«Устройство определения порога чувствительности слуха и зрения»



жүктеу 132.58 Kb.
Дата02.05.2016
өлшемі132.58 Kb.
: assets -> files -> web
files -> Отчет о выполнении мероприятий по повышению эффективности
files -> Российская Федерация Республика Хакасия
files -> Ооо сп «Абаза Телеком»
files -> Постановление «26» декабря 2013 г г. Абаза №1097 Об утверждении муниципальной программы «Развитие образования на 2014-2016 годы»
files -> Шығыс Қазақстан облыстық Семейдің Абай атныдағы қазақ музыкалы драма театрының қызмет көрсету
files -> Тауарды әкелген, жұмыстың орындалу, қызмет көрсету мерзімі
files -> Үгіттік баспа материалдарын орналастыру және халықпен кездесу орындарын белгілеу туралы «Қазақстан Республикасындағы сайлау туралы»
files -> Шарттық негізде үй – жайлар беру туралы «Қазақстан Республикасындағы сайлау туралы»
web -> Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования


Муниципальное Бюджетное Общеобразовательное Учреждение

«Средняя Общеобразовательная Школа №30»




«Устройство определения порога чувствительности слуха и зрения»

Проект по технологии




Составил:

Ученик 7 класса “А”



Мартынов Игнатий

Адрес: г. Старый Оскол микрорайон Жукова д. 1



РУКОВОДИТЕЛЬ:

Учитель технологии



Костин Геннадий Андреевич

Старый Оскол

2012
УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРОГА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ СЛУХА И ЗРЕНИЯ

проект по технологии


Мартынов Игнатий, руководитель учитель технологии КОСТИН ГЕННАДИЙ АНДРЕЕВИЧ

Россия, Белгородская область, город Старый Оскол, МБОУ «Средняя общеобразовательная школа №30», 7 «А» класс


Введение

Основными параметрами, характеризующими способность человека воспринимать аудиальную и визуальную информацию, являются острота зрения и слуха, а также порог чувствительности зрения и слуха.

Острота слуха и зрения в основном зависят от патологических факторов и при хорошем здоровье человека могут длительно сохраняться неизменными. Их можно контролировать один раз в год при прохождении медосмотра.

Порог чувствительности зрения и слуха определяется степенью утомления человека. Исследования этого параметра позволяют контролировать динамику утомления человека во время учёбы или работы.

Устройство определения порога чувствительности слуха и зрения был разработан и собран в рамках проектной работы на уроках технологии.

Данный прибор может быть использован в эрганометрических исследованиях, позволяет оценивать готовность человека к трудовой деятельности, степень усталости за смену, степень восстановления и готовности к работе в следующей смене.

Исследование порога чувствительности зрения и слуха в учебном процессе позволит контролировать учебную нагрузку, что в свою очередь, позволит повысить качество знаний.

Снижение уровня утомления в учебном процессе позволит сохранить здоровье учащихся.


Цель работы:


Определить степень утомления человека в процессе трудовой деятельности.

1. ФОРМИРОВАНИЕ ПРОБЛЕМЫ


Человек получает знания об окружающей среде благодаря наличию следующих анализаторов: зрения, слуха, обоняния, осязания, вкуса, интуиции.

Основная информация, воспринимаемая человеком (более 70%), поступает через зрительный анализатор. Через слуховой анализатор человек воспринимает около 25% информации. На остальные анализаторы приходится около 5% поступающей информации. Из сказанного выше очевидно, что наиболее важными анализаторами информации для человека являются слух и зрение.

Эти анализаторы очень важны в таких профессиях, как водитель, пилот самолета и вертолета, капитан корабля, диспетчер АЭС и гидроэлектростанции и т.д.

Для представителей этих профессий очень важно знать возможности своих слуховых и зрительных аппаратов. Проанализировать эти возможности можно с помощью специальных тестов или приборов. Очень интересно было бы исследовать возможности слуха и зрения у школьников и как это может влиять на их работоспособность и усвоение новых знаний.

Из сказанного выше вытекает потребность в приборе который позволил бы оценивать возможности слуховых и зрительных анализаторов человека.

Решению этой проблемы решил посвятить свой проект.


2. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ И ВЫБОР АЛЬТЕРНАТИВНОГО РЕШЕНИЯ


Основными параметрами, характеризующими способность воспринимать зрительные образы, являются острота зрения и порог чувствительности зрения, соответственно для слуха – острота и порог чувствительности слуха.

