VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Тайна дверного звонка
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Как и все дети, я очень люблю смотреть мультики, но больше всего я люблю смотреть познавательные мультфильмы. Мой самый любимый мультфильм «Фиксики». Однажды я увидела серию «Дверной звонок». Мне стало очень интересно, как же он работает, откуда звучит музыка? И вот я решила прикоснуться к этой тайне.
Цель исследовательской работы: создать музыкальный дверной звонок своими руками.
Задачи:
1. изучить литературу, в которой отражена проблема исследования;
2. познакомиться с историей создания дверного звонка;
3.научиться собирать схему электрического звонка с помощью конструктора «Знаток»;
4. создать музыкальный дверной звонок своими руками;
5. продемонстрировать работу музыкального дверного звонка.
Объект исследования: музыкальный дверной звонок.
Предмет исследования: схема музыкального электрического звонка.
Методы научного исследования:
1. Изучение литературных источников, видеоуроков.
2. Наблюдение, беседа.
3. Сборка схем
Решить поставленные задачи данной работы мне помогут следующие материалы:
- литература;
-электронный конструктор «Знаток 999 схем»;
- методические книги-пособия к конструктору.
Глава 1. История возникновения дверного звонка
1.1.Изучение и анализ литературы
Я постоянно что-то исследую, ищу что- то интересное, завораживающее в самых обычных предметах, провожу несложные и увлекательные опыты и эксперименты, которые помогают мне понять устройства предметов. Когда я заинтересовалась этим вопросом, первым делом я спросила у папы и мамы, а смогу ли я сама собрать музыкальный электрический звонок? Мои родители сказали, что это возможно, но для этого мне нужно изучить различную литературу в области физики, а также приобрести специальный электронный конструктор «Знаток». В моей домашней библиотеке оказались такие книги, как «Физика в природе», «Новая детская энциклопедия», «Увлекательная физика» и др. Из них я узнала про молнию – удивительное электрическое явление природы, электрические заряды, электрическое поле. А также я узнала, что все тела состоят из мельчайших частиц - молекул и атомов. Атомы состоят из протонов, нейтронов и электронов. Протоны и электроны - заряженные частицы. Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц. Источниками электрического тока являются батарейки, аккумуляторы и другие устройства. Простейшая электрическая цепь состоит из источника тока, потребителя тока, замыкающих устройств и соединительных проводов.
1.2.История возникновения дверного звонка
Изучив литературу, первым делом я ознакомилась с историей возникновения дверного звонка.
История дверного звонка — это, по сути, история колокольчика. Однако, прежде чем этот нехитрый предмет додумались привесить у двери, ему находили массу других применений. Церковные колокола или ямщицкие колокольчики знают все. А вот в итальянском Турине, например, существовал специальный «хлебный» колокол. Под его удары хозяйки утром начинали замешивать тесто.
Чтобы сообщить о своём приходе, наши предки обходились кулаком или найденным на дороге камнем. Затем, чтобы не бить собственные кулаки о дерево, придумали вешать на ремешке или цепочке специальный молоток. К дверному полотну прибивали металлическую пластину, по которой, собственно, и следовало колотить, чтобы сообщить хозяевам о посещении. Затем появились дверные ручки в форме массивного, подвешенного на декоративном кронштейне металлического кольца. Этим кольцом тоже можно было стучать в дверь. На кольцах, предназначенных для стука, делали специальный выступ-боёк. Примерно в это же время — около X века нашей эры — стали использовать наружные колокольчики. Со временем колокольчики стали вешать и внутри помещений.
Первый звоночек
Так было до середины XVIII века. А в 1853 году в квартире жителя французского Руана, техника по фамилии Миро (именно ему приписывают изобретение дверного звонка), раздались необычные трели. Это и был первый электрический дверной звонок. Миро первым снял со своей двери колокольчик. Он, может быть, сделал не очень крупное, но безусловно нужное изобретение. И мы без преувеличения обязаны этому человеку своим спокойствием и комфортом. Ведь если театр начинается с вешалки, то квартира — с дверного звонка.
Нажми на кнопку — получишь результат
Сегодня ассортимент электрических дверных звонков настолько широк, что может удовлетворить любые, даже самые взыскательные вкусы. «Пищалки», «звенелки», «трещалки», звонки, воспроизводящие мелодии, монофонические, полифонические, есть даже МР3-звонки!
В последнее время всё большую популярность стали приобретать радиозвонки. Для загородных домов, где велико расстояние от калитки до дома, они практически незаменимы. У двери устанавливается кнопка, а в любом месте дома в радиусе 100 метров подвешивается коробочка с сигналом. Питание передатчика кнопки осуществляется от обычной батарейки.
1.3. Знакомство с конструктором «Знаток»
Затем произошло мое знакомство с конструктором «Знаток» (Приложение, рис. 1). Он содержит элементы, которые присутствуют практически во всей окружающей нас технике: компьютерах, телефонах, автомобилях, фото и видеокамерах, телевизорах, музыкальной аппаратуре и т.д. Методическая книга содержит сборник самых различных схем, даются типовые практические задания. Все электроцепи построены так, что на основе одной базовой схемы, меняя один-два элемента, можно собрать множество научных игрушек и упрощенных моделей, используемых в быту приборов и устройств.
