光控保護(hù)視力節(jié)能發(fā)光筆

　　[摘 要]光控保護(hù)視力節(jié)能發(fā)光筆可以保護(hù)學(xué)生視力，在光線較暗時(shí)，安裝在筆端的燈泡會(huì)自動(dòng)照明，是書寫時(shí)的輔助光源，可防止視力在不知不覺中下降，減少無意中損害視力的幾率。
　　發(fā)光筆中裝有光敏電阻，光線較弱時(shí)，能夠發(fā)光照明；使用了LED燈泡，它耗費(fèi)的電能僅為普通燈泡的十分之一，壽命卻比普通燈泡長(zhǎng)。發(fā)光筆不使用一次性紐扣電池作為電源，而使用了太陽能這種清潔的能源，能夠反復(fù)為筆充電，既環(huán)保又節(jié)約能源。
　　[關(guān)鍵詞]光控　保護(hù)視力 節(jié)能環(huán)保　發(fā)光筆
　　
　　一、研究背景
　　
　　我們?cè)趯W(xué)校上課時(shí)，老師講課過程中有時(shí)要用到投影儀，為了投影清楚，就拉上窗簾，并關(guān)燈。但是關(guān)燈后，教室里很暗，只有幻燈片的光亮，記筆記時(shí)光線不足，有損視力。因此我想到應(yīng)該發(fā)明一種能夠發(fā)光照明的筆，在放幻燈片時(shí)，能照亮筆記本，方便記筆記。經(jīng)過反復(fù)思考，我決定用光敏電阻，使燈泡在光線較弱時(shí)自動(dòng)亮起來照明。但是，發(fā)光就需要能源，如果只使用一次性電池，對(duì)環(huán)保不利。所以我用太陽能這種清潔的能源給電池重復(fù)充電，既節(jié)約了能源也保護(hù)了環(huán)境。
　　1　研究時(shí)間表(見表1)
　　2　研究地點(diǎn)
　　家中、學(xué)校、科技館。
　　
　　二、研究方案的實(shí)施
　　
　　1　研究方案的總體步驟
　　(1)畫出基本電路圖。
　　(2)購買研究所需要的材料及工具。
　　(3)反復(fù)試驗(yàn)，制作發(fā)光筆。
　　(4)發(fā)放調(diào)查問卷征求同學(xué)使用發(fā)光筆的意見，找出需改進(jìn)的地方。
　　(5)對(duì)同學(xué)們提出的問題進(jìn)行歸納、總結(jié)；反復(fù)思考，試驗(yàn)，改進(jìn)，最后完成改進(jìn)后的成品。
　　2　研究方案的具體步驟
　　(1)畫出基本電路圖
　　如圖1所示。
　　(2)購買材料和工具
　　如太陽能板、LED小燈泡、筆、焊錫、電烙鐵、電線等。
　　(3)制作
　　①取兩段包有電線絲的電線，用鉗子將電線上的塑料皮去掉，露出電線絲。
　　②用電烙鐵將一段錫絲熔化，按圖1所示的電路圖完成整個(gè)電路的焊接，如圖2所示。
　　③用紙卷成一個(gè)紙筒，用強(qiáng)力膠把焊接好的裝置粘在紙筒內(nèi)，并用橡皮筋固定在筆的側(cè)面，如圖3所示。
　　④使用發(fā)光筆，如圖4所示。
　　(4)改進(jìn)
　　做好發(fā)光筆以后我拿到班里請(qǐng)同學(xué)們?cè)囉茫⑼ㄟ^發(fā)放調(diào)查問卷的形式征求同學(xué)們的意見。同時(shí)發(fā)放調(diào)查問卷征求外校同學(xué)們的意見。
　　設(shè)計(jì)發(fā)放的調(diào)查問卷如下：
　　
　　關(guān)于太陽能照明筆的調(diào)查問卷
　　在投影的使用過程中，為了投影清楚，我們會(huì)拉上窗簾，并關(guān)燈。但是。有時(shí)在觀看投影的過程中又需要記筆記或動(dòng)筆進(jìn)行計(jì)算，教室內(nèi)光線不足。
　　一、使用投影時(shí)，你認(rèn)為是否有必要使用照明筆?
　　1　有必要　2　沒必要　3　無所謂
　　二、用太陽能作為照明筆的充電能源，你認(rèn)為合理嗎?
