«Круглосуточный защитник»

Региональный конкурс исследовательских работ и творческих проектов дошкольников и младших школьников «Я -исследователь»

«КРУГЛОСУТОЧНЫЙ ЗАЩИТНИК»

Секция «Физика, математика и техника»

Выполнил: Пережогин Владимир,

ученик 3 «А» класса

Научный руководитель:

Пережогина Е.В.,

учитель начальных классов

Балахна, 2021

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ                                                                                                            3

ГЛАВА 1 Теоретическая часть                                                                             5

1. История развития сигнализации                                                                5
2. Виды сигнализации                                                                                     8

ГЛАВА 2 Практическая часть                                                                             9

1. Социологический опрос учащихся                                                           9
2. Результаты анкетирования                                                                        10
3. Изготовление сигнализации из электронного конструктора                 11

«Знаток»

4.  Изготовление сигнализации из электронного конструктора                12

«Микроник»

ЗАКЛЮЧЕНИЕ                                                                                                    13

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ                 14

ПРИЛОЖЕНИЯ                                                                                                    15

ВВЕДЕНИЕ

Не секрет, что волшебные предметы из сказок, благодаря развитию науки, воплотились в реальную жизнь: клубочек – навигатор, самоходная печь Емели – паровоз, серебряное блюдечко и наливное яблочко – телевизор.

Меня же увлек вопрос, с какой выдумкой сказочные герои оберегают свои богатства. В избушку Бабы Яги не попадешь, если не знаешь пароль «повернись к лесу задом – ко мне передом»; молодильное яблочко без спроса не сорвешь – поднимется шум, звон; смерть кощееву не сыщешь без путеводителя. Сигнализация – отменная!

Актуальность исследования: Сигнализацию изобрели для защиты домов, машин и других ценных вещей. Интересно, как работает сигнализация? Какие виды сигнализации бывают? Какая сигнализация самая лучшая? Можно ли самому изготовить такое устройство? Мы решили заняться вплотную исследованием этой темы.

Объект исследования: сигнализация.

Предмет исследования: принцип работы сигнализации.

Цель: собрать сигнализацию из подручных средств.

Для достижения цели, я поставил следующие задачи:

1. Узнать, когда изобрели сигнализацию;
2. Узнать, какие бывают сигнализации;
3. Создать свою сигнализацию.

Я выдвинул гипотезу: Сигнализацию можно сделать дома из подручных средств.

Методы исследования:

• Изучение теоретических материалов, поиск информации в Интернете;
• Изучение работы сигнализации;
• Наблюдение;
• Проанализировать полученные результаты;
• Сделать выводы.

Краткое описание структуры работы: исследовательская работа состоит из введения, основной части, заключения, списка литературы и приложения. Основная часть в свою очередь состоит из двух глав – теоретической, в которой рассматриваются такие вопросы как история развития сигнализации и виды сигнализации, и практической, в которой представлен социологический опрос учащихся, результаты анкетирования, изготовление сигнализации из электронного конструктора «Знаток» и «Микроник».

ГЛАВА 1 Теоретическая часть

1. История развития сигнализации

Стремление защитить свое имущество от разрушений и разграблений существует у людей на уровне инстинкта. Охранная сигнализация имеет довольно длинную и весьма интересную историю. Так, например, еще в Древнем Египте фараоны стремились оградить свои усыпальницы от хищений с помощью различных ловушек — падения каменных глыб или обрушивающихся тонн песка, которые вели к гибели злоумышленников. Все это, и даже более того, нашло отражение в современных компьютерных играх жанра Quest/Adventure.

Вычислить приближение нежелательных гостей людям прежде всего помогали животные и птицы. Так, например, всем известна легенда о том, как гуси спасли Рим. Согласно ей, галлы попытались захватить римскую крепость ночью, когда защитники крепости спали. Гуси же, жившие при храме в крепости, громко загоготали, разбудив воинов и предотвратив, тем самым, вторжение в крепость.

Мы рассмотрим электрические системы охранной сигнализации, которые появились в XIX в. после изобретения электрического звонка. Именно о такой системе охраны думал герой рассказа М. Зощенко «Ночное происшествие», написанного в 1940 г. Прогуливаясь по ночному городу, он услышал голос старого мужчины, звавшего его. Оказалось, что этот мужчина — сторож, которого заперли в магазине, чтобы он охранял его. Сторож просил воды. На вопрос героя рассказа, почему же тот сам не может сходить за ней, он ответил, что заперт между двумя дверьми — в магазин и со стороны улицы. Дверь со стороны улицы защищала его от вора, а в магазин была дверь заперта для того, чтобы вор не проник внутрь, пока сторож отошел или уснул. Героя рассказа возмутило то, что для этих целей используют живого человека, долго он ворочался и не мог уснуть от мысли, почему до сих пор не изобрели электрический прибор, чтобы тот оповестил о проникновении злоумышленника. Такое техническое средство действительно было бы хорошим решением для этой ситуации. В то время Зощенко еще не мог знать, что охранная сигнализация уже была изобретена.

