IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Сигнал-1
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Мы немного пошумели —
В школе стекла зазвенели.
Мы сказали: «Тишина»-
В школе треснула стена
/Школьные частушки/
Актуальность исследования: для комфортной учёбы необходимо находиться в тишине. В школе эта проблема стоит особенно остро. Одновременный звук двадцати и более голосов превращается в гвалт. Находиться в таком помещении непросто. Учителя жалуются, что дети рассеяны, невнимательны, не слышат учителя.
У нас есть гипотеза: уровень шума в классе зависит только от самих учеников. И если они будут знать о вреде школьного шума и следить за тем, с какой громкостью они разговаривают, то в классе будет тихо и комфортно.
Цель проекта: помочь учителю в работе и улучшить работоспособность учеников за счёт снижения уровня шума.
Задачи:
• изучить информацию о шуме, о его влиянии на организм человека
• провести замеры уровня шума в школе
• разработать прибор, который будет сообщать одноклассникам о том, что они сильно расшумелись и следует вести себя потише.
• рассказать одноклассникам о вреде шума и провести испытание прибора в школьных условиях
Практическая значимость: прибор Сигнал-1 подходит для ежедневного применения в школе во время учебных занятий, служит для самоконтроля учеников и способствует укреплению их здоровья.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Уровни шума
Мы живём в мире звуков, они окружают нас повсюду. Шум – это совокупность звуков различной интенсивности и частоты.
Уровень шума измеряется в децибелах. Десять децибел – это примерно уровень громкости дыхания человека, 140 децибел – это громкость взлёта реактивного самолёта. Используя литературу по данной теме, мы составили схему, иллюстрирующую восприятие уровней шума человеком.
Рисунок 1. Уровни шума
Влияние шума на организм человека
Шум по-разному влияет на организм человека.
20-30 дБ. Незаметный шум (шум природы) – безвреден для человека, это естественный шумовой фон.
40-55 дБ. Приятный шум (тихий разговор) – норма для умственного труда.
55-65 дБ. Неприятный шум (громкий разговор) – утомляет, снижает внимание, работоспособность.
65-80 дБ. Интенсивный шум (заглушает голос учителя) – оказывает значительную нагрузку на центральную нервную систему, вызывает головную боль.
80 дБ и выше. Вредный шум (крик, стук) – может привести к частичной или полной потере слуха, негативно влияет на сердечно-сосудистую и нервную систему. Долго находиться в таком помещении опасно!
Свыше 140 – Смертельно опасное давление! [2]
Измерение уровня шума в школе
С помощью шумомера мы измерили уровень шума в наших школах. Все измерения проводились в течение одной минуты, за результат было взято среднее значение показаний шумомера за это время. Вот какие результаты мы получили:
|
Место измерения |
Школа №9 Показатели в дБ |
Школа №7 Показатели в дБ |
|
В классе во время урока |
40 |
50 |
|
В спортзале во время урока |
73 |
70 |
|
В столовой: |
||
|
во время завтрака |
60 |
56 |
|
во время обеда |
70 |
58 |
|
В классе во время перемены |
76 |
82 |
|
В коридоре во время перемены |
82 |
91 |
Несмотря на то, что мы учимся в разных школах, результаты измерений оказались схожими - во время перемены уровень шума превышает допустимые нормы. Это подтвердило наше предположение о том, что шумовое загрязнение является актуальной проблемой для школ.
4. Разработка прибора СИГНАЛ-1
Мы решили смастерить прибор, который будет сообщать одноклассникам о том, что они сильно расшумелись и следует вести себя потише. Мы назвали его Сигнал-1 (Рисунок 2).
Рисунок 2. Строение прибора СИГНАЛ-1
Прибор работает следующим образом:
- датчик звука с помощью микрофона улавливает звук, обрабатывает его и передаёт аналоговый сигнал на плату Ардуино Нано.
- плата Ардуино Нано – это «мозг» прибора Сигнал-1. С помощью приложения Flprog мы записали на неё программу, по которой работает весь прибор. Алгоритм программы представлен на Рисунке 3.
- регулятором чувствительности (переменным резистором) можно настраивать чувствительность микрофона и выбирать от какого уровня шума будет срабатывать датчик звука.
- динамик подаёт звуковой сигнал. Он подключен к плате Ардуино Нано через реле.
- реле нужно для изменения напряжения, т.к. микросхема работает при напряжении 5 Вольт, а для динамика требуется минимум 9 Вольт.
- питается прибор от батареи 9Вольт. Схема подключения представлена на Рисунке 4.
- пластиковый корпус защищает детали прибора от повреждения, а также защищает пользователя так как является диэлектриком.
Рисунок 3. Алгоритм работы прибора СИГНАЛ-1
Рисунок 4. Схема подключения
Прибор Сигнал-1 получился лёгким и удобным. Работает он очень просто. Когда шум вокруг прибора превышает установленную норму, раздаётся звуковой сигнал. Ученики слышат этот звуковой сигнал и замолкают.
Мы провели лекции для наших одноклассников, на которых рассказали о своём исследовании. А также нарисовали агитационный плакат, призывающий соблюдать тишину в школе (Рисунок 5).
Рисунок 5. Агитационный плакат
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Мы поработали с прибором Сигнал-1 в школе. Узнав о вреде шума, наши одноклассники пришли к выводу, что здоровье очень важно. В первый день прибор срабатывал часто. Но потом ребята стали вести себя заметно тише. Они сами осознали необходимость соблюдения тишины во время урока и на переменах. А наш прибор Сигнал-1 помог им контролировать себя.
Наша гипотеза подтвердилась.
Мы бы хотели, чтобы такой прибор был в каждом классе. В помощь каждому учителю.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Аполлонский, С.М. Защита от физических факторов волновой природы. Том 2 /С.М. Аполлонский. — Москва: Русайнс, 2019. — 336с.
Вельяминов Я.М. Уровень шумового загрязнения в школе // Старт в науке. – 2016. – № 4. – С. 133-135;
8