Khoa học kỹ thuật QG Năm 2018 - Hilight Đèn bàn tự động điều hòa ánh sáng nhằm giảm thiểu tình trạng cận thị

CUỘC THI KHOA HỌC KỸ THUẬT CẤP QUỐC GIA
DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC NĂM 2017-2018
ĐƠN VỊ DỰ THI: TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẢO LỘC
TÊN ĐỀ TÀI
HILIGHT- ĐÈN BÀN TỰ ĐỘNG ĐIỀU HÒA ÁNH SÁNG
NHẰM GIẢM THIỂU TÌNH TRẠNG CẬN THỊ
Lĩnh vực dự thi: Vật Lý và Thiên văn
Tác giả: PHẠM ĐỖ HOÀI PHƯƠNG
Địa chỉ: 05- Quang Trung- Phường II- Tp. Bảo Lộc
Đơn vị: Lớp 12 Lý- Trường THPT Chuyên Bảo Lộc
Email: phamdohoaiphuong.cbl@gmail.com
Số điện thoại: 01659 266 836 
Bảo Lộc, ngày 06 tháng 12 năm 2017
LỜI CAM ĐOAN
	Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu độc lập của riêng tôi, không sao chép bất kỳ ở một công trình hay một luận văn, luận án của một tác giả nào khác. Các kết quả và số liệu trong báo cáo này đều trung thực và chưa từng công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Các trích dẫn, các số liệu và kết quả tham khảo dùng để so sánh đều có nguồn trích dẫn rõ ràng.
	Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định cho lời cam đoan của mình.
Bảo Lộc, ngày 06 th...rduino Mega LCD TFT Shield	27
Hình 3.4 Cảm biến cường độ ánh sáng BH1750	27
Hình 3.5 Mạch thời gian thực DS1307	28
Hình 3.6 Mạch điều khiển công suất L298	29
Hình 3.7 Adapter 12V	29
Hình 3.8 Mạch giảm áp LM2596	30
Hình 3.9 Cảm biến vật cản hồng ngoại.30
Hình 3.10 Mô phỏng 3D của Main Board34
Hình 3.11 Mô phỏng 3D của Main Board35
Hình 3.12 Giao diện chính	36
Hình 3.13 Giao diện cài đặt hẹn giờ	36
Hình 3.14 Giao diện đếm ngược	37
Hình 3.15 Giao diện chính	37
Hình 3.16 Giao diện cài đặt hẹn giờ	39
Hình 3.17 Giao diện đếm ngược	40
Hình 4.1 Tổng quan sản phẩm thực tế..45
Hình 4.2 Người dùng trải nghiệm thiết bị.45
DANH MỤC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1 Khối tổng quát cấu tạo hệ thống	31
Sơ đồ 2 Khối nguồn..31
Sơ đồ 3 Khối công suất	32
Sơ đồ 4 Khối giao tiếp..32
Sơ đồ 5 Nguyên lý Main Board	33
Sơ đồ 6 Mô tả bản vẽ PCB của Main Board	34
Sơ đồ 7 Tổng quan về giao diện người dùng	35
Sơ đồ 8 Thuật toán giao diện chính	38
Sơ đồ 9 Thuật toán hàm con giao diện cài đặt thời gian	40
Sơ đồ 10 Thuật toán hàm con giao diện đếm ngược	41
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Quang thông của một số nguồn sáng thông dụng	13
Bảng 2.2 Cường độ sáng của một số nguồn sáng	14
Bảng 2.3 Độ rọi trên một số bề mặt thường gặp	16
Bảng 2.4 Độ chói của một số nguồn sáng thông dụng	17
Bảng 2.5 Các tiêu chuẩn về ánh sáng	17
Bảng 2.6 Thống kê mức độ hành vi	21
Bảng 2.7 Thống kê khảo sát giao diện	21
Bảng 3.1 So sánh các loại đèn thông dụng	23
Bảng 3.2 Thống số các loại đèn Led thanh nhôm phổ biến trên thị trường..24
Bảng 3.3 Số liệu so sánh độ rọi theo công suất đèn......25
Bảng 3.4 Một vài thông số về Arduino Mega 2560..26
Bảng 3.5 So sánh sự khác biệt với sản phẩm cùng loại....43
Bảng 4.1 Chiết tính giá thành sản phẩm...44
CHƯƠNG I
 GIỚI THIỆU VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Lý do chọn đề tài
	Hiện nay tình trạng cận thị ở lứa tuổi học sinh, sinh viên đang ở mức báo động. Theo thống kê của Bệnh viện Mắt Trung ương, hiện nay có khoảng 3 triệu trẻ em trên cả nước mắc tật khúc xạ về mắt, trong đó có 2/3... theo bất tiện khi sử dụng.
	Sản phẩm phát sáng trên thị trường, đèn học sinh để bàn hay hệ thống đèn trong lớp học, văn phòng có cường độ phát sáng cố định. Không linh hoạt trong từng môi trường sử dụng, cường độ sáng thiết bị cố định kết hợp với cường độ sáng tự nhiên bên ngoài môi trường tác động vào sẽ tạo ra nguồn sáng không phù hợp với mắt. Các sản phẩm có hỗ trợ điều chỉnh cường độ sáng thì chỉ dừng lại ở thủ công, tức là người sử dụng phải tự điều chỉnh bằng tay, mang tính cảm quan, do đó khó tránh sai sót, không phát huy được tác dụng. 
	Từ những lí do trên, tôi đã hình thành nên ý tưởng sử dụng các board mạch điều khiển, linh kiện điện tử, kết hợp các thiết bị cảm biến và thiết bị điều khiển công suất nhằm tạo ra một sản phẩm có thể tự động điều hòa ánh sáng trong từng môi trường, giúp cường độ ánh sáng luôn được đảm bảo, từ đó giải quyết được nguyên nhân chủ yếu dẫn đến cận thị học đường. 
Mục đích nghiên cứu
	Với thực trạng cận thị hiện này kết hợp với việc đúc kết những ưu- nhược điểm của các sản phẩm đã có trên thị trường, tôi đã đặt mục tiêu tìm hiểu, nghiên cứu và chế tạo ra một sản phẩm mới, hạn chế tối đa nhược điểm giúp phù hợp nhu cầu người sử dụng, tạo nên thiết bị bảo vệ mắt.
Mục tiêu nghiên cứu của hệ thống điều hòa ánh sáng bao gồm các tính năng sau:
Cảm biến ánh sáng đo chính xác cường độ ánh sáng hiện tại với sai số thấp (ít hơn 5%).
Tính năng tự động điều tiết công suất đèn, dựa theo giá trị cường độ ánh sáng của cảm biến mà thay đổi cường độ ánh sáng cho phù hợp với mắt. 
Tính năng hẹn giờ làm bài, hỗ trợ khi học sinh cần thử sức với các đề thi thử tại nhà.
Ứng dụng màn hình cảm ứng để giao tiếp với người dùng. Giao diện thân thiệt, dễ sử dụng.
Mẫu thiết kế gọn gàng, chắc chắn.
Sản phẩm có độ bền cao, các linh kiện điện tử chắc chắn, hoạt động ổn định ngay cả khi phải di chuyển thường xuyên.
Cảm biến khoảng cách nhằm xác định được khoảng cách phù hợp với mắt.
	Giải pháp nghiên cứu
	 Với các tính năng trên, cùng với sự tìm hi