智能可变角度化妆镜
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智能可变角度化妆镜 发布于:2019/11/23
    普通镜子只能照见人的正脸,如果想照侧脸就要转头斜视,但这样不能看到真实的自己。也可以准备两面鏡子,一面正对自己,一面侧对自己,与自己侧身成90度,这时望向正对自己的镜子就能看到自己的侧脸,调整角度也可以照见自己的后面,但使用非常不便。
   所以,我开展了智能可变角度化妆镜的研究。
   一、镜子成像原理
   1.光学特性
   镜面对光线的反射服从反射定律,其反射能力取决于入射光线的角度、镜面的光滑度和所镀金属膜的性质。与镜面垂直的假想线被称为法线,入射线与法线的夹角和反射线与法线的夹角相等。
   平面镜前的物体在镜后成正立的虚像,像与镜面的距离和物体与镜面的距离相等。如果想从镜中看到全身像,镜子至少要有本人身高的一半。凹面镜的反射面朝向曲率中心。
   2.聚焦
   平行光线入射到凹面镜反射后聚集到焦点(f),焦点位置在曲率中心(c)与镜面距离的1/2处。如可将烹饪器放在大凹面镜焦点位置接受太阳光聚集加热,使其成为太阳灶。物体在曲率中心以外时可反射成倒立的实像,如反射望远镜。凸面镜的反射面背向曲率中心,物体在镜后成缩小的正立像,可以反射大范围的缩小景观,如汽车后视镜。
   玻璃形成反射成像面的表面加工有化学镀银和真空蒸镀两种方法,最常用的是化学镀银法。
   人们现在使用的镜子一般按功能和适用场所分类,经市场调查后未找到可以自动照见人侧脸的镜子。
   二、设计思路
   固定曲率的凸面镜照射角度和方位比较大,如果调整角度,被照到的范围是否更大?汽车后视镜的角度可根据驾驶者的身高、坐姿进行调整,普通镜子是不是也可以呢?我以红色物体为参照物,用两块可调角度镜子进行实验。
   第一组实验中,两块镜面间的夹角大于90°时,可照见侧面物体的1/3。
  
   第二组实验中,当两块镜面之间的夹角为90°时,可以照见物体侧面的100%,但需将物体置于侧面镜子长宽尺寸内。
   三、设计制作
   所需元件包括电源线、连接线、灯、控制单元和传感器等。设计草图如图3所示。
    
   1.硬件
   硬件部分的制作如图4、图5、图6。
  
   2.单片机
   我使用的是AT89C52单片机,它采用MC51单片机指令集,同时内部有4KB的程序存储、32个可编程I/O接口、两个16位定时器/计数器和5个中断源。
   为了将来能方便地与上位机进行串行通行达到远程控制,本设计采用11.592M晶振,另外两个22P的独石电容分别接到单片机XTAL1和XTAL2振荡脉冲输入接口。单片机系统的复位电路采用负触发+按钮复位电路形式。
   传感器采用模数转换电路将温度、湿度等物理变化信号转变成电信号,通过单片机的IO接口读入信号,检测与分析当前的状态。
   3.软件设计
   设备通电后等待按键或传感器触发,检测到有人时,传感器给控制触发信号使镜子两侧的镜片翻转,与主镜片形成120°的夹角,人离开镜子时镜子自动展开。如果按下中断按键(展开按键),镜片展开,不接收传感器信号。
   程序采用汇编语言编写,可分成主程序、传感器扫描程序、中断程序、中断处理程序和延时程序。
   四、实验结果
   由于前期采购的传感器采用电感式,在单片机通电时自动输出信号,导致单片机产生误动作。为了排除上述情况,我在传感器上增加0.15uf滤波电容,使信号不受干扰,并在软件设计上采用重复测量对比数据来稳定输出。
   智能可变角度化妆镜通过红外传感器检测镜子前是否有人使用,然后控制镜面翻折并利用太阳能供电,可让使用者方便地照见自己的侧脸。(指导老师:潘之浩  窦洛海)作者:刘芃 来源:发明与创新·中学生
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