Сигнал-1

IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Сигнал-1

Казаков А.М. 1Маркелов В.А. 1
1детский инженерный клуб "Мегавольт"
Марков С.Г. 1
1детский инженерный клуб "Мегавольт"
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
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

Просмотров работы: 18