Острота слуха и зрения в основном зависят от патологических факторов и при хорошем здоровье человека могут длительно сохраняться неизменными. Их можно контролировать всего один раз в год при прохождении медосмотра.

Порог чувствительности зрения и слуха в большей мере зависит от степени утомления человека. Контроль этих параметров позволяет оценить степень утомления человека в процессе трудовой деятельности, степень восстановления работоспособности после отдыха и его готовность к труду. Исследование этих параметров во времени позволило бы изучить динамику утомления человека в течение рабочей смены, а также оценить готовность человека к трудовой деятельности, особенно на очень ответственных и опасных участках работы.

Интересно было бы такие исследования провести с учащимися школы. Это позволило бы оценить степень утомляемости учеников после различных уроков (или релаксацию на таких уроках, как физическая культура, изобразительное искусство, музыка и т.п.), также можно было бы оценить плодотворность работы учащегося на уроках, успевает ли он восстановить порог чувствительности зрения и слуха во время отдыха.

В настоящее время порог чувствительности может быть определен в медицинских учреждениях специальными приборами, где при испытании слуховой чувствительности человеку предлагается послушать шум дождя, журчание воды, пение птиц и т.п. Порог чувствительности определяется по пропаданию слышимости этих звуковых сигналов. Порог чувствительности зрения определяется по ярко освещенному легкому предмету, например, кольцу диаметром 5 мм с разрывом 0,2 до 0,3 мм. Через определенное время, в зависимости от утомления глаз, испытуемый перестает различать разрыв в кольце, останавливая при этом секундомер. Таким образом, время является относительным показателем порога чувствительности зрения. Порог чувствительности зрения можно было бы также оценить по критической частоте мерцаний (КЧМ). В этом случае исследуемый смотрит на лампочку накаливания и регистрирует при какой частоте он перестает различать ее мерцания.

3. ОПИСАНИЕ СХЕМЫ ПРИБОРА


Прибор для измерения порога чувствительности слуха называется аудиометр.

А для определения порога чувствительности зрения применяется прибор для определения критической частоты мельканий.


3.1 Принципиальная схема аудиометра


Принципиальная электрическая схема аудиометра представлена в приложении 2.

Этот прибор позволит определять порог слуховой чувствительности на частотах 125, 250, 500, 1000, 2000 Гц. Такие частоты были выбраны, чтобы охватить весь звуковой диапазон. Аудиометр представляет собой звуковой генератор с фиксируемыми частотами. Это является принципиальной особенностью данного прибора в отличие от промышленных аналогов, где изучается порог чувствительности по звучанию шума дождя, журчания ручейка, пения птиц. Это так называемый общий порог чувствительности к звукам.

В своем приборе я хочу изучать спектр порога чувствительности слуха. Поэтому все измерения будут производиться на разных частотах. Громкость звука регулируется с помощью резистора R9, который имеет отградуированную шкалу. Физиологические особенности проводятся 4-5 раза в смену, при этом отмечается изменение (снижение) порога слуховой чувствительности к концу смены и это будет тем заметнее, чем выше нагрузка на организм человека. В качестве головных телефонов использованы наушники типа ТОН-2.

На транзисторах Т1 и Т2 собрана схема мультивибратора, частота которого определяется переключением емкости С1-С16. На транзисторе Т3 собрана схема усилителя мощности, нагрузкой которого является головные телефоны.

Конденсатор С19 является разделительным конденсатором, определяющую переменную составляющую звуковых колебаний головных телефонов.

3.2 Схема для определения критической частоты мельканий


Принципиальная схема прибора для определения критической частоты мельканий (КЧМ) представлена в приложении 3.

Прибор, который позволяет регистрировать порог критической частоты слияний мельканий представляет собой симметричный мультивибратор, собранный на транзисторах Т1 и Т2.

Частота мельканий регулируется резистором R2, который имеет отградуированную шкалу, на транзисторе Т3 собран выходной усилитель. Частота колебаний мультивибратора рассчитывалась по формулам:

где Т – период колебаний мультивибратора.



R и C – сопротивление и емкость конденсаторов в цепи базы,

f – частота колебаний.

