温控自动调速电风扇

河南省南阳市油田第七中学

作者：江世杰

辅导教师：黄敬芝

项目简介

一、摘要：该项目将NTC热敏电阻，和无级调速电路，同时应用于家用电风扇的电路设计，实现了温控自动调节电风扇转速的功能，并且满足了人们对初始转速（风量）大小的不同需求。因无单片机等，电路设计新颖、简单；制作、操作简便；成本低。

二、项目选题：普通家用电风扇只有简单的定时、定速功能，使用时不方便。学习了电阻和电路知识后，就设想利用热敏电阻的特性，实现温控自动调节电风扇转速。

三、目的和基本思路：1、目的：实现电风扇温控自动调速。2、基本思路：在电风扇的电路设计中增加NTC热敏电阻，利用其阻值随温度的变化而自动变化的特性，自动改变电风扇电动机两端的电压，从而自动改变电风扇转速。

四、研究过程：1、第一次改进：安装2个200千欧热敏电阻于控制电路中。实现了温控自动调节转速的目的：温低时，转速自动降低，直至停止；温度上升时，转速自动加快。但初始转速是固定的，不能随意调到个人偏爱的初始转速。2、第二次改进（最终方案）：加了无级调速器2个及200千欧热敏电阻用于电路中，实现了温控自动调节转速的功能，并可随意调节初始转速（风量）大小，满足了不同的人对初始风量大小的不同需求。

五、应用的科学方法和原理：应用了无级调速电路工作原理，热敏电阻特性，双向晶闸管工作原理，阻容电路工作原理。

六、主要创新部分：1、将NTC热敏电阻和无级调速电路同时应用到电路设计中。2、电路设计新颖、简单，尚未见相似设计。因未用单片机或集成电路，不需复杂的模块和系统程序设计。3、制作、调试、操作容易；成本低；实用性强。

七、同类研究：调查相关的研究大多采用温度传感器，单片机或集成电路，需要复杂的模块和程序设计，制作、调试难度大，成本高。

八、进一步完善的设想：温度变化时，虽然电风扇可自动调速，但转速调小或大的幅度是固定的，不能因人而变，需进一步完善。

混联电路智力棋

湖南省常德市第十一中学

作者：唐迈

辅导教师：吴昌云  蒋琼琳  杨丽慧

项目简介

1、项目摘要：我发明的“混联电路智力棋”对现有的串联、并联及混联的电路进行筛选和综合，利用电学原理，巧妙地设计了电路棋盘和游戏方法，能使大家在玩棋过程中，既享受到斗智斗勇的乐趣，又能在娱乐中增长电路知识。

2、该项目选题的确定：我玩过各种各样的棋，但从来没有玩过用“电路”制作的棋。能不能发明一种使大家既能享受玩棋的快乐，又能增长电路知识学习的智力棋呢？我把想法跟老师进行了交流，得到了老师的肯定，于是我确定了该项目的选题。

3、设计该项目的目的和基本思路：设计目的：发明一种电路混联智力棋，使大家能在玩棋和斗智的过程中增长电路知识。基本思路：利用棋子作为开关的刀，对各种串联、并联及混联的电路进行切换，以达到点亮自己的灯或熄灭对方的灯的目的。

4、该项目的研究过程：①、广泛收集各种串、并、混联电路图；②、对收集的电路图进行筛选和综合，并利用NI．Multisim虚拟电子实验室软件对“棋”的电路进行设计和仿真；③、设计棋盘格局及游戏规则；④元器件采购、电路棋盘安装、棋子制作并进行游戏试验。

5、该项目应用的科学方法、科学原理：①、利用电学原理，巧妙地设计了棋盘电路和游戏方法，使本“棋”具有好玩、斗智和增长知识的特点；②、棋盘和棋子内都采用磁钢嵌入的方法，利用磁钢的引力解决了下棋时电路接触不良的问题；③、灯泡上的灯罩有红、绿两种不同的颜色，并可方便地任意更换它的位置，能使得棋局有很多种变化，从而使本棋久玩不厌。