«Отцом» электрической охранной сигнализации по праву может считаться Альберт Августус Поуп (Pope Albert Augustus) из американского Сомервилля. Летом 1853 г. он запатентовал первую электрическую сигнализацию, работавшую за счет аккумулятора, электромагнита и колокола. Она оказалась значительно надежнее, чем механическая сигнализация, в которой тяга от датчиков приводила в движение обыкновенный будильник на пружине. Запатентованная периметральная сигнализация была одношлейфовой: соединенные контакты всех окон и дверей составляли единую цепь, при открытии одного из элементов контакты замыкались, подавая ток на электромагнит, обеспечивающий звон колокола.

После изобретения фотоэлемента в 90-х годах XIX в. популярность охранных систем резко возросла благодаря повышению ее эффективности. Теперь для прерывания цепи достаточно было перекрыть источник света, который падал на нее, а на этом злоумышленнику попасться было гораздо проще, чем на повреждении цепи проводов. В таком типе охранной сигнализации использовались светолучевые сигнализаторы. Луч света, падающий на фотоэлемент, являлся «воздушным» охранным проводом, который посылал сигнал тревоги при его нарушении.

Появлению принципиально новых систем охранной сигнализации способствовали достижения в смежных областях физики, изобретение полупроводников и резкий скачок в развитии радиоэлектроники в 50–60-х годах. Постепенно световые лучи и фотоэлементы начали замещаться ультразвуковыми датчиками, которые вычисляли время, требующееся звуку для движения от датчика до, например, стены и обратно до датчика, либо проверяли, был ли получен отправленный сигнал отдельным приемником.

За ультразвуковыми датчиками последовали микроволновые (объемные) датчики, которые излучают высокочастотные микроволновые волны, которые, отражаясь от окружающих объектов, регистрируются сенсором, а микропроцессор устройства, в случае обнаружения даже малейших изменений отраженных электромагнитных волн, приводит в действие заложенную в него функцию. То есть, когда в зоне обнаружения такого датчика появляется движущийся объект, мгновенно формируется сигнал тревоги.

В 70-е годы был создан инфракрасный датчик, принцип работы которого заключался в обнаружении изменений теплового (инфракрасного) излучения объектов. Теперь злоумышленнику, пробравшемуся на территорию, которая оборудована сигнализацией с такими датчиками, стало почти невозможно избежать обнаружения.

Благодаря современным достижениям в сфере ИТ, охранная сигнализация становится все более функциональной и простой в управлении. Так, владелец охраняемого объекта с помощью мобильного телефона имеет возможность включать/отключать систему сигнализации, регулировать освещение, включать системы отопления, вентиляции и полива.

2. Виды сигнализации

По назначению выделяют три основных вида сигнализации – охранная, пожарная и тревожная.

Охранная сигнализация контролирует несанкционированное проникновение на охраняемую территорию (комната, здание, гараж, периметр площадки). Цель – подача сигнала пользователю. Может комплектоваться сиреной, световыми сигналами, элементами запорной автоматики. Охранная сигнализация предназначена для защиты жилища от проникновения и в настоящее время получила широкое распространение. Это лучший способ обеспечить охрану вашей квартиры в ваше отсутствие.

Пожарная сигнализация служит для обнаружения и предупреждение о возгорании. Также может комплектоваться исполнительными системами пожарной безопасности – устройствами автоматического пожаротушения, средствами оповещения, дымоудаления. Назначение системы пожарной сигнализации сводится к оперативной передаче данных о возгорании в дежурную службу пожарной охраны, которая должна быстро принять меры к тушению пожара.

Тревожная сигнализация, когда сигнал от датчика или нажатой кнопки поступает на удалённый пульт специализированной охранной организации. Это даёт возможность сотруднику организации своевременно подать сигнал о разбойном нападении либо другой нештатной ситуации на объекте (пожар, стихийное бедствие, техногенная авария). Тревожная сигнализация является одним из простых и дешевых видов систем безопасности. Ее используют для своевременного сигнала органам, которые смогут обеспечить безопасность объекту, если на него нападут злоумышленники или хулиганы. Включение и выключение системы вручную совершается сотрудниками предприятия или начальником охраны.

ГЛАВА 2. Практическая часть

1. Социологический опрос учащихся

Я решил провести анкетирование, чтобы узнать, что знают о сигнализации учащиеся моего класса. Всего в анкетировании участвовало 26 человек, учащиеся 3А класса. Анкета включала в себя следующие вопросы:

1.        Что такое сигнализация?

2.        Какие виды сигнализации вы знаете вы знаете?

3.        Возможно ли изготовить сигнализацию в домашних условиях?

2. Результаты анкетирования

Мы получили результаты.

На первый вопрос из 26 учащихся ответили «да» – 24 человека, «нет» – 2 человека.