T= 1,4 (R1+R2) ·С1, (1),

где R1=1,5 ком



R2=4,7 ком

С=0,005 ф

Подставив числовые значения в формулу (1), получим минимальную частоту мельканий лампочки:



Теперь определим максимальную частоту мельканий лампочки. Она определяется по формулам:



где R1=1,5 ком



С1=0,005ф

Подставив числовые значения в формуле (2) получим значение максимальной частоты мельканий лампочки.



,

Тогда

Таким образом, частота мелькания лампочки лежит в пределах 23,04±10%÷10% Гц, что вполне удовлетворяет таким требованиям к прибору. Отклонение частоты ± 10% связано с применением резисторов и конденсаторов номиналы, которых имеют прочность ± 10%.

4. КОНСТРУИРОВАНИЕ ИЗДЕЛИЯ


Процесс конструирования состоит из конструирования платы и конструирования корпуса.

4.1 Конструирование платы для аудиометрии


Используя принципиальную схему аудиометра, составляем эскиз компоновки элементов платы. На плате необходимо предусмотреть выводы для подключения питания наушников и пакетного переключателя.

Более всего для данного устройства подойдет печатный и проволочножгутовый монтаж (Приложение 4).

Теперь можно сконструировать печатную плату, используя для этого компоновочный эскиз. Рисуем на миллиметровке все элементы в натуральную величину, а затем, используя принципиальную схему аудиометра, рисуем токопроводящие дорожки.

4.2 Конструирование печатной платы измерителя критической частоты мельканий


Используя принципиальную схему определителя КЧМ, составляем эскиз компоновки элементов платы. На плате необходимо предусмотреть выводы для подключения питания и лампочки.

Теперь можно сконструировать печатную плату, используя для этого компоновочный эскиз. Рисуем на миллиметровке все элементы в натуральную величину, а затем, используя принципиальную схему определителя КЧМ, рисуем токопроводящие дорожки.


4.3 Конструирование корпуса и передней панели


При конструировании корпуса, надо учесть требования, которые приведены в приложении 5.

При выборе материала корпуса возможны следующие варианты (приложение 6).

Решено использовать корпус, сделанный из белого пластика толщиной 4 мм.

Все компоновочные элементы: плата аудиометра, плата определителя критической частоты мельканий, батарея, передняя панель - будут крепиться с помощью 14 винтов с гайками Ø 3 мм.


5. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ


Сначала необходимо спланировать весь технологический процесс, чтобы в дальнейшем избежать ошибок.

Как видно из схемы (Приложение 7) технологический процесс состоит из четырех стадий: изготовление платы аудиометра, изготовление платы определителя КЧМ, изготовление корпуса, сборка изделия.

Для изготовления устройства определителя предельной чувствительности слуха и зрения понадобятся следующие инструменты и оборудования: мультиметр, напильник, линейка, отвертка, пинцет, паяльник, частотомер, фотованночка для травления, набор сверл, бокорезы, слесарная ножовка, верстак, сверлильный станок.

Все это есть в школьных мастерских.


5.1 Изготовление печатной платы


Нанести точки для сверления отверстий и просверлить их. Чтобы фольга не отслаивалась от гетинакса, сверлить надо со стороны фольги.

  1. Нанести рисунок токопроводящих дорожек на заготовку плиты. Фольгированный гетинакс зачистить мелкой шлифовальной шкуркой и обезжирить ацетоном.

  2. Нанести на токопроводящие дорожки защитный слой, используя радиотихнический фломастер. Когда защитный слой высохнет, плату необходимо отрегулировать, подправить линии резцом или лезвием.

  3. Травление производить в растворе хлорного железа, плотностью 1:3, используя фотографическую ванночку. Для ускорения процесса травления раствор можно подогреть до 50ºС.

  4. По окончании травления удалить защитный слой с помощью растворителя или ацетона, пролить водой, зачистить шлифовальной шкуркой. Установить все элементы платы и произвести пайку.

5.2 Сборка изделия


Окончательная сборка изделия была произведена в следующем порядке:

  • Закрепить печатные платы и батарею к передним и задним стенкам корпуса с помощью 2 винтов с гайками Ø 3 мм;

  • Закрепить все установочные элементы на передней панели;

  • Выполнить соединение всех элементов, согласно принципиальных схем (Приложение 2, Приложение 3)

  • Закрепить переднюю панель корпуса с помощью 4 винтов Ø 3 мм;

  • Произвести испытание прибора. Если все соединения выполнены правильно, то устройство должно работать сразу, и не потребует дополнительных настроек.