6、该项目的主要贡献：发明了“混联电路智力棋”这一新的棋种，为大家提供了学习电路知识的一种全新的方法。

7、他人同类研究的情况调查：网络搜索中有对棋研究的相关报道，但跟本智力棋没有相同之处。

8、完善项目的设想：增加更多的混联电路。

预置式安全调控器

辽宁省实验学校

作者：陈祉沂

辅导教师：那明珠  高雅娟  杨烁

项目简介

1、项目摘要：预置式安全调控器是一种利用外部按钮实现调节（预约和操作时间）、自动断电、预置需要的相关参数的调节控制器。预约和工作时间可按需要进行调节，最长预约时间99小时，最长工作2小时，可以广泛应用于手动洗衣机、电饼档、热水器等电器。通过这个低成本的调控器，提前预置在预想的时间自动操作、自动断电，使生活更为便捷，提高生活效率、提升生活品质，同时节约电能，确保用电安全，无后顾之忧。

2、选题及思路：我发现生活中很多电器必须亲力亲为，人手不到不能完成。比如电热水器，要么长时间循环供电，要么随用随供等时过长。还比如豆浆机，也不能提前预约。而具备预约功能的电器，不但价格高，而且不能自动断电。所以，我想到通过预约、断电的技术措施，来解决生活中的不便和用电不安全等问题，就产生了这个发明选题。它的基本设计思路，是采用两个计电器的巧妙组合，实现预约、断电，达到节约电能，确保用电安全的目的。　

3、目的设想：是为了能够让科技走进家庭，走进生活，方便人类，提高生活品质，提升幸福感。节约能源的同时消除用电器工作结束还长期带点的用电不安全因素。

4、研究过程：我选用两个时间计电器、启动按钮、供电插座等元器件，又选择了电饭煲、电水壶等不同工作时间的电器进行反复调试，最终完成。

5、科学方法及原理：采用两个计电器的巧妙组合，实现预约、断电，达到节约电能，确保用电安全的目的。

6、主要贡献创新：该预置式安全调控器利用外部按钮实现调节（预约和操作时间）、自动断电、预置需要的相关参数，操作方便，可移动，广泛适用于各类型手动电器，并且工作完毕即能自动断电，节能安全，大大提高人的生活品质和效率。

7、情况调查：经过市场及网上调查，暂未发现与本发明一样的产品。

8、完善项目的设想：如果技术条件成熟应当从外观上进行完善，批量生产亦可降低成品。

改进的等离子扬声器

江苏省丹阳市第九中学

作者：韦威

辅导教师：孟庆兵

项目简介

1．项目摘要：等离子体发声是一种比较新颖的发声方式，通过高压电离空气产生等离子，而后控制输出功率的大小从而达成控制等离子温度的效果，温度变化下，空气收缩膨胀产生振动从而发出美妙的乐音。传统等离子扬声器存在输出音频信号低、单声道、音质差、功耗发热量大等弊端，本人通过反复的实验研究，设计出多种方案进行改进。

2．问题的提出：有一次在物理课上，物理老师在讲到扬声器拓展中，老师提到了等离子体应用一些例子，并且播放了一段视频，电弧随着音乐在跳舞，这就是前人做出来的等离子体扬声器，本人对它很感兴趣，于是就有了亲自DIY的想法。

3．设计的基本思路：首先，我对调制方法做出了改进，尝试了D类功放的调制方法。其次，对输出电路进行改进，将单管电路改成了半桥电路，减少开关管发热。再次，使用音频分频器，将低频部分用传统扬声器发声，等离子扬声器作为高音单元，并且制作左右声道，改变了原有单声道的弊端。最后，我设计用控制继电器和光电二极管实现防触电保护。

4．研究过程：作品从查阅资料、研究设想、研究技术路线、改进的方案、遇到的问题及解决办法、改进的电路图、制作过程、调试、使用方法、用到的原理、应用前景等11个部分进行阐述。

5．改进应用到的原理：主要应用到了运算放大器、半桥电路这两个电路的工作原理。

6．项目的创新：本作品实现了“以半桥电路代替单管电路使功耗和发热量降低”；“利用D类功放的调制方式实现双声道”；“简化了电路”；“以专业音频功放优化音质”；“用控制继电器和光电二极管实现防触电保护”等五大创新。

7．同类研究的调查：就目前的资料显示，全世界可能也只有不超过10个人的DIYER进行了制作，我国目前只有卢驭龙的一种等离子扬声器的控制装置及等离子扬声器申请专利。

8．设想：如果采用国外进口的特拉斯线圈对等离子扬声器的高音输出再进行优化，将会使输出音质更加完美。