盲人專(zhuān)用杯---杯中水位及水溫感測(cè)器

1、盲人專(zhuān)用杯-杯中水位及水溫感測(cè)器摘 要 盲胞失去視覺(jué)功能後就必須仰賴(lài)經(jīng)驗(yàn)的累積，倒開(kāi)水泡茶或泡牛奶就是一項(xiàng)很大的考驗(yàn)，如果在杯子上加裝水位及水溫感測(cè)器，盲胞們就可以輕鬆的知道所倒的開(kāi)水是否達(dá)到自己的需求。本研究利用簡(jiǎn)單的電子零件組成水位感測(cè)器，利用熱電偶的迴路偵測(cè)水溫。測(cè)試的成果為：一、利用微音插頭作為檢知棒，只要l的開(kāi)水同時(shí)沾濕檢知棒，便會(huì)啟動(dòng)蜂鳴器。二、利用熱電偶在不同溫度時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同的電阻和電流，再將電流傳導(dǎo)至IC板上啟動(dòng)不同的 聲音。三、經(jīng)過(guò)多次的測(cè)試合乎要求的成功率達(dá)99.2。關(guān)鍵詞：水位感測(cè)器、水溫感測(cè)器、成功率壹、研究動(dòng)機(jī) 盲人在使用杯子盛裝液體時(shí)，因?yàn)闆](méi)辦法看見(jiàn)面的高度，所以只

2、能用感覺(jué)重量，或是聽(tīng)聲音來(lái)判斷，如果沒(méi)有長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)累積，可能會(huì)很不準(zhǔn)確，造成液體溢出。盲人如果無(wú)法確定水溫的話(huà)，只好用手指直去觸碰水面感覺(jué)水溫，這時(shí)如果液體的溫度太高，就可能會(huì)燙傷盲人的手。為讓盲人能夠更方便，我們想用一些簡(jiǎn)單儀器去感測(cè)水溫及水位，幫助盲人能更方便。我們想到在理化課本中寫(xiě)到，液體能夠?qū)щ姷奶匦?，所以決定利用這個(gè)特性來(lái)運(yùn)用，感測(cè)液體的水位及水溫。貳、研究目的一、利用簡(jiǎn)易電子零件組合水位感應(yīng)器二、水位感應(yīng)器靈敏度的測(cè)試 三、利用熱偶器組合水溫感應(yīng)器 四、水溫感應(yīng)器的靈敏度測(cè)試參、研究設(shè)備及器材2SC1815(電晶體)電子蜂鳴器(6V用)k(14W)按應(yīng)開(kāi)關(guān)單3乾電池2個(gè)（3V）微

3、音插頭滴管膠帶一小杯水量筒溫控開(kāi)關(guān)磁簧開(kāi)關(guān)電路板蜂鳴器肆、研究過(guò)程及方法： 一、我們?cè)O(shè)計(jì)的盲人專(zhuān)用杯主體結(jié)構(gòu)分成五部分： （一）第一部分：杯子主體，不限材質(zhì)、一般大小的可適用 （二）第二部分：水位感測(cè)器 （三）第三部分：水溫感測(cè)器 （四）第四部分：警示裝置 （五）第五部分：電源溫控開(kāi)關(guān) 二、設(shè)計(jì)圖 （一）溫度感測(cè)器電路圖蜂鳴器 （二）水位感測(cè)器電路圖 Tr1.2：2SC1815(電晶體)；BZ1：電子蜂鳴器（6V用）；R1：k(14W)； SW1：按應(yīng)開(kāi)關(guān)；B1：?jiǎn)?乾電池2個(gè)（3V）；檢知棒：微音插頭三總設(shè)計(jì)圖 三、水位感應(yīng)器靈敏度的測(cè)試 (一)利用乳頭吸管滴20滴自來(lái)水至量筒中，測(cè)量20滴

4、水的體積，並換算出每一滴水 的體積。 (二)每次滴一滴水在檢知棒間，重複50次，紀(jì)錄蜂鳴器鳴叫的次數(shù)。 四、水溫感應(yīng)器的靈敏度測(cè)試 (一)依次使用40、50、60、70、80、90及100熱水，倒入杯子中紀(jì)錄 蜂鳴器鳴叫的次數(shù)。 (二)重複50次，紀(jì)錄蜂鳴器鳴叫的次數(shù)。 五、成功率測(cè)試 將感應(yīng)器安裝完成後，至飲水機(jī)下測(cè)試50次，紀(jì)錄成功鳴叫的次數(shù)。伍、研究結(jié)果 一、水位感測(cè)器的靈敏度 （一）製作步驟 1 .取一電路板當(dāng)作底座。 2 .將電晶體（Tr1 、Tr2）的e和d連接。 3.將電晶體（Tr2）的c連接蜂鳴器及，e連接電池。 。 5.將電晶體（Tr1）的c連接蜂鳴器。 6.k(14W)）連

