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红外感应的环保水龙头设计

2023-11-02钟俊浩卢剑平

发明与创新·小学生 2023年11期
关键词:出水量大水水龙头

钟俊浩 卢剑平

停水时,妈妈会打开水龙头等待来水,但来水以后不一定能及时关闭,这样会浪费很多水。

我家也遇到过这种情况。而且妈妈洗碗、洗菜时习惯让水龙头一直开着,这样也很浪费。

感应水龙头可以自动控制开关,我向妈妈提议在家安装感应水龙头,可妈妈认为,接水时需要有人一直站在水龙头旁边,使用不方便。

确实如此,特别是需要接满大桶水时,手要一直放在感应处,太麻烦了。有什么好办法吗?

我们把感应水龙头改造升级,在它的基础上增加一些功能,既满足少量用水的需求,又满足人不在旁边,需要接大桶水的情况,这样就能完美解决问题啦!

一、功能设计

了解了家人的用水需求后,我们一起对红外感应的环保水龙头进行功能设计。

用水量较少时,水龙头自动出水5秒,同时可以根据需要,选择出水量是大水、中水还是小水,这样就不会出现忘记关水龙头的情况,达到节约用水的目的。

若是需要接大桶水,5秒的出水时间就有点短,因此,我们设计了一个长出水按钮。需要大量用水时,按下这个按钮,水龙头就會持续出水,出水量也可以自由选择。这样,不用将手放在感应处,水龙头也可以持续出水。

根据设计方案,我们准备了以下材料 :水龙头、Arduino主板、舵机、红外传感器、长出水按钮、电池、电源降压板、木板等。

1.Arduino主板与舵机组合,用于调节水龙头开关的开合角度,如0°(关闭)、30°(小水)、60°(中水)、90°(大水)。

2.三个红外传感器分别对应小水、中水、大水,人们可以根据需要,选择出水量。红外传感器感应到人体后,可自动出水5秒。

3.一个长出水按钮。按下这个按钮,水龙头就可以长时间出水。

4.电池与电源降压板给作品提供电源。木板则用于装饰。

(一)绘制草图

家里最常用的是厨房水龙头,于是我们结合厨房水龙头的特点进行了设计。如图1所示。

(二)编写程序

舵机的运作需要编程来控制。在老师的建议下,我们采用ArduBlock软件来编写程序,这个软件的操作像搭积木一样简单,我们很快就完成了控制程序的编写。部分程序如图2所示。

(三)组装零件

在老师的指导下,我们用木板搭建框架,按照设计图纸将零件固定在木板上,将舵机与水龙头把手组装在一起,最后用导线将舵机、红外传感器、Arduino主板和电池连接起来。经过多次调试后,作品性能稳定,达到了最初的设计目标。

短时按需用水模式 :三个红外传感器检测到人体后,分别出小水、中水、大水。出水5秒后,水龙头自动关闭。

长时按需用水模式:需要大量用水时,先按下长出水按钮,然后选择出水量。再次按下按钮,水龙头停止出水。老师

推荐理由

该作品在现有感应水龙头的基础上,根据人们的实际需求,增加了更实用的功能——按需按时取水,方便又节能。该作品来源于生活,也需要通过生活来检验,希望作品能不断完善,更好地服务于环保事业。

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