　　1　合理　2　不合理 3　不清楚
　　三、如果有一款既能書寫，又能照明的太陽能照明筆，你愿意使用它嗎?
　　1　愿意　2　不愿意　3　不一定
　　四、你認(rèn)為這支太陽能照明筆的光照亮度是否合適?
　　1　太亮　2　比較合適　3　太暗
　　五、你認(rèn)為這支筆的合理價(jià)格是多少元?
　　六、這支筆還有哪些方面需要改進(jìn)(見表2)?
　　經(jīng)過收集整理調(diào)查問卷，同學(xué)們提出的問題集中在兩個(gè)方面。一是筆的樣子不太美觀，二是燈泡安裝在筆體的外側(cè)，握筆寫字時(shí)，手會(huì)擋住燈泡發(fā)出的一部分光線。在紙上會(huì)留下陰影。
　　經(jīng)過一段時(shí)間的思考，我認(rèn)識(shí)到：為了解決美觀的問題，應(yīng)將整個(gè)電線及燈泡都裝入筆的內(nèi)部；為了解決手擋燈泡發(fā)出的光線造成陰影的問題，就最好將LED燈泡安裝在手握筆桿位置的下方。
　　我本來考慮制作一個(gè)小型的電磁裝置，在不能用太陽能充電時(shí)，手搖發(fā)電為筆充電，也是既方便又環(huán)保的一個(gè)好方法。但考慮到如果在小小的筆桿中放人這個(gè)電磁裝置，可能會(huì)占用筆桿很大的空間，使筆比較沉，比較粗，就又暫時(shí)放棄了這個(gè)想法。
　　在進(jìn)一步的研究時(shí)，我想到應(yīng)該在筆中加入一個(gè)光敏電阻，在書寫時(shí)只要光線較弱。燈泡會(huì)自動(dòng)發(fā)光照明。
　　根據(jù)我的這一設(shè)想，我設(shè)計(jì)了新的電路圖，如圖5所示。
　　我購買了一個(gè)小型的電壓比較器，重新購買了原材料，把筆的內(nèi)部掏空，將焊接好的裝置放人筆內(nèi)，筆的外側(cè)只有小的充電插頭及開關(guān)。在筆前端打一個(gè)小孔，使LED燈泡安裝在孔內(nèi)，最后完成了成品。如圖6、圖7所示。
　　
　　
　　
　　
　　
　　三、研究成果描述
　　
　　1　項(xiàng)目運(yùn)用的科學(xué)原理
　　使用光敏電阻器，是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當(dāng)受到光照時(shí)，電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強(qiáng)，阻值愈低。入射光消失后，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復(fù)原值。
　　2　項(xiàng)目的主要貢獻(xiàn)
　　這一制作活動(dòng)取得了一定的效果。
　　(1)使用這種發(fā)光筆能夠保護(hù)我們的視力。在光線較暗時(shí)寫字。安裝在筆端的燈泡會(huì)自動(dòng)照明，照亮?xí)鴮懙膮^(qū)域，增加了書寫時(shí)的輔助光源。可防止視力在不知不覺中下降，減少無意中損害視力的幾率。
　　(2)雖然市面上也有發(fā)光筆出售，但沒有一種發(fā)光筆是使用光敏電阻測(cè)試光的強(qiáng)弱，也沒有一種發(fā)光筆使用太陽能作為能源，一般使用的都是普通電池。
　　(3)我國(guó)2004年12月1日實(shí)施的(建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 (GB50034-2004)中規(guī)定，學(xué)校教室課桌面的照度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)為300LX，這也是綠色照明的標(biāo)準(zhǔn)。我購買了照度計(jì)。經(jīng)過照度計(jì)的三次測(cè)量，照度分別為581LX、594LX、569LX，發(fā)光筆的照度均達(dá)到了300LX以上，符合綠色照明的標(biāo)準(zhǔn)。
　　
　　專家點(diǎn)評(píng)
　　作者留意了學(xué)習(xí)生活中身邊的小事，從中發(fā)現(xiàn)井確立研究項(xiàng)目。通過自己思考，設(shè)計(jì)制作出了成本較低的、用于保護(hù)視力的發(fā)光筆。所發(fā)明的發(fā)光筆設(shè)計(jì)較為合理，加入了光敏電阻使之隨光線變?nèi)踝詣?dòng)發(fā)光，具有一定的實(shí)際意義。建議進(jìn)一步改進(jìn)，使之更加美觀實(shí)用并進(jìn)行推