5、接。 7.由2SC1815及100構(gòu)成達(dá)靈頓電路可以提高靈敏度。 （二）水位感測(cè)器製作成品： 照片1：組合成的水位感測(cè)器 （三）測(cè)量水位感測(cè)器的靈敏度 1.將已製作好的水位感測(cè)器之檢知棒兩端用膠帶以1得距離固定在一平面 上。 2.經(jīng)換算結(jié)果每滴水的平均體積為0.09ml。3.用滴管在兩檢知棒之間，只要滴入的水大於，兩檢知棒都有碰觸到水 分時(shí)，靈敏度達(dá)到100。 照片2：水位檢測(cè)器靈敏度測(cè)量 二、利用溫控開(kāi)關(guān)組成水溫感測(cè)器的靈敏度 （一）溫控開(kāi)關(guān)的製作 2.磁簧開(kāi)關(guān)的A和B與蜂鳴器連接 3.關(guān)本身在溫度40以下是通路，磁簧開(kāi)關(guān)在通電時(shí)，與蜂鳴器連接的另一個(gè)電路為斷路 二水溫感測(cè)器製作成品照片3：

6、水溫感測(cè)器照片4：水溫感測(cè)器測(cè)試三水溫感測(cè)器靈敏度測(cè)量 水溫感測(cè)器在較低溫時(shí)靈敏度較差，40時(shí)鳴叫成功率為70，50時(shí)鳴叫成 功率為75；高於60時(shí)鳴叫成功率為100。 圖1：水溫感測(cè)器測(cè)量溫度的成功率 三、裝置好的杯子靈敏度測(cè)量 裝置好的杯子電路系統(tǒng)較複雜，裝40開(kāi)水時(shí)鳴叫成功率為60，裝50開(kāi)水時(shí)鳴 叫成功率為70；裝60開(kāi)水時(shí)鳴叫成功率為90，高於70的開(kāi)水鳴叫成功率 為100。圖2：盲人專(zhuān)用杯測(cè)試結(jié)果陸、討論 、由2SC1815及100構(gòu)成達(dá)靈頓電路可以提高靈敏度，採(cǎi)用達(dá)靈頓電路連接， 使的微音插頭只要稍微接觸到水份，電路除了導(dǎo)通之外，電流亦大幅放大。（一） 電子零件的功能：NPN型電

7、晶體：1.控制電壓到達(dá)一定的大小後才可使電流通過(guò)，形成通路e腳流動(dòng)，使其不受其他因素影響。 100 二、檢知棒間只要有水形成電阻，水位感應(yīng)器的電晶體（Tr1）形成通往 電晶體（Tr2）的電流，利用微音插頭導(dǎo)電性強(qiáng)，只要約0.09ml的水沾溼兩之檢知棒間的區(qū)域就可在電晶體型成通路，所以水位感應(yīng)器在杯壁上當(dāng)水位到達(dá)檢知棒的位置時(shí)便會(huì)發(fā)出通知的聲音。 三、溫控開(kāi)關(guān)採(cǎi)用電腦裡面控制風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)的開(kāi)關(guān)，在溫度未達(dá)40以前，溫控開(kāi)關(guān)保持通路。磁簧開(kāi)關(guān)在與溫控開(kāi)關(guān)連接的線(xiàn)路有通電時(shí)，與蜂鳴器連接的電路即為斷路，因此蜂鳴器不會(huì)發(fā)出聲響。當(dāng)溫度到達(dá)40以上時(shí)，溫控開(kāi)關(guān)即自動(dòng)斷路，與磁簧開(kāi)關(guān)連接的線(xiàn)路不通電，皇開(kāi)關(guān)便會(huì)開(kāi)啟與蜂鳴器連接的電路，形成通路。因此，當(dāng)水溫到達(dá)40以上時(shí)便會(huì)有通知的聲響發(fā)出。柒、結(jié)論 經(jīng)過(guò)水溫及水位感測(cè)器靈敏度的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)兩者的靈敏度都很高，誤差並不大，裝置成 盲人專(zhuān)用杯，可改善盲人在使用一般杯子時(shí)的不便。盲人杯在使用上較一般杯子便利的 地方有： 一、水位感測(cè)器在水位到達(dá)離杯口4公分處會(huì)發(fā)出通知的聲響，避免盲人因不知道水位 而造成溢出。 二、在飲用時(shí)，盲人可以得知水的大略溫度，比免燙傷的危險(xiǎn)。 三、除盲人外，孩童、老人等，在使用一般杯子上不方便者亦可使用。 捌、參考資料及其他： 、 西田和明 著 林肇彬 譯。2003。新電子