На второй вопрос, учащиеся 7 ответили «частично знают», 19 учащихся ответили «не знают».

На третий вопрос получились такие ответы: «да» – 14, «нет» – 8, «затрудняюсь ответить» – 4.

Подводя итоги, можем сказать, что большая часть учащихся не знают какие виды сигнализации бывают, можно ли изготовить сигнализацию в домашних условиях. (Приложение 1)

3. Изготовление сигнализации из электронного конструктора «Знаток»

Для того чтобы понять принцип работы сигнализации нам необходимо собрать ее электрическую цепь на основе электрической схемы. Для этого подходит электронный конструктор «Знаток». Он представляет собой набор электронных блоков и соединений, позволяющий конструировать электрические цепи без пайки.

Конструктор знакомит детей с миром электроники, физики и электротехники.

Соберем модель сигнализации, используя инструкцию. (Приложение 2)

Для большей наглядности, заменим фабричный выключатель на самодельный (провод и скрепка с металлическими зубчиками). Разомкнем электрическую цепь с помощью диэлектрика (пуговицы на нитке). Сигнализация готова.

Выключатели управляют электричеством. Они соединяют два провода, чтобы замкнуть цепь, и разъединяют их, чтобы разомкнуть ее.

Это простая схема замкнутой цепи – когда выключатель разомкнут, сигнализация не издает звук, а когда замкнут – издает.

Проведем опыт, уберем диэлектрик, тем самым замкнём электрическую цепь, раздался звуковой сигнал, лампочка загорелась. Испытания прошли успешно, сигнализация сработала.

4. Изготовление сигнализации из электронного конструктора «Микроник»

«Микроник» — это электронный конструктор отечественной сборки от Амперки, который задуман как первая ступенька в изучении электроники. Основой для сборки всех устройств является макетная плата, входящая в набор. Она представляет собой пластину из белого пластика. По размеру эта плата сравнима со спичечным коробком, а её поверхность усеяна множеством маленьких отверстий. Именно в данные отверстия устанавливаются крепления различных деталей, и в результате получается единая конструкция без паяния и других ухищрений.

Изготовим сигнализацию из электронного конструктора «Микроник», попробуем доказать, что сигнализация может сработать и при размыкании электрической цепи.

Для этого приготовили следующие детали: макетную плату, 2 резистора, 2 конденсатора, микросхему-таймер, пьез динамик. (Приложение 3)

Работу проводили в соответствии со схемой. (Приложение 4)

Проведем опыт, уберем провод, разомкнем цепь, раздался звуковой сигнал. Испытания прошли успешно, сигнализация сработала.

Вывод: электрическая охранная сигнализация можно работать и при замыкании электрической цепи и при ее размыкании.

Достоинства самодельной сигнализации:

• для ее создания не требуются дорогостоящие материалы;

Недостатки самодельной сигнализации:

• батарейки быстро разряжаются.

  ---

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мы пришли к выводу, что сигнализацию можно сделать своими руками, и, как показало анкетирование, многие не знают, какие виды сигнализации существуют и сомневаются можно ли сделать ее в домашних условиях.

Подводя итоги своей работы, можно сделать вывод, что выдвинутая мною гипотеза подтвердилась: сигнализацию можно сделать дома из подручных средств.

В процессе выполнения работы были полностью решены поставленные задачи: изучена литература по данной теме, проведён социологический опрос учащихся и проанализированы полученные результаты, мы изучили историю развития сигнализации, рассмотрели виды сигнализации, изготовили сигнализации из подручных материалов, провели исследования с сигнализациями.

Заявленная мною цель достигнута.

Исследовательскую работу я планирую продолжить и в будущем усложнить свою работу применением датчиками движения и света. А знания, полученные во время работы, я смогу применить не только на уроках «Технологии» и в дальнейшем «Физики», но и в жизни, потому что нас окружает огромное количество электрических приборов и техники.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1. «Мои первые научные опыты», издательская группа «Контент», Москва, 2015 г.
2. Даль Э.Н. Электроника для детей. Собираем простые схемы, экспериментируем с электричеством. / Э.Н. Даль; пер. с англ. И.Е. Сацевича; [науч.ред. Р.В. Тихонов]. – М.: Манн, Иванов и Фербер, 2017. – 288 с.
3. Савенков В. Введение в электронику. Приложение к набору «Электроника для детей». / В. Савенков. – АВП Инвест, 2014 – 68 с.
4. Инструкция к электронному конструктору «Знаток».
5.  Для чего нужна сигнализация? [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.cleper.ru/articles/description.php?n=411 (28.01.19)
6. Электрическая сигнализация Холмса. [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://avtoritet.net/safe_history/elektricheskaya-signalizaciya-holmsa
7. История развития охранной сигнализации. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://avtoritet.net/safe_history/istoriya-razvitiya-ohrannoy-signalizacii