструктора Spike Prime

Для создания модели детского автоматизированного диспенсера для ванной комнаты мы использовали конструктор и программное обеспечение Spike Prime.

Нам потребовался один смарт хаб, два мотора, три датчика нажатия, датчик расстояния со светодиодами. (Приложение, Рисунок 2.1.1) [1]

В нашей модели держатель зубных щеток оснащен датчиком расстояния со светодиодами для того что бы изобразить ультрафиолетовый стерилизатор. (Приложение, Рисунок 2.1.2)

Рядом расположен датчик нажатия по сигналу которого открывается крышка держателя, работающая при помощи системы рычагов. (Приложение, Рисунок 2.1.3) [3]

Диспенсер зубной пасты работает при помощи зубчатой передачи и двух осей вращения. За работу диспенсера отвечают два датчика нажатия, по сигналу которых меняется направление вращения цилиндров, расположенных на осях. (Приложение, Рисунок 2.1.4) [2]

Так же для создания вида ванной комнаты у модели мы сконструировали из строительных кирпичиков LEGO DUPLO и LEGO City мыльницу, раковину со смесителем и зеркало. (Приложение, Рисунок 2.1.5)

2.2 Управление детским автоматизированным диспенсером для ванной комнаты на базе конструктора Spike Prime

Все моторы и датчики в модели подключены к одному смарт-хабу. Осуществляется работа модели на базе программного обеспечения SpikePrime.[1]

В программе предусмотрено два различных цикла, начинающих свою работу с включением хаба. Работа моторов зависит от сигналов датчиков нажатия.

Датчики нажатия «А» и «Е» отвечают за направление движения мотора «С», датчик нажатия «В» отвечает за работу мотора «D» и за работу светодиодов в датчике расстояния. (Приложение, Рисунок 2.2.1)

2.3 Демонстрация возможностей детского автоматизированного диспенсера для ванной комнаты на базе конструктора Spike Prime на примере одной чистки зубов

Работа модели начинается с включения хаба.

Когда ребенок приходит чистить зубы, то первым делом нажимает на кнопку датчика нажатия «В», по сигналу которого открывается крышка держателя, а так же хаб приветствует световой надписью «HELLO». Крышка держателя закрывается, начинает работу подсветка в датчике расстояния, имитируя работу ультрафиолетового стерилизатора. (Приложение, Рисунок 2.3.1)

У ребенка есть время что бы выдавить, при помощи второго мотора в модели, необходимое количество зубной пасты, нажимая на кнопку датчика нажатия «А».

Если зубная паста закончилась, то пользователь просто может зажать кнопку датчика нажатия «Е» и сменить тюбик на новый.

Хаб начинает играть музыку на протяжении того времени, когда надо чистить зубы, а перед тем как необходимо будет начать полоскать рот и выплевывать пасту начинает обратный отсчет.

Когда зубы почищены, хаб издает звук аплодисментов и демонстрирует световую надпись «good job», хваля ребенка за проделанную работу.

Данная модель совмещает в себе несколько методов выработки полезной привычки: поощрение и получение удовольствия от процесса. (Приложение, Рисунок 2.3.2)

Заключение

Для сохранения и поддержания здоровья лучшим методом является профилактика.

В том числе грамотный уход за полостью рта позволяет защитить от кариеса и болезнетворных микроорганизмов, однако выработать полезные привычки достаточно сложно, особенно для детей, так как у них недостаточно мотивации.

Не смотря на разнообразие современных гаджетов упрощающих уход за собой, они не преследуют собой цель мотивировать детей заботиться о своем здоровье, и не нацелены вырабатывать у юных пользователей полезную привычку чистки зубов.

Мы изучили методы и способы выработки полезных привычек и создали модель позволяющую мотивировать детей самостоятельно чистить зубы, а так же облегчить младшим детям от 4-х лет процесс ухода за полостью рта.

Наша модель сочетает в себе несколько методов формирования полезных привычек, облегчает выдавливание зубной пасты, заботится об уходе за зубными щетками, а так же при помощи музыкального и светового сопровождения не только вызывает интерес к чистке зубов превращая его в игру, но и отмеряет необходимое количество времени для качественного ухода.

Вышеперечисленные положительные качества нашей модели позволяют предположить, что ее использование будет эффективным.

Данная модель может быть так же использована на уроках информатики и робототехники.

Список литературы

1. Курс «Машины и механизмы», курс «Основы робототехники», Школа интеллектуального развития «Мистер Брейн», - Режим доступа - https://vk.com/mrbrain_tmn;

2. «LEGOудивительные творения»; Сара Дис [пер. с англ. М. Карманова].- Эксмодетство, 2020 г.

3. «LEGO Гаджеты. Полный гид по строительству необычных механизмов»; [пер. с англ. Позина И. В., ред. Волченко Ю. С.].- Эксмодетство, 2019 г.

Интернет-источники:

4. https://novate.ru;

5. https://gkb11-chel74.ru;

6. https:// b17.ru.

Приложение