Я изучила условные обозначения и цифровые коды, используемые в электрических схемах. Познакомилась с компонентами (электронными блоками и проводами) электрической схемы и методикой сборки.
Условные обозначения (Приложение, рис. 2) нужны для составления схемы электрической цепи. Схемы позволяют более компактно изобразить элементы цепи.
Электронный конструктор ЗНАТОК состоит из ряда компонентов — электронных блоков и проводов различной длины, — на каждом из которых имеется номер в рамке. Это и есть номер компонента. Электрические схемы — это многослойная взаимосвязанная структура, каждый слой которой может включать компоненты и провода.В качестве источника тока в моём конструкторе используется от двух до четырёх пальчиковых батареек.Потребителями тока в моём конструкторе являются лампы, резисторы, светодиоды, фоторезистор, терморезистор. Замыкающими устройствами могут быть выключатели, кнопки, рубильники. В моём конструкторе – это выключатели. Металлическая часть соединительного провода покрыта изолирующим слоем.
Глава II. Создание музыкального дверного звонка
2.1. Правила безопасности при работе с конструктором
Перед началом эксперимента я изучила правила безопасности при работе с конструктором:
а) При работе с электрооборудованием цепь собирать согласно схеме.
б) Работать сухими руками.
в) При сборке соблюдать полярность (+ источника тока соединять с + элемента, - соединять с -).
г) Не подсоединять светодиоды напрямую к батарейке.
д) Не оставлять собранную работающую цепь включённой без присмотра.
е) Не использовать сломанные детали, элементы с разрушенной изоляцией.
2.2. Методика сборки
Любая схема собирается на подставке размером 28х22 см. (Приложение, рис. 3). Нашла компоненты, необходимые для сборки (Приложение, рис. 6). Провод с 5 соединительными клеммами, 4 провода с 2 соединительными клеммами, 1 провод с 3 соединительными клеммами и 1 провод с 4 соединительными клеммами (Приложение, Рис. 4.), музыкальная интегральная схема (ИС), динамик (громкоговоритель), кнопочный выключатель, выключатель, батареи. Детали защелкиваются по принципу одежных клёпок.
Затем я приступила к сборке схемы музыкального дверного звонка.
Согласно приведенной электрической схеме (Приложение, рис.5) — в слой 1 установила провод с 5 соединительными клеммами и музыкальную интегральную схему (в памяти этой интегральной схемы записаны музыкальные мелодии, если подсоединить к ней дополнительные электронные компоненты, то можно услышать музыку). Также в 1 слой я установила батареи динамик и провод с 4 соединительными клеммами. Вторым слоем соединяем ИС с динамиком, выключателями, батареей, с помощью проводов с соединительными клеммами. Когда закончила сборку, я замкнула выключатель — и мой музыкальный звонок зазвонил (Приложение, рис.7). Мой дверной звонок реагирует на нажатие кнопки.
Я так увлеклась, что начала экспериментировать, меняя переключатели (кнопочный, геркон (магнитоуправляемый контакт), сенсорная пластина). Таким образом, я получила разные способы извлечения звука.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Собирая дверной музыкальный, я научилась понимать некоторые законы физики и делать собственные выводы из наблюдаемых явлений. Кроме того, умение разобраться в электрической схеме или понять принцип действия электронного устройства, обязательно пригодится мне во взрослой жизни, даже если моя профессия не будет связана с физикой.
Использование конструктора «Знаток» при исследованиях в данном проекте позволило мне получить не только знания в области электроники, но и дало возможность заниматься исследовательской деятельностью.
Ну и, конечно, самое главное: я поняла, что возможно самому собирать электрические приборы, даже если ты ребенок. И все свои идеи можно воплотить, какими бы трудными они не казались вначале.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Бахметьев А.А. Электронный конструктор. М: Знаток, 2004.73с.
Брукс Ф., Чандлер Ф., Кларк Ф., и др. Новая детская энциклопедия/ Пер. с англ. С.В. Морозова, Н. С. Ляпкова, В. В. Плешева, и др. М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2005. 320 с.
Качур Елена. Увлекательная физика. Издание, оформление. ООО «Манн, Иванов и Фербер», 2013. [Электронный ресурс]. URL: https://fictionbook.ru/author/elena_kachur/uvlekatelnaya_fizika/read_online.html(дата обращения: 3.02.2018).
Тарасов Л.В. Физика в природе. М.: Просвещение,1988. 352с.
Физика.ru.[Электронный ресурс]. URL:www.fizika.ru(дата обращения: 5.02.2018).
ПРИЛОЖЕНИЕ
Рис. 1. Электронный конструктор «Знаток»
Рис. 2 Условные обозначения и цифровые коды, используемые в электрических схемах
Рис. 3. Подставка размером 28х22 см.
Рис. 4. Провода с соединительными клеммами.
Рис.5 Принципиальная схема музыкального дверного звонка с ручным управлением
Рис. 6. Детали, необходимые для сборки нашей схемы
Рис. 7. музыкальный дверной звонок