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来源: 弘益剑桥国际高中 编辑:佚名
根据广东光亚照明研究院的公布数据显示,中国照明用电消耗占全社会用电量比的20%左右。减少照明用电与社会的经济和环保息息相关。
正是基于这样的环保需求,弘益国际高中Adam同学在他的 EPQ (研究性学习)中设计并制作出一-款科技感十足的太阳能台灯。这件作品不仅践行了环保理念,还能够实现远程调控等多种功能。
一、前期准备
1.项目思路
在决定自己的研究主题前,导师告诉我:在EPQ中,我选择的主题需要结合自己的兴趣与未来大学的专业意向。
而且,除了单纯的写论文,EPQ还可以选择Artefact的形式,即做出一个自己的“产品”,它可以是一个模型,一张设计图,一篇小说,甚至是一场活动!
因此,我对自己感兴趣的方向都进行了一些探索,并最终确定目前的题目和方向。
2.背景调研
在阅读资料的过程中,我发现欧盟统计局的一项调查结果:欧洲家庭中13.6%的能源消耗都用在了照明上。仔细一想,我家里确实会时不时忘记关灯。
既然照明消耗了那么多能源,我又想在大学学习工业设计, 那何不设计制作一台能定时关闭的太阳能充电台灯呢?
二、中期过程
都说万事开头难,虽然决定好了主题,但我没有任何工业设计的实际经验,也不知道从何下手。
在导师的指引下,我首先**了如何定义“学术网站”,从而借助专业网站了解工业设计的基础理念,以及台灯制作的基本流程。我发现,要让我的台灯实现我想要的功能,需要从软件和硬件两部分的制作入手,每个部分又*含着各种大大小小的任务。
通过项目学习,我也**了精细化地拆分和梳理我的任务,再为它们计划好时间并制作成甘特图追踪。在运用这些技能的过程中,我意识到它们不仅仅适用于这个项目,对于生活中的很多问题,我都可以运用这样的技能来拆分和规划。
这是我**次亲手制作- -台设备,项目中遇到了不少挑战和困难。最开始,我打算让台灯有电动升降的功能,但后来发现这样做并不实用,反而会增加很多**量和复杂度。于是,我决定改为手动升降的方式,简化了台灯的机械结构。我的导师告诉我,EPQ是一个注重学习过程的项目,所以每做出一个决定或改变,都要及时记录下来,并根据情况调整计划。.我按照导师的建议,认真地记录了项目的每个步骤和细节,并根据实际情况灵活地修改了计划。
三、问题
在项目进行中,我需要选择合适的材料制作台灯的外壳,我调查了不同材质的优缺点,最终选择了ABS工程塑料作为台灯的材料。但是,在台灯模型的制作方面,还是显得很棘手。ABS工程塑料手动加工十分困难,且需要工厂开模制作,成本很高。
同时,对于没有任何电路设计和相关知识储备的我来说,设计定时开关电路的挑战性真的很大。
四、解决办法
1.台灯的外观
在台灯的外观上,我改变了制作方式,设计了3D模型,并委.托3D打印公司使用ABS工程塑料原料打印模型。在我父亲的指导下,我**了使用SolidWorks的基础操作,但仍无法设计完整的3D模型。于是,我在一款游戏中找到了相似的3D模型并修改,最终完成了3D模型的制作,交给3D打印公司打印成型。
2.软硬件方面
我通过调查开源模块相关知识,最终找到了一款可以编程和 联网使用的开源模块: ESP32。 为了完成对ESP32的编程,我 详细地研读了ESP32 的说明书,并且自学了基础的Python编程。在获取所需的相关知识后,我通过规划详细的脑图来完成开关电路的设计,并依此完成了开关电路的制作。这个开关电路不仅可以定时开关,还可通过手机操控,十分便利。