防近视“视力宝”

广东省韶关碧桂园外国语学校 李泓毅

设计背景：

近年来，由于中小学生用眼习惯差、用眼过度、户外活动缺乏等因素，我国儿童青少年近视率不断攀升，近视低龄化、重度化日益严重，“儿童青少年近视防控”已成为关系国家和民族未来的大问题，大家都应该高度重视。

我综合运用3D 打印、编程等设计了作品“视力宝”，通过超声波测距传感器检测眼睛与物体的距离是否安全，提醒儿童青少年视物时眼睛离物体不要太近，从而帮助他们养成良好的用眼习惯，预防近视。

查找资料：

预防近视最有效的方法是养成良好的用眼习惯，包括眼睛与所视物体保持安全距离，在用眼一段时间后适度休息。

眼睛与所视物体保持多远的距离最合适呢？用眼多久后需要休息呢？

我上网查找相关资料，了解了这些信息：使用电脑时，眼睛与显示屏的安全距离约为60 厘米；使用手机时，眼睛与手机的安全距离为40 厘米～50 厘米；看书时，眼睛与书本的安全距离约为33 厘米。儿童青少年在用眼约30 分钟后应当休息。

制作过程：

1.连接硬件

选择掌控板作为主控板，将掌控板与超声波测距模块等连接。

相比其他开源主控板，掌控板体积小、功能集中，能通过编程实现测距警报提示、定时休息提醒等功能，且可连接外部零件。

图1 硬件被连接在一起

2.编辑程序

采用mPython 操作平台编程，实现两大功能：当超声波测距传感器与人脸的距离超过安全距离时，主控板发出警报，提醒用户距离过近；当开启自动计时功能后，一旦超过预设的时间，主控板就会发出警报，提醒用户休息。

3.外观设计

采用3D one 建模并3D 打印外壳。外壳能隐藏主控板及其他零件，起保护作用，且外观美观。

外壳上设有一个夹子，可使“视力宝”方便地夹在电脑、手机、书本等物品上，在不同的用眼场景中发挥功用。

图2 3D 外壳及背后的夹子

使用方式及效果：

先打开“视力宝”外壳，再打开主控板电源开关，接着通过操控“视力宝”侧面的触摸开关选择模式。

“视力宝”在开机后默认为电子产品使用模式，在这种模式下，当人脸与超声波测距传感器的距离小于40 厘米时发出警报，提醒用户距离过近。

“视力宝”被切换为书本模式后，当人脸与超声波测距传感器的距离小于30 厘米时发出警报，提醒用户距离过近。

“视力宝”被开启后自动计时，当使用时间达到30 分钟时，主控板播放音乐，提醒用户休息。

图3 “视力宝”上的触摸开关

图4 “视力宝”被切换为书本模式

创新点与展望：

“视力宝”携带方便，集多种功能于一体，能运用在不同的用眼场景中，通过传感测距、用眼计时等帮助儿童青少年养成良好的用眼习惯。

“视力宝”在外观上稍显笨重，还有改进的空间。接下来，我会美化其外观，改善用户的使用体验，并选用更小的组件，做出更实用的作品。

图5 “视力宝”被夹在不同的物品上使用

老师推荐：

作者从生活实际出发，以保护儿童青少年视力为目标，通过软硬件编程设计“视力宝”，有创意，重实践，值得推荐。