6. РАБОТА С ПРИБОРОМ


Перед началом работы установить внутри корпуса батарею источника питания типа КБ СЛ-333-4,5V.

6.1 Работа с аудиометром


    1. Включить тумблер «Питание» аудиометра, при этом загорится светодиод, указывающий на то, что питание прибора включено.

    2. Подключить наушники через «ТФЛ»

    3. Установить Частоту с помощью переключателя «Частота»

    4. Прослушивая звуковые колебания в наушниках, уменьшить уровень звучания до полной потери слышимости с помощью регулятора «Уровень звука». По положению регулятора определить восприятие звука на выбранной частоте.

    5. Измерение порога слышимости на других частотах производится в том же порядке.

    6. После окончания измерений выключить питание аудиометра.

6.2 Работа с определителем критической частоты мельканий


  1. Включить питания определителя КЧМ

  2. Вывести регулятор «Уровень КЧМ» в крайнее правое положение, добившись заметных мельканий лампочки.

  3. Увеличивая частоту мельканий с помощью регулятора «Уровень КЧМ». Определить при каком значении частоты исчезает возможность наблюдать мелькание.

  4. После окончания измерений выключить питание определителя КЧМ.


7.РЫНОЧНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ

Поскольку созданное устройство для определения порога чувствительности слуха и зрения очень необходимы для оценки готовности человека к трудовой деятельности в таких профессиях как:

- водитель;

- машинист железнодорожного транспорта;

- пилот самолета и вертолета;

- диспетчер АЭС, гидроэлектростанции.

А также для работников профессий, где очень важна хорошая слышимость и зрительное восприятие окружающей среды.

Также прибор позволить определить степень усталости работников в процессе смены и их восстановление, и готовность их к трудовой деятельности.

К сожалению, промышленность почти не выпускает такие приборы, а на производстве такой контроль отсутствует. Из сказанного выше следует, что у моего прибора имеются прекрасные рыночные возможности.

Для внедрения в рынок предусмотрены следующие маркетинговые стратегии:

Продажа готового изделия

Продажа пособия с чертежами для самостоятельного изготовления

Продажа конструктора для самостоятельного изготовления

Будут разработаны пособия с чертежами и конструкторы для дальнейшей их продажи. Также будет разработан рекламный проспект.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ


Испытанное устройство показало свою работоспособность. Оно получилось:

    • простым в изготовлении;

    • недорогим;

    • на изготовление ушло мало времени;

    • изделие изготовлено из доступных материалов;

    • технология изготовления доступна и безопасна;

    • устройство не требует сложных настроек и регулировок;

    • изделие просто в эксплуатации и безопасно (источник питания 4,5 V).

Это первый этап работы над проектом. Второй этап работы над проектом будет заключаться в экспериментальных исследованиях определения порога чувствительности слуха и зрения у учащихся моей школы в течение учебного дня. Работая над проектом, я прошел путь от зарождения идеи до ее воплощения в реальном изделии.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Белкин В.Г. Справочник радиолюбителя-конструктора. – М.: Радио и связь, 1984 г.

  2. Войцеховский Я. Радиоэлектронные игрушки. – М.: Советское радио, 1976 г.

  3. Галкин В.И. Начинающему радиолюбителю. – Минск: Полымя, 1995 г.

  4. Симоненко В.Д. Технология, 9 класс. – М.: Вентана-Графа, 2000 г.

  5. Петриков В.М. Энциклопедия радиолюбителя. – Санкт-Петербург, Наука и техника, 2001 г.


Приложение 1

Устройство определения порога чувствительности слуха и зрения


Приложение 2

Принципиальная схема аудиометра


Приложение 3

Принципиальная схема прибора для определения критической частоты мельканий


Приложение 4

Таблица морфологического анализа электромонтажных типов



Тип электромонтажных соединений

Какие особенности

1

Печатный монтаж

Используется во всех видах радиолюбительских конструкций. Преимущество: сравнительный малый объем, и жесткая фиксация мест соединений гарантирует высокие качества

2

Проволочный навесной монтаж

Позволяет получить трехмерную объемную конструкцию соединений, что дает возможность уменьшить объем конструкции, но является очень сложным в исполнении

3

Проволочножгутовый монтаж

Применяется для межблочных соединений с использованием одно или многорядных жгутов


Приложение 5

Требования к конструированию корпуса




Приложение 6

Выбор материала корпуса



Приложение 7

Схема технологического процесса










©netref.ru 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет