小学创客作品项目

20个小学五年级创客作品项目列表

序号	作品名称	要解决的问题或场景	用到的传感器/模块	创新点
1	智能坐姿矫正提醒器	长时间坐姿不正确导致驼背、近视	超声波传感器、蜂鸣器、RGB灯、舵机	通过超声波检测距离，语音提醒+灯光提示，联动舵机推动坐垫轻微震动
2	植物智能浇水小助手	忘记给植物浇水导致植物枯萎	土壤湿度传感器（可用雨滴传感器替代）、舵机、OLED显示屏、蜂鸣器	自动检测土壤湿度，低于阈值自动浇水，屏幕显示湿度状态
3	防烫手智能杯垫	喝水时杯子太烫容易烫伤	温湿度传感器、RGB灯、蜂鸣器、数码管	杯垫检测温度，过高时红灯闪烁+提示音，数码管显示实时温度
4	智能书包防丢提醒器	书包离身过远容易丢失	超声波传感器、蜂鸣器、RGB灯、触摸传感器	触摸启动后，检测人与书包距离，超出范围发出警报
5	夜晚起床智能小夜灯	夜间起床看不清路易碰撞	热释红外传感器、RGB灯、光线传感器、蜂鸣器	检测到人移动且环境暗时自动亮灯，延时关闭
6	智能反应力训练器	反应力训练缺少趣味性设备	触摸传感器、RGB灯、蜂鸣器、数码管	随机亮灯，快速触摸得分，数码管显示反应时间
7	智能垃圾分类提示器	垃圾分类容易出错	超声波传感器、RGB灯、蜂鸣器、MP3模块	检测到垃圾接近，语音提示分类类型，灯光对应颜色
8	教室空气质量监测仪	教室空气不流通，影响健康	温湿度传感器、烟雾传感器、风扇模块、OLED显示屏	监测温湿度和烟雾浓度，超标自动开启风扇，屏幕显示数据
9	智能防近视书写台灯	写字时光线不足易伤眼	光线传感器、RGB灯、蜂鸣器、触摸传感器	光线暗时自动调光，坐姿不正（超声波检测）提醒矫正
10	智能宠物喂食提醒器	忘记喂宠物	舵机、超声波传感器、蜂鸣器、数码管	定时或手动触发舵机转动出食，检测食盆状态提醒加粮
11	雨天自动关窗提醒器	下雨天忘记关窗	雨滴传感器、舵机、蜂鸣器、RGB灯	检测到雨水自动关窗（模拟），灯光提示+警报
12	智能安全门磁报警器	门窗被非法打开	超声波传感器（或触摸传感器）、蜂鸣器、RGB灯、MP3模块	检测门窗状态异常，发出警报并语音警告
13	智能音乐情绪灯	情绪调节需要视觉与听觉结合	RGB灯、MP3模块、触摸传感器、光线传感器	触摸切换灯光颜色和音乐，光线传感器调节亮度
14	智能防沉迷学习计时器	学习时间过长影响视力与效率	数码管、蜂鸣器、触摸传感器、RGB灯	设定学习时间，倒计时结束提醒休息，灯光提示
15	智能避障导盲小车模型	模拟盲人行走避障	超声波传感器、舵机、蜂鸣器、RGB灯	检测障碍物自动转向，声音提示距离
16	智能火灾预警小系统	家庭火灾隐患监测	火焰传感器、烟雾传感器、蜂鸣器、风扇模块	检测火焰或烟雾，发出警报并启动风扇（模拟排烟）
17	智能节水提醒器	洗手时浪费水	超声波传感器、蜂鸣器、RGB灯、舵机	检测手离开时间过长自动关水（模拟），灯光提醒
18	智能默契挑战器	双人协作游戏设备	触摸传感器x2、数码管、蜂鸣器、RGB灯	两人同时按下按钮得分，数码管显示默契度评分
19	智能光照调节盆栽灯	室内植物光照不足	光线传感器、RGB灯、舵机、温湿度传感器	根据光线自动调节补光灯角度和亮度，监测温湿度
20	智能安静学习提醒器	学习环境噪音过大	声音传感器（可用触摸传感器模拟）、蜂鸣器、RGB灯、数码管	检测到噪音超阈值，提醒保持安静，灯光提示

20个项目完整的项目文档：

项目1：智能坐姿矫正提醒器

1、作品名称

智能坐姿矫正提醒器

2、项目基本信息

• 作品名称：智能坐姿矫正提醒器

• 小组成员：2人

• 学校年级：小学五年级

• 指导教师：[教师姓名]

• 参赛组别：创意生活组

• 主题融合：健康生活、科技关怀

• 器材清单：Arduino Uno R3、超声波传感器、蜂鸣器、RGB灯、舵机、杜邦线、电池盒

3、项目简介

一款能实时监测坐姿并在姿势不正确时发出提醒的智能设备，适用于学生和办公人群，预防驼背和近视。

4、要解决的问题或场景

长时间坐姿不正确易导致驼背、近视等问题，需要及时提醒矫正。

5、核心功能包含哪些

• 超声波检测人与桌面距离

• 距离过近时蜂鸣器提醒+RGB灯闪烁

• 可联动舵机轻微震动座椅

6、用到的传感器或模块

超声波传感器、蜂鸣器、RGB灯、舵机

7、创新点是什么

结合声、光、触觉三重提醒，增强警示效果；适用于多种座椅类型，安装简便。

8、程序逻辑说明

1. 初始化超声波传感器、蜂鸣器、RGB灯、舵机

2. 循环读取超声波距离值

3. 若距离 < 30cm，触发蜂鸣器、RGB灯闪烁红色、舵机轻微转动

4. 延时2秒后恢复检测

9、硬件设计方案

• 超声波传感器置于桌面正前方

• RGB灯和蜂鸣器置于视线范围内

• 舵机安装在座椅下方坐垫处

• 所有组件通过杜邦线连接至Arduino主板

10、软件设计（图形化编程版）

使用Mind+编程：

• 设置超声波引脚为触发和回声

• 设置条件判断：如果距离<30，则执行：

  • 蜂鸣器响

  • RGB灯设为红色闪烁

  • 舵机转动15度后返回

• 否则：关闭蜂鸣器，RGB灯为绿色常亮

11、制作步骤

1. 连接各传感器至Arduino对应引脚

2. 在Mind+中编写程序并上传

3. 将硬件固定在座椅和桌面合适位置

4. 测试并调整距离阈值

12、项目外观设计建议

采用卡通动物造型外壳，RGB灯可设计为眼睛，整体轻便可爱，易于安装在各种座椅上。

13、学生任务分工

• 学生A：硬件连接与外观设计

• 学生B：程序编写与调试

14、常见问题解答

• Q：超声波检测不准确怎么办？
  A：调整传感器安装角度，避免侧面遮挡，确保正对人脸方向。

• Q：蜂鸣器太吵怎么办？
  A：可在程序中使用间歇性提示音，或调节蜂鸣器音量（如有可调电阻）。

15、项目检查清单

• 超声波传感器连接正确

• 蜂鸣器、RGB灯、舵机接线无误

• 程序上传成功

• 距离检测功能正常

• 提醒功能能正常触发

• 外观整洁美观

• 电池供电正常

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项目2：植物智能浇水小助手

1、作品名称

植物智能浇水小助手

2、项目基本信息

• 作品名称：植物智能浇水小助手

• 小组成员：2人

• 学校年级：小学五年级

• 指导教师：[教师姓名]

• 参赛组别：智慧生活组

• 主题融合：环保、植物养护

• 器材清单：Arduino Uno R3、雨滴传感器（模拟土壤湿度）、舵机、OLED显示屏、蜂鸣器、杜邦线、小型水泵或水瓶

3、项目简介

自动检测土壤湿度并实现自动浇水的智能系统，帮助植物健康成长。

4、要解决的问题或场景

忘记给植物浇水导致植物枯萎，或浇水不规律影响植物生长。

5、核心功能包含哪些

• 检测土壤湿度

• 湿度低于阈值自动浇水

• OLED显示屏显示湿度状态

• 蜂鸣器提醒缺水

6、用到的传感器或模块

雨滴传感器（模拟土壤湿度）、舵机、OLED显示屏、蜂鸣器

7、创新点是什么

自动化浇水，可视化湿度数据，低功耗设计，适用于家庭和教室植物养护。

8、程序逻辑说明

1. 读取雨滴传感器模拟值

2. 将模拟值转换为湿度百分比

3. 如果湿度<30%，则：

   • 蜂鸣器提醒

   • 舵机转动（模拟打开水阀）

   • OLED显示“浇水中…”

4. 否则：OLED显示“湿度正常”

9、硬件设计方案

• 雨滴传感器插入土壤

• 舵机控制小型水瓶倒水

• OLED显示屏显示实时数据

• 蜂鸣器用于提醒

10、软件设计（图形化编程版）

使用Mind+编程：

• 读取雨滴传感器模拟值

• 映射为0-100%湿度

• 条件判断：湿度<30%时：

  • 蜂鸣器响

  • 舵机转动90度

  • OLED显示“LOW”

• 否则：OLED显示“OK”

11、制作步骤

1. 连接各传感器至Arduino

2. 编写并上传程序

3. 将雨滴传感器插入盆栽土壤

4. 测试浇水响应

12、项目外观设计建议

设计成一个小型花园助手造型，可放在花盆旁，颜色以绿色为主，体现自然环保。

13、学生任务分工

• 学生A：硬件搭建与传感器安装

• 学生B：程序编写与调试

14、常见问题解答

• Q：湿度检测不准确？
  A：调整传感器插入深度，或使用多个传感器取平均值。

• Q：舵机转动不顺畅？
  A：检查电源是否充足，避免负载过重。

15、项目检查清单

• 雨滴传感器响应正常

• 舵机能正常转动

• OLED显示清晰

• 蜂鸣器能正常提醒

• 自动浇水功能正常

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项目3：防烫手智能杯垫

1、作品名称

防烫手智能杯垫

2、项目基本信息

• 作品名称：防烫手智能杯垫

• 小组成员：2人

• 学校年级：小学五年级

• 指导教师：[教师姓名]

• 参赛组别：安全生活组

• 主题融合：安全、健康

• 器材清单：Arduino Uno R3、温湿度传感器、RGB灯、蜂鸣器、数码管、杜邦线

3、项目简介

检测杯垫上杯子的温度，过高时发出提醒，防止烫伤。

4、要解决的问题或场景

喝水时杯子太烫容易烫伤，尤其是儿童和老人。

5、核心功能包含哪些

• 实时检测杯底温度

• 温度过高时红灯闪烁+提示音

• 数码管显示实时温度

• 温度正常时绿灯常亮

6、用到的传感器或模块

温湿度传感器、RGB灯、蜂鸣器、数码管

7、创新点是什么

实时温度显示，多方式提醒，防止烫伤，适用于家庭和办公室。

8、程序逻辑说明

1. 读取温湿度传感器的温度值

2. 数码管显示当前温度

3. 如果温度>50℃：

   • RGB灯闪烁红色

   • 蜂鸣器发出提示音

4. 否则：RGB灯为绿色常亮

9、硬件设计方案

• 温湿度传感器置于杯垫中央

• RGB灯和数码管嵌入杯垫边缘

• 蜂鸣器置于杯垫侧面

10、软件设计（图形化编程版）

使用Mind+编程：

• 读取温度值

• 数码管显示温度

• 条件判断：温度>50℃时，RGB灯红色闪烁，蜂鸣器响；否则绿灯常亮

11、制作步骤

1. 连接各传感器至Arduino

2. 编写并上传程序

3. 将硬件嵌入杯垫外壳

4. 测试温度响应

12、项目外观设计建议

圆形硅胶杯垫，中间透明区域显示数码管，边缘有RGB灯环，美观实用。

13、学生任务分工

• 学生A：温度检测与显示部分

• 学生B：提醒功能与外观设计

14、常见问题解答

• Q：温度检测有延迟？
  A：确保传感器与杯底紧密接触，可增加导热硅胶垫。

• Q：数码管显示不清晰？
  A：调整数码管亮度或更换高亮型号。

15、项目检查清单

• 温度检测准确

• 数码管显示正常

• RGB灯颜色切换正确

• 蜂鸣器提醒功能正常

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项目4：智能书包防丢提醒器

1、作品名称

智能书包防丢提醒器

2、项目基本信息

• 作品名称：智能书包防丢提醒器

• 小组成员：2人

• 学校年级：小学五年级

• 指导教师：[教师姓名]

• 参赛组别：安全生活组

• 主题融合：安全、智能提醒

• 器材清单：Arduino Uno R3、超声波传感器、蜂鸣器、RGB灯、触摸传感器、杜邦线、电池盒

3、项目简介

一款可挂在书包上的防丢设备，检测书包与人的距离，超出安全范围发出声光报警。

4、要解决的问题或场景

书包离身过远容易丢失，特别是在公共场所如学校、图书馆、商场等。

5、核心功能包含哪些

• 触摸启动/关闭系统

• 超声波检测人与书包的距离

• 超出设定距离（如2米）时声光报警

• 正常范围内绿色灯常亮

6、用到的传感器或模块

超声波传感器、蜂鸣器、RGB灯、触摸传感器

7、创新点是什么

• 触摸启动，低功耗设计

• 声光双重报警，提醒及时

• 小巧便携，易于挂在书包上

8、程序逻辑说明

1. 初始化触摸传感器、超声波传感器、蜂鸣器和RGB灯

2. 循环检测触摸状态

3. 触摸启动后，循环测量距离

4. 如果距离 > 200cm，RGB灯闪烁红色，蜂鸣器响

5. 如果距离 ≤ 200cm，RGB灯绿色常亮

6. 再次触摸可关闭系统

9、硬件设计方案

• 触摸传感器外露于外壳表面

• 超声波传感器朝向外（朝向人）

• RGB灯和蜂鸣器集成在设备正面

• 使用电池盒供电，便于携带

10、软件设计（图形化编程版）

使用Mind+编程：

• 设置触摸传感器为输入

• 设置超声波传感器引脚

• 当触摸传感器被按下时，切换系统开关状态

• 系统开启时，循环检测距离

• 距离>200cm时，蜂鸣器响，RGB灯红色闪烁

• 否则，RGB灯绿色常亮

11、制作步骤

1. 连接各传感器至Arduino主板

2. 在Mind+中编写程序并上传

3. 将所有元件安装在小型外壳内

4. 测试触摸开关和距离报警功能

5. 调整报警距离阈值

12、项目外观设计建议

设计成卡通挂件样式，尺寸约6×4cm，厚度2cm，可挂在书包拉链上。颜色鲜艳，正面有指示灯和触摸区域。

13、学生任务分工

• 学生A：硬件连接与外壳设计

• 学生B：程序编写与调试测试

14、常见问题解答

• Q：误报警怎么办？
  A：调整距离阈值或增加延迟判断，如连续3次检测超限才报警。

• Q：触摸不灵敏怎么办？
  A：检查触摸传感器连接，确保手指直接接触金属部分。

• Q：电池续航时间短？
  A：使用低功耗模式，在未触摸启动时系统休眠。

15、项目检查清单

• 触摸传感器能正常启动/关闭系统

• 超声波传感器能准确测量距离

• 距离超限时声光报警正常

• 正常范围内绿灯常亮

• 外观完整，便于携带

• 电池供电正常

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项目5：夜晚起床智能小夜灯

1、作品名称

夜晚起床智能小夜灯

2、项目基本信息

• 作品名称：夜晚起床智能小夜灯

• 小组成员：2人

• 学校年级：小学五年级

• 指导教师：[教师姓名]

• 参赛组别：智慧家居组

• 主题融合：安全、节能、智能照明

• 器材清单：Arduino Uno R3、热释红外传感器、RGB灯、光线传感器、蜂鸣器、杜邦线、电源适配器

3、项目简介

一款智能感应夜灯，在夜间检测到人移动且环境黑暗时自动点亮，提供安全照明，避免碰撞。

4、要解决的问题或场景

夜间起床时开大灯刺眼，不开灯又看不清容易碰撞，需要柔和的自感应照明。

5、核心功能包含哪些

• 检测人体移动

• 检测环境光强度

• 黑暗环境且有人移动时自动点亮LED

• 延时自动关闭，节能

• 可选蜂鸣器提醒（防梦游或紧急情况）

6、用到的传感器或模块

热释红外传感器、RGB灯、光线传感器、蜂鸣器

7、创新点是什么

• 双重条件判断（人体+光线），更智能

• 可调亮度和颜色（如暖黄光）

• 延时关闭，节能环保

8、程序逻辑说明

1. 初始化传感器和RGB灯

2. 循环读取光线传感器值和热释红外传感器值

3. 如果光线值低于阈值（黑暗）且检测到人体移动：

   • 点亮RGB灯（暖黄色，亮度适中）

   • 蜂鸣器短鸣一声（可选）

4. 开始计时，30秒后自动关闭RGB灯

5. 如果期间再次检测到移动，重新计时

9、硬件设计方案

• 热释红外传感器朝向床下或过道

• 光线传感器朝向室内

• RGB灯朝下或朝向地面，避免直射眼睛

• 蜂鸣器音量适中，避免扰民

• 整体安装在床头或过道墙面

10、软件设计（图形化编程版）

使用Mind+编程：

• 读取光线传感器模拟值

• 读取热释红外传感器数字值

• 条件判断：光线<50且人体移动=1时

  • RGB灯设为暖黄色，亮度100

  • 蜂鸣器短鸣0.5秒

• 启动计时器，30秒后关闭RGB灯

• 计时期间检测到人体移动则重置计时器

11、制作步骤

1. 连接各传感器至Arduino

2. 编写并上传程序

3. 将硬件安装在外壳内

4. 固定在床边或过道合适位置

5. 测试感应和延时功能

12、项目外观设计建议

设计成小夜灯造型，半透明灯罩，体积小巧。可采用壁挂或桌面放置两种形式，颜色以白色或浅色为主。

13、学生任务分工

• 学生A：传感器部分和硬件安装

• 学生B：灯光控制和程序调试

14、常见问题解答

• Q：白天也亮灯怎么办？
  A：调整光线传感器阈值，确保只在黑暗环境触发。

• Q：感应距离不够怎么办？
  A：调整热释红外传感器灵敏度或安装位置，避免遮挡。

• Q：灯太亮或太暗怎么办？
  A：在程序中调整RGB灯的PWM值，改变亮度。

15、项目检查清单

• 光线传感器响应正常

• 热释红外传感器能检测人体移动

• 双重条件触发正常

• RGB灯亮度和颜色符合要求

• 延时关闭功能正常

• 蜂鸣器提醒（可选）正常

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项目6：智能反应力训练器

1、作品名称

智能反应力训练器

2、项目基本信息

• 作品名称：智能反应力训练器

• 小组成员：2人

• 学校年级：小学五年级

• 指导教师：[教师姓名]

• 参赛组别：创意游戏组

• 主题融合：游戏、反应力训练

• 器材清单：Arduino Uno R3、触摸传感器×2、RGB灯×2、蜂鸣器、数码管、杜邦线、电源适配器

3、项目简介

一款双人反应力挑战游戏设备，随机点亮LED，玩家需快速按下对应按钮，测试反应速度。

4、要解决的问题或场景

传统反应力训练枯燥乏味，需要趣味性的训练工具，适合课堂或家庭娱乐。

5、核心功能包含哪些

• 随机点亮两个RGB灯之一

• 检测玩家按下对应触摸传感器的速度

• 数码管显示反应时间

• 蜂鸣器提供声音反馈

• 双人竞技模式

6、用到的传感器或模块

触摸传感器×2、RGB灯×2、蜂鸣器、数码管

7、创新点是什么

• 双人竞技，增加趣味性

• 实时显示反应时间，可视化结果

• 随机性确保每次挑战不同

8、程序逻辑说明

1. 初始化所有传感器和显示器

2. 随机选择一个RGB灯点亮（红或绿）

3. 同时开始计时

4. 检测对应触摸传感器的按下

5. 当按下时，停止计时，数码管显示时间

6. 蜂鸣器根据反应时间长短发出不同声音

7. 延时后进入下一轮

9、硬件设计方案

• 两个触摸传感器分别对应两个RGB灯

• 数码管显示反应时间（毫秒）

• 蜂鸣器提供声音反馈

• 所有元件安装在一个盒子内，正面有按钮和指示灯

10、软件设计（图形化编程版）

使用Mind+编程：

• 设置两个触摸传感器为输入

• 设置两个RGB灯为输出

• 随机数生成0或1，决定点亮哪个灯

• 计时开始，等待对应传感器按下

• 计算反应时间，数码管显示

• 蜂鸣器根据时间长短发出不同频率声音

11、制作步骤

1. 连接触摸传感器、RGB灯、蜂鸣器、数码管至Arduino

2. 编写并上传程序

3. 将所有元件安装到盒子内

4. 测试随机亮灯和反应时间测量

12、项目外观设计建议

设计成游戏机样式，正面有两个大按钮（触摸传感器），上方有对应颜色的LED，中间是数码管。整体色彩鲜艳，吸引人。

13、学生任务分工

• 学生A：硬件搭建和外观设计

• 学生B：程序编写和测试

14、常见问题解答

• Q：反应时间测量不准确？
  A：确保程序计时精度，使用micros()函数提高精度。

• Q：随机性不够？
  A：使用随机种子，如读取未连接的模拟引脚噪声。

• Q：触摸传感器误触发？
  A：增加去抖动程序，或改用物理按钮。

15、项目检查清单

• 两个RGB灯能随机点亮

• 触摸传感器能正确检测按下

• 反应时间能准确测量并显示

• 蜂鸣器能根据时间发出不同声音

• 外观完整，按钮标识清晰

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项目7：智能垃圾分类提示器

1、作品名称

智能垃圾分类提示器

2、项目基本信息

• 作品名称：智能垃圾分类提示器

• 小组成员：2人

• 学校年级：小学五年级

• 指导教师：[教师姓名]

• 参赛组别：环保科技组

• 主题融合：环保、垃圾分类

• 器材清单：Arduino Uno R3、超声波传感器、RGB灯×4、蜂鸣器、MP3模块、杜邦线、电源适配器

3、项目简介

一款垃圾分类辅助设备，检测垃圾接近并语音提示应投入哪类垃圾桶，灯光同步指示。

4、要解决的问题或场景

垃圾分类容易出错，特别是对儿童和老年人，需要直观的提示帮助正确分类。

5、核心功能包含哪些

• 检测垃圾接近（模拟）

• 语音提示垃圾类别

• 灯光指示对应垃圾桶颜色

• 蜂鸣器辅助提醒

6、用到的传感器或模块

超声波传感器、RGB灯×4、蜂鸣器、MP3模块

7、创新点是什么

• 语音+灯光双重提示，直观易懂

• 模拟真实垃圾分类场景

• 可扩展为四种垃圾分类

8、程序逻辑说明

1. 初始化超声波传感器、MP3模块、RGB灯和蜂鸣器

2. 循环测量距离

3. 当距离小于30cm时：

   • 随机选择一个垃圾类别（模拟）

   • 播放对应语音提示（如“可回收垃圾”）

   • 点亮对应颜色的RGB灯（如蓝色）

   • 蜂鸣器短鸣一声

4. 延时后复位，等待下一次检测

9、硬件设计方案

• 超声波传感器朝上，检测垃圾接近

• 四个RGB灯分别代表四类垃圾（红、绿、蓝、灰）

• MP3模块连接喇叭播放语音

• 蜂鸣器辅助提醒

• 整体设计成垃圾桶顶盖样式

10、软件设计（图形化编程版）

使用Mind+编程：

• 读取超声波距离

• 距离<30cm时，生成随机数0-3

• 根据随机数选择：

  • 播放对应语音文件

  • 点亮对应颜色RGB灯

  • 蜂鸣器短鸣

• 延时3秒后关闭灯光，准备下一次

11、制作步骤

1. 连接各传感器模块至Arduino

2. 录制四类垃圾的语音文件存入SD卡

3. 编写并上传程序

4. 组装硬件，模拟垃圾桶顶盖

5. 测试接近检测和语音提示

12、项目外观设计建议

设计成圆形顶盖样式，中间是超声波传感器，周围四个彩色LED对应四类垃圾颜色。整体简洁明了。

13、学生任务分工

• 学生A：硬件搭建和语音录制

• 学生B：程序编写和测试

14、常见问题解答

• Q：语音播放不清晰？
  A：检查喇叭连接，确保音频文件格式正确（MP3格式，采样率适中）。

• Q：检测距离不稳定？
  A：调整超声波传感器安装角度，避免侧面干扰。

• Q：灯光颜色不准确？
  A：调整RGB灯的PWM值，匹配标准垃圾颜色。

15、项目检查清单

• 超声波传感器能检测接近

• MP3模块能播放语音

• 四色RGB灯能正确点亮

• 蜂鸣器能辅助提醒

• 整体外观整洁，标识清晰

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项目8：教室空气质量监测仪

1、作品名称

教室空气质量监测仪

2、项目基本信息

• 作品名称：教室空气质量监测仪

• 小组成员：2人

• 学校年级：小学五年级

• 指导教师：[教师姓名]

• 参赛组别：环境监测组

• 主题融合：环保、健康监测

• 器材清单：Arduino Uno R3、温湿度传感器、烟雾传感器、风扇模块、OLED显示屏、杜邦线、电源适配器

3、项目简介

实时监测教室内的温度、湿度和烟雾浓度，超标时自动报警并启动通风，屏幕显示数据。

4、要解决的问题或场景

教室空气不流通，CO2浓度高，或存在烟雾等污染，影响学生健康和学习效率。

5、核心功能包含哪些

• 实时监测温度、湿度、烟雾浓度

• OLED显示屏显示数据

• 烟雾浓度超标时蜂鸣器报警并启动风扇

• 温湿度超标时屏幕提示

6、用到的传感器或模块

温湿度传感器、烟雾传感器、风扇模块、OLED显示屏

7、创新点是什么

• 多参数实时监测

• 超标自动启动通风

• 可视化数据显示

• 适用于教室、办公室等场所

8、程序逻辑说明

1. 初始化所有传感器和OLED

2. 循环读取温湿度和烟雾浓度

3. OLED显示实时数据

4. 如果烟雾浓度 > 阈值：

   • 蜂鸣器报警

   • 风扇启动

   • OLED显示“危险！”

5. 如果温度>30℃或湿度>70%，OLED显示“注意！”

6. 否则，OLED显示“良好”

9、硬件设计方案

• 温湿度传感器和烟雾传感器置于监测区域

• OLED显示屏正面显示数据

• 风扇模块朝向窗户或通风口

• 整体安装在教室墙面或桌面

10、软件设计（图形化编程版）

使用Mind+编程：

• 读取温湿度传感器数据

• 读取烟雾传感器模拟值

• OLED显示温湿度和烟雾值

• 条件判断：烟雾>200时，蜂鸣器响，风扇开；否则风扇关

• 温度>30或湿度>70时，OLED显示提示信息

11、制作步骤

1. 连接各传感器至Arduino

2. 编写并上传程序

3. 安装硬件，传感器外露，风扇朝向通风处

4. 测试数据显示和报警功能

12、项目外观设计建议

设计成小型监测站样式，正面有OLED屏幕，侧面有传感器探头，顶部有小风扇。颜色以白色或浅色为主。

13、学生任务分工

• 学生A：传感器连接和数据显示

• 学生B：报警控制和风扇模块

14、常见问题解答

• Q：传感器数据波动大？
  A：增加数据滤波，如取多次平均值。

• Q：风扇风力不足？
  A：选择功率更大的风扇模块，或并联多个。

• Q：OLED显示乱码？
  A：检查I2C地址和接线，确保正确初始化。

15、项目检查清单

• 温湿度传感器读数准确

• 烟雾传感器能检测烟雾

• OLED显示屏能清晰显示数据

• 烟雾超标时风扇能启动

• 蜂鸣器报警正常

• 整体外观整洁，安装牢固

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项目9：智能防近视书写台灯

1、作品名称

智能防近视书写台灯

2、项目基本信息

• 作品名称：智能防近视书写台灯

• 小组成员：2人

• 学校年级：小学五年级

• 指导教师：[教师姓名]

• 参赛组别：健康生活组

• 主题融合：健康、视力保护、智能家居

• 器材清单：Arduino Uno R3、光线传感器、RGB灯、蜂鸣器、超声波传感器、杜邦线、台灯支架、电源适配器

3、项目简介

一款智能台灯，能根据环境光线自动调节亮度，并通过超声波检测坐姿，在姿势不正确时发出提醒，保护视力与脊椎健康。

4、要解决的问题或场景

学生在书写时因光线不足或坐姿不正导致近视、驼背等问题，需要智能提醒与调节。

5、核心功能包含哪些

• 根据环境光线自动调节台灯亮度

• 检测人与桌面距离，坐姿过近时蜂鸣器提醒

• RGB灯显示当前状态（正常/光线不足/坐姿不正）

• 触摸开关控制台灯开关

6、用到的传感器或模块

光线传感器、RGB灯、蜂鸣器、超声波传感器

7、创新点是什么

• 双重保护：光线调节 + 坐姿提醒

• 智能调光，保护视力

• 实时反馈，养成良好习惯

8、程序逻辑说明

1. 初始化光线传感器、超声波传感器、RGB灯、蜂鸣器

2. 循环读取光线值和距离值

3. 根据光线值调整RGB灯亮度（PWM控制）

4. 如果距离 < 25cm，蜂鸣器响，RGB灯闪烁红色

5. 如果光线 < 30%，RGB灯增强亮度至80%

6. 否则，RGB灯保持白光，亮度50%

9、硬件设计方案

• 光线传感器安装在灯罩内侧

• 超声波传感器安装在灯杆中部，朝向使用者

• RGB灯作为主照明光源

• 蜂鸣器安装在底座内部

• 整体采用可调节台灯结构

10、软件设计（图形化编程版）

使用Mind+编程：

• 读取光线传感器模拟值

• 映射为亮度值（0-255）

• 控制RGB灯PWM输出

• 读取超声波距离值

• 距离<25cm时，蜂鸣器响，RGB灯闪烁红色

• 否则正常照明

11、制作步骤

1. 组装台灯支架，安装RGB灯

2. 连接光线传感器和超声波传感器

3. 编写并上传程序

4. 测试调光和坐姿检测功能

5. 调整阈值和灵敏度

12、项目外观设计建议

采用现代简约台灯设计，灯杆可调节高度和角度，灯罩半透明，底座稳固。整体颜色以白色或浅灰色为主，RGB灯隐藏在灯罩内。

13、学生任务分工

• 学生A：硬件组装与传感器安装

• 学生B：程序编写与功能调试

14、常见问题解答

• Q：调光不平稳怎么办？
  A：在程序中增加平滑滤波算法，或使用模拟输出控制。

• Q：超声波误检测怎么办？
  A：调整安装角度，避免检测到书本等物体。

• Q：RGB灯发热怎么办？
  A：确保使用合适的电阻限流，避免长时间高亮度运行。

15、项目检查清单

• 光线传感器能准确检测环境光

• RGB灯能平滑调光

• 超声波传感器能准确检测距离

• 坐姿不正时蜂鸣器正常提醒

• 台灯外观完整，使用安全

• 所有功能集成正常

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项目10：智能宠物喂食提醒器

1、作品名称

智能宠物喂食提醒器

2、项目基本信息

• 作品名称：智能宠物喂食提醒器

• 小组成员：2人

• 学校年级：小学五年级

• 指导教师：[教师姓名]

• 参赛组别：智慧生活组

• 主题融合：宠物养护、定时提醒、智能家居

• 器材清单：Arduino Uno R3、舵机、超声波传感器、蜂鸣器、数码管、杜邦线、小型食盆、电源适配器

3、项目简介

一款智能宠物喂食设备，可定时或手动触发喂食，并检测食盆余粮状态，提醒主人及时添加食物。

4、要解决的问题或场景

宠物主人忘记喂食或无法定时喂食，导致宠物挨饿或不规律进食。

5、核心功能包含哪些

• 定时控制舵机转动，投放食物

• 超声波检测食盆余粮高度

• 余粮不足时蜂鸣器提醒，数码管显示状态

• 手动按钮触发喂食

6、用到的传感器或模块

舵机、超声波传感器、蜂鸣器、数码管

7、创新点是什么

• 定时与手动双模式喂食

• 余粮检测，智能提醒

• 结构简单，易于安装和维护

8、程序逻辑说明

1. 初始化舵机、超声波传感器、蜂鸣器、数码管

2. 循环检测定时器（如每12小时）

3. 定时到达或手动按钮按下时，舵机转动90度（投放食物）

4. 检测食盆余粮高度（超声波距离）

5. 如果余粮高度 > 10cm（即食物少），蜂鸣器提醒，数码管显示“LOW”

6. 否则，数码管显示“OK”

9、硬件设计方案

• 舵机控制食物出口挡板

• 超声波传感器安装在食盆上方，垂直检测

• 数码管显示剩余状态

• 蜂鸣器提醒

• 整体设计为悬挂式或支架式

10、软件设计（图形化编程版）

使用Mind+编程：

• 设置舵机初始角度为0度

• 定时器每12小时触发，舵机转动90度后返回

• 读取超声波距离值

• 距离>10cm时，蜂鸣器响，数码管显示“L”

• 否则，数码管显示“O”

11、制作步骤

1. 搭建食物储存和投放机构

2. 安装舵机和超声波传感器

3. 连接数码管和蜂鸣器

4. 编写并上传程序

5. 测试定时喂食和余粮检测

12、项目外观设计建议

设计成小型喂食器造型，上部为食物储存罐，下部为食盆，侧面有数码管和蜂鸣器。颜色以宠物友好色（如蓝色、绿色）为主。

13、学生任务分工

• 学生A：机械结构与舵机控制

• 学生B：余粮检测与提醒功能

14、常见问题解答

• Q：食物卡住不出怎么办？
  A：调整出口大小，或使用颗粒均匀的食物。

• Q：超声波检测受干扰怎么办？
  A：确保传感器垂直向下，避免侧面反射。

• Q：定时不准怎么办？
  A：使用RTC模块或优化程序计时逻辑。

15、项目检查清单

• 舵机能正常转动投放食物

• 超声波传感器能准确检测余粮高度

• 蜂鸣器能正常提醒

• 数码管能清晰显示状态

• 定时喂食功能正常

• 结构稳固，食物不易洒落

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项目11：雨天自动关窗提醒器

1、作品名称

雨天自动关窗提醒器

2、项目基本信息

• 作品名称：雨天自动关窗提醒器

• 小组成员：2人

• 学校年级：小学五年级

• 指导教师：[教师姓名]

• 参赛组别：安全生活组

• 主题融合：安全、智能家居、天气响应

• 器材清单：Arduino Uno R3、雨滴传感器、舵机、蜂鸣器、RGB灯、杜邦线、窗户模型、电源适配器

3、项目简介

一款模拟自动关窗系统，检测到雨水时自动关闭窗户，并通过声光提醒用户，防止雨水进入室内。

4、要解决的问题或场景

下雨时忘记关窗，导致雨水飘入室内，损坏家具或电器。

5、核心功能包含哪些

• 雨滴传感器检测雨水

• 检测到雨水时舵机自动关闭窗户（模拟）

• RGB灯闪烁红色，蜂鸣器报警

• 手动按钮复位

6、用到的传感器或模块

雨滴传感器、舵机、蜂鸣器、RGB灯

7、创新点是什么

• 自动响应雨水，及时关窗

• 声光双重提醒

• 模拟真实关窗动作，直观易懂

8、程序逻辑说明

1. 初始化雨滴传感器、舵机、蜂鸣器、RGB灯

2. 循环读取雨滴传感器值

3. 如果检测到雨水（模拟值 > 阈值）：

   • 舵机转动90度（关窗）

   • RGB灯闪烁红色

   • 蜂鸣器持续报警

4. 按下复位按钮后，舵机返回初始位置（开窗），关闭声光报警

9、硬件设计方案

• 雨滴传感器朝上安装，模拟室外

• 舵机连接窗户模型，控制开关

• RGB灯和蜂鸣器安装在控制盒上

• 整体采用小型窗户模型展示

10、软件设计（图形化编程版）

使用Mind+编程：

• 读取雨滴传感器模拟值

• 值>500时，舵机转动90度，RGB灯红色闪烁，蜂鸣器响

• 否则，舵机保持0度，RGB灯绿色常亮

• 复位按钮按下时，重置所有状态

11、制作步骤

1. 搭建窗户模型，安装舵机

2. 连接雨滴传感器、RGB灯、蜂鸣器

3. 编写并上传程序

4. 测试雨水检测和关窗动作

5. 调整雨水检测灵敏度

12、项目外观设计建议

设计成小型窗户模型，尺寸约20×15cm，窗框为木质或塑料，雨滴传感器外露，控制盒与窗户分离。整体简洁，便于演示。

13、学生任务分工

• 学生A：窗户模型与舵机安装

• 学生B：雨水检测与报警控制

14、常见问题解答

• Q：雨滴传感器误触发怎么办？
  A：调整阈值，或增加延时判断（如连续检测到雨水再触发）。

• Q：舵机力度不足关不上窗？
  A：选择扭矩更大的舵机，或减轻窗户模型重量。

• Q：报警声音太小？
  A：更换更响亮的蜂鸣器，或增加功放模块。

15、项目检查清单

• 雨滴传感器能准确检测雨水（可用喷雾模拟）

• 舵机能正常开关窗户模型

• 检测到雨水时声光报警正常

• 复位按钮能正常重置系统

• 模型稳固，动作流畅

• 所有接线整齐，无短路风险

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项目12：智能安全门磁报警器

1、作品名称

智能安全门磁报警器

2、项目基本信息

• 作品名称：智能安全门磁报警器

• 小组成员：2人

• 学校年级：小学五年级

• 指导教师：[教师姓名]

• 参赛组别：安全防护组

• 主题融合：安全、防盗、智能家居

• 器材清单：Arduino Uno R3、超声波传感器、蜂鸣器、RGB灯、MP3模块、杜邦线、门模型、电源适配器

3、项目简介

一款模拟门磁报警系统，检测门窗异常打开时触发声光报警并播放语音警告，增强家庭安全性。

4、要解决的问题或场景

家庭或教室门窗被非法打开时缺乏及时有效的报警手段。

5、核心功能包含哪些

• 超声波检测门/窗位置变化

• 异常打开时触发蜂鸣器报警和RGB灯闪烁

• MP3模块播放警告语音

• 可设置布防/撤防模式

6、用到的传感器或模块

超声波传感器、蜂鸣器、RGB灯、MP3模块

7、创新点是什么

• 语音+声光三重报警，威慑力强

• 模拟真实门磁工作原理

• 可扩展为无线报警系统

8、程序逻辑说明

1. 初始化超声波传感器、MP3模块、蜂鸣器、RGB灯

2. 记录初始距离作为基准（门关闭状态）

3. 循环检测当前距离

4. 如果距离变化超过10cm（门被打开）：

   • 蜂鸣器持续报警

   • RGB灯闪烁红色

   • MP3模块播放“非法闯入”语音

5. 复位按钮可停止报警并重新校准基准距离

9、硬件设计方案

• 超声波传感器安装在门框上，朝向门扇

• MP3模块连接小型喇叭

• RGB灯和蜂鸣器集成在报警主机上

• 整体采用分离式设计，便于安装

10、软件设计（图形化编程版）

使用Mind+编程：

• 读取超声波距离值

• 计算与基准距离的差值

• 差值>10cm时，触发报警：蜂鸣器响、RGB灯红闪、播放语音

• 否则，RGB灯绿色常亮

• 复位按钮按下时，更新基准距离并停止报警

11、制作步骤

1. 搭建门模型，安装超声波传感器

2. 连接MP3模块、蜂鸣器、RGB灯

3. 编写并上传程序

4. 测试门开合触发报警

5. 录制并导入警告语音

12、项目外观设计建议

设计成小型安全报警盒样式，尺寸约8×6×3cm，颜色以黑色或红色为主，有LED指示灯和喇叭孔。门磁部分小巧隐蔽。

13、学生任务分工

• 学生A：门磁检测部分与硬件安装

• 学生B：报警控制与语音模块

14、常见问题解答

• Q：误报警（如风吹动门）？
  A：增加变化阈值或延时判断，或使用更稳定的传感器（如霍尔传感器）。

• Q：语音播放不清晰？
  A：检查音频文件格式和音量设置，确保喇叭阻抗匹配。

• Q：报警后无法复位？
  A：检查复位按钮接线和程序逻辑，确保能重新校准。

15、项目检查清单

• 超声波传感器能准确检测门位置

• 门异常打开时能触发报警

• 蜂鸣器、RGB灯、语音报警均正常

• 复位功能有效

• 整体外观专业，适合演示

• 电源稳定，无接触不良

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项目13：智能音乐情绪灯

1、作品名称

智能音乐情绪灯

2、项目基本信息

• 作品名称：智能音乐情绪灯

• 小组成员：2人

• 学校年级：小学五年级

• 指导教师：[教师姓名]

• 参赛组别：创意娱乐组

• 主题融合：音乐、灯光、情绪调节

• 器材清单：Arduino Uno R3、RGB灯、MP3模块、触摸传感器、光线传感器、杜邦线、电源适配器

3、项目简介

一款能够根据触摸切换不同灯光颜色和音乐模式的智能灯，营造舒缓或活跃的氛围，辅助情绪调节。

4、要解决的问题或场景

学习压力大、情绪波动时缺乏放松和调节工具，需要一种能够通过多感官（视觉、听觉）来调节情绪的设备。

5、核心功能包含哪些

• 通过触摸切换不同模式（如放松、专注、活跃等）

• 每种模式对应不同的灯光颜色和音乐

• 根据环境光线自动调节灯光亮度

• 模式切换时有声音提示

6、用到的传感器或模块

RGB灯、MP3模块、触摸传感器、光线传感器

7、创新点是什么

• 音乐与灯光智能联动，营造沉浸式氛围

• 多种模式可选，满足不同情绪需求

• 自动亮度调节，保护视力

8、程序逻辑说明

1. 初始化触摸传感器、光线传感器、RGB灯和MP3模块

2. 循环检测触摸传感器，记录触摸次数

3. 根据触摸次数切换模式（0:关闭，1:放松模式-蓝光+轻音乐，2:专注模式-白光+无音乐，3:活跃模式-彩光+欢快音乐）

4. 在每种模式下，根据光线传感器值调整RGB灯亮度

5. 切换模式时，MP3模块播放短提示音

9、硬件设计方案

• RGB灯采用环形布置，作为主灯

• 触摸传感器安装在灯座表面

• 光线传感器朝向环境

• MP3模块连接小型扬声器

• 所有元件集成在一个灯座内

10、软件设计（图形化编程版）

使用Mind+编程：

• 设置触摸传感器为输入，记录触摸次数（循环0-3）

• 根据次数选择模式：

  • 0：关闭RGB灯和音乐

  • 1：RGB灯蓝色，播放轻音乐，亮度根据光线调整

  • 2：RGB灯白色，不播放音乐，亮度根据光线调整

  • 3：RGB灯循环变色，播放欢快音乐，亮度根据光线调整

• 光线传感器值映射为亮度值（0-255）

11、制作步骤

1. 将RGB灯、触摸传感器、光线传感器、MP3模块连接到Arduino

2. 在Mind+中编写程序并上传

3. 将所有元件安装到灯座内，确保触摸传感器易于接触

4. 测试模式切换和灯光音乐联动

5. 调整光线到亮度的映射关系，使亮度变化自然

12、项目外观设计建议

设计成桌面台灯样式，灯罩为半透明材质，可柔化RGB灯光。灯座上有触摸区域标识。整体造型简洁现代，颜色以白色为主。

13、学生任务分工

• 学生A：硬件连接与灯座设计

• 学生B：程序编写与模式调试

14、常见问题解答

• Q：触摸不灵敏怎么办？
  A：检查触摸传感器接线，确保金属触摸部分外露，或调整触摸灵敏度（如果可调）。

• Q：音乐播放有杂音？
  A：检查MP3模块的电源是否稳定，音频文件是否为标准MP3格式，音量是否过大。

• Q：灯光亮度变化不平滑？
  A：在程序中增加亮度渐变过渡，避免突变。

15、项目检查清单

• 触摸传感器能正常切换模式

• 每种模式下的灯光颜色和音乐正确

• 光线传感器能调节灯光亮度

• 模式切换时有提示音

• 外观完整，触摸区域标识清晰

• 电源供电正常，无过热现象

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项目14：智能防沉迷学习计时器

1、作品名称

智能防沉迷学习计时器

2、项目基本信息

• 作品名称：智能防沉迷学习计时器

• 小组成员：2人

• 学校年级：小学五年级

• 指导教师：[教师姓名]

• 参赛组别：健康学习组

• 主题融合：时间管理、健康学习

• 器材清单：Arduino Uno R3、数码管、蜂鸣器、触摸传感器、RGB灯、杜邦线、电源适配器

3、项目简介

一款帮助合理安排学习与休息时间的计时器，设定学习时间后倒计时，时间到提醒休息，避免长时间用眼疲劳。

4、要解决的问题或场景

学生学习时容易忘记时间，导致用眼过度、效率下降，需要定时提醒休息。

5、核心功能包含哪些

• 通过触摸传感器设定学习时间（如25分钟）

• 数码管倒计时显示

• 时间到时蜂鸣器报警、RGB灯闪烁

• 休息5分钟后自动提醒返回学习

6、用到的传感器或模块

数码管、蜂鸣器、触摸传感器、RGB灯

7、创新点是什么

• 可视化倒计时，时间管理更直观

• 强制休息提醒，培养良好习惯

• 结构简单，操作方便

8、程序逻辑说明

1. 初始化数码管、蜂鸣器、触摸传感器、RGB灯

2. 短按触摸传感器开始计时（默认25分钟），长按调整时间（每次增加5分钟，循环）

3. 倒计时开始，数码管显示剩余时间（分钟:秒）

4. 倒计时结束，蜂鸣器响，RGB灯闪烁红色

5. 进入休息倒计时（5分钟），数码管显示休息时间，RGB灯绿色常亮

6. 休息结束，蜂鸣器响，RGB灯闪烁黄色，提示学习时间开始

9、硬件设计方案

• 数码管采用4位数码管（显示分和秒）

• 触摸传感器安装在正面

• 蜂鸣器和RGB灯安装在数码管旁边

• 整体设计为小型桌面立式设备

10、软件设计（图形化编程版）

使用Mind+编程：

• 设置触摸传感器检测短按和长按

• 短按开始/暂停计时，长按调整学习时间（25/30/35/40分钟循环）

• 使用计时器实现倒计时，数码管动态显示

• 倒计时结束时触发蜂鸣器和RGB灯

• 休息倒计时同理

11、制作步骤

1. 连接数码管、触摸传感器、蜂鸣器、RGB灯到Arduino

2. 编写并上传程序

3. 安装到外壳内，确保数码管清晰可见

4. 测试时间设定、倒计时和提醒功能

12、项目外观设计建议

设计成小型电子钟样式，正面为数码管，下方有一个触摸按钮，侧面有蜂鸣器出声孔。颜色以白色或浅灰色为主，简洁大方。

13、学生任务分工

• 学生A：硬件连接与外壳制作

• 学生B：程序编写与时间逻辑调试

14、常见问题解答

• Q：倒计时显示不准确？
  A：检查程序中的延时是否准确，可使用millis()函数提高计时精度。

• Q：触摸传感器长按和短按难以区分？
  A：在程序中增加延时判断，按下时间超过1秒为长按，否则为短按。

• Q：数码管显示有重影？
  A：检查数码管接线，确保共阴/共阳正确，并调整延时时间。

15、项目检查清单

• 触摸传感器能正常设定时间

• 数码管倒计时显示准确

• 时间到时蜂鸣器和RGB灯正常提醒

• 休息提醒功能正常

• 外观整洁，显示清晰

• 电源稳定

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项目15：智能避障导盲小车模型

1、作品名称

智能避障导盲小车模型

2、项目基本信息

• 作品名称：智能避障导盲小车模型

• 小组成员：2人

• 学校年级：小学五年级

• 指导教师：[教师姓名]

• 参赛组别：助残科技组

• 主题融合：助残、避障、智能交通

• 器材清单：Arduino Uno R3、超声波传感器、舵机、蜂鸣器、RGB灯、小车底盘、电机驱动模块、杜邦线、电池盒

3、项目简介

一款模拟导盲杖功能的小车，检测前方障碍物并自动转向，通过声音提示距离，帮助盲人避障。

4、要解决的问题或场景

盲人或视障人士行走时难以感知前方障碍物，容易发生碰撞，需要辅助避障工具。

5、核心功能包含哪些

• 超声波传感器检测前方障碍物距离

• 距离过近时舵机控制车轮转向

• 蜂鸣器发出频率随距离变化的提示音

• RGB灯根据距离显示不同颜色

6、用到的传感器或模块

超声波传感器、舵机、蜂鸣器、RGB灯

7、创新点是什么

• 模拟真实导盲杖的避障功能

• 声音和灯光双重提示，更易感知

• 自动转向，智能化程度高

8、程序逻辑说明

1. 初始化超声波传感器、舵机、蜂鸣器、RGB灯

2. 循环测量前方距离

3. 如果距离小于30cm，舵机转动一定角度（如左转30度），蜂鸣器发出急促声音，RGB灯红色

4. 如果距离在30-60cm，蜂鸣器声音中等，RGB灯黄色

5. 如果距离大于60cm，蜂鸣器声音缓慢，RGB灯绿色

6. 延时后舵机回正，继续检测

9、硬件设计方案

• 超声波传感器安装在小车前方

• 舵机控制前轮转向（或安装一个方向轮）

• 蜂鸣器和RGB灯安装在小车顶部

• 使用电池盒供电，便于移动

10、软件设计（图形化编程版）

使用Mind+编程：

• 读取超声波距离值

• 条件判断：

  • 距离<30：舵机左转30度，蜂鸣器高频响，RGB灯红色

  • 30≤距离<60：舵机不动，蜂鸣器中频响，RGB灯黄色

  • 距离≥60：舵机回正，蜂鸣器低频响，RGB灯绿色

• 延时200ms后继续检测

11、制作步骤

1. 组装小车底盘，安装电机和轮子

2. 安装超声波传感器、舵机、蜂鸣器、RGB灯

3. 连接电机驱动模块和Arduino

4. 编写并上传程序

5. 测试避障和提示功能

12、项目外观设计建议

小车尺寸约15×10cm，颜色鲜艳，有导盲杖标识。超声波传感器朝前，蜂鸣器和RGB灯在车顶明显位置。

13、学生任务分工

• 学生A：小车搭建与传感器安装

• 学生B：避障程序与提示功能调试

14、常见问题解答

• Q：小车转向不灵敏？
  A：检查舵机扭矩是否足够，车轮是否灵活。

• Q：超声波检测受地面影响？
  A：调整传感器高度和角度，避免检测到地面。

• Q：蜂鸣器声音太小？
  A：更换更大功率的蜂鸣器，或使用功放模块。

15、项目检查清单

• 超声波传感器能准确检测障碍物距离

• 舵机能正常控制转向

• 蜂鸣器声音频率随距离变化

• RGB灯颜色随距离变化

• 小车移动平稳，避障反应及时

• 电池续航时间足够

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项目16：智能火灾预警小系统

1、作品名称

智能火灾预警小系统

2、项目基本信息

• 作品名称：智能火灾预警小系统

• 小组成员：2人

• 学校年级：小学五年级

• 指导教师：[教师姓名]

• 参赛组别：安全防护组

• 主题融合：火灾预警、安全防护

• 器材清单：Arduino Uno R3、火焰传感器、烟雾传感器、蜂鸣器、风扇模块、杜邦线、电源适配器

3、项目简介

检测火焰或烟雾浓度超标时触发声光报警并自动启动排烟风扇，实现火灾早期预警与响应。

4、要解决的问题或场景

家庭火灾隐患的早期监测与响应，防止火灾蔓延。

5、核心功能包含哪些

• 火焰传感器检测明火

• 烟雾传感器检测烟雾浓度

• 报警时蜂鸣器响，RGB灯闪烁

• 自动启动风扇排烟

6、用到的传感器或模块

火焰传感器、烟雾传感器、蜂鸣器、风扇模块

7、创新点是什么

• 双重检测（火焰+烟雾）提高可靠性

• 自动启动排烟，减少烟雾危害

• 声光报警，提醒及时

8、程序逻辑说明

1. 初始化火焰传感器、烟雾传感器、蜂鸣器、风扇模块

2. 循环读取火焰和烟雾传感器值

3. 如果火焰传感器检测到火焰或烟雾浓度超过阈值：

   • 蜂鸣器持续报警

   • RGB灯闪烁红色

   • 风扇启动

4. 否则，风扇停止，RGB灯绿色常亮

9、硬件设计方案

• 火焰和烟雾传感器朝监测区域安装

• 风扇模块朝向窗户或通风口

• 蜂鸣器和RGB灯集成在控制盒上

• 整体安装在室内高处

10、软件设计（图形化编程版）

使用Mind+编程：

• 读取火焰传感器数字值（0/1）

• 读取烟雾传感器模拟值

• 条件判断：火焰=1 或 烟雾>200 时，蜂鸣器响，RGB灯红闪，风扇开

• 否则，风扇关，RGB灯绿色

11、制作步骤

1. 连接火焰传感器、烟雾传感器、蜂鸣器、风扇模块到Arduino

2. 编写并上传程序

3. 安装传感器和风扇，连接电源

4. 测试火焰和烟雾检测报警

12、项目外观设计建议

设计成小型安全盒样式，颜色以红色为主，有警示标识。传感器外露，风扇可拆卸清洗。

13、学生任务分工

• 学生A：火焰与烟雾检测部分

• 学生B：报警与风扇控制部分

14、常见问题解答

• Q：误报警（如厨房油烟）？
  A：调整烟雾传感器阈值，或安装位置远离厨房。

• Q：风扇风力不足？
  A：更换更大功率的风扇，或使用多个风扇。

• Q：火焰传感器检测距离短？
  A：选择灵敏度更高的传感器，或调整安装位置。

15、项目检查清单

• 火焰传感器能检测到打火机火焰

• 烟雾传感器能检测到烟雾（可用香烟模拟）

• 报警时蜂鸣器响、RGB灯闪烁

• 风扇能正常启动

• 系统稳定，无误报

• 安装牢固，接线安全

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项目17：智能节水提醒器

1、作品名称

智能节水提醒器

2、项目基本信息

• 作品名称：智能节水提醒器

• 小组成员：2人

• 学校年级：小学五年级

• 指导教师：[教师姓名]

• 参赛组别：环保节能组

• 主题融合：节水、环保、智能家居

• 器材清单：Arduino Uno R3、超声波传感器、蜂鸣器、RGB灯、舵机、杜邦线、水龙头模型、电源适配器

3、项目简介

检测洗手时手离开时间过长，自动关水并提醒，帮助养成节水习惯。

4、要解决的问题或场景

洗手时忘记关水，导致水资源浪费。

5、核心功能包含哪些

• 超声波传感器检测手部是否在下方

• 手离开超过设定时间（如5秒）自动关水（舵机模拟）

• 蜂鸣器和RGB灯提醒

• 手动复位开水

6、用到的传感器或模块

超声波传感器、蜂鸣器、RGB灯、舵机

7、创新点是什么

• 模拟自动水龙头，超时关水

• 提醒功能强化节水意识

• 结构简单，易于推广

8、程序逻辑说明

1. 初始化超声波传感器、舵机、蜂鸣器、RGB灯

2. 循环测量手部距离（水龙头下方）

3. 如果距离小于10cm，认为手在，舵机打开（开水），RGB灯绿色

4. 如果距离大于10cm，开始计时，超过5秒则舵机关闭（关水），蜂鸣器响，RGB灯红色

5. 手动按钮按下可打开水龙头（舵机打开）

9、硬件设计方案

• 超声波传感器安装在水龙头下方，朝上检测手部

• 舵机模拟水龙头开关

• 蜂鸣器和RGB灯安装在显眼位置

• 整体使用水龙头模型展示

10、软件设计（图形化编程版）

使用Mind+编程：

• 读取超声波距离值

• 如果距离<10cm，舵机打开，绿灯亮，计时器清零

• 如果距离≥10cm，计时器累加，超过5秒则舵机关闭，红灯亮，蜂鸣器响

• 手动按钮按下时，舵机打开，绿灯亮，蜂鸣器停

11、制作步骤

1. 搭建水龙头模型，安装超声波传感器和舵机

2. 连接蜂鸣器、RGB灯和手动按钮

3. 编写并上传程序

4. 测试手部检测和超时关水功能

12、项目外观设计建议

水龙头模型，尺寸适中，传感器隐蔽安装。提醒灯和蜂鸣器在侧面。整体颜色以不锈钢色为主。

13、学生任务分工

• 学生A：水龙头模型与检测机构

• 学生B：提醒功能与程序编写

14、常见问题解答

• Q：手部检测不准确？
  A：调整超声波传感器角度和高度，确保能准确检测手部。

• Q：舵机关不紧？
  A：检查舵机扭矩，或改进阀门结构。

• Q：误关水（如打肥皂时）？
  A：增加超时时间，或使用两次检测确认。

15、项目检查清单

• 超声波传感器能准确检测手部

• 超时关水功能正常

• 蜂鸣器和RGB灯提醒正常

• 手动按钮能正常复位

• 模型稳固，无漏水风险

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项目18：智能默契挑战器

1、作品名称

智能默契挑战器

2、项目基本信息

• 作品名称：智能默契挑战器

• 小组成员：2人

• 学校年级：小学五年级

• 指导教师：[教师姓名]

• 参赛组别：创意游戏组

• 主题融合：团队协作、反应力训练

• 器材清单：Arduino Uno R3、触摸传感器×2、数码管、蜂鸣器、RGB灯、杜邦线、电源适配器

3、项目简介

双人同时按下按钮，计算时间差并评分，测试默契程度，增进团队协作。

4、要解决的问题或场景

缺乏趣味性的双人协作与默契训练工具。

5、核心功能包含哪些

• 随机亮灯提示开始

• 双人同时按下按钮，记录时间差

• 数码管显示时间差和评分

• 蜂鸣器和RGB灯给予反馈

6、用到的传感器或模块

触摸传感器×2、数码管、蜂鸣器、RGB灯

7、创新点是什么

• 双人互动，增强趣味性

• 实时评分，激发挑战欲望

• 结构简单，易于操作

8、程序逻辑说明

1. 初始化两个触摸传感器、数码管、蜂鸣器、RGB灯

2. 随机延时（1-3秒）后，RGB灯亮起（提示开始）

3. 等待两人按下按钮，记录按下时间

4. 计算时间差，数码管显示时间差（毫秒）

5. 根据时间差评分：<100ms优秀，<300ms良好，<500ms一般，>500ms需努力

6. 蜂鸣器播放不同音调，RGB灯显示不同颜色

9、硬件设计方案

• 两个触摸传感器分开布置，距离约20cm

• 数码管居中显示

• 蜂鸣器和RGB灯在数码管旁边

• 整体设计为双人操作台样式

10、软件设计（图形化编程版）

使用Mind+编程：

• 使用随机数生成等待时间（1-3秒）

• 等待时间到，RGB灯亮

• 同时检测两个触摸传感器，记录按下时间

• 计算时间差，数码管显示

• 根据时间差范围，蜂鸣器播放不同频率，RGB灯显示不同颜色

11、制作步骤

1. 连接两个触摸传感器、数码管、蜂鸣器、RGB灯到Arduino

2. 编写并上传程序

3. 安装到外壳内，确保按钮位置合适

4. 测试随机开始、时间差计算和评分显示

12、项目外观设计建议

设计成双人操作台，尺寸约20×15cm，有两个大按钮，数码管清晰可见。颜色鲜艳，吸引人。

13、学生任务分工

• 学生A：硬件布置与按钮安装

• 学生B：程序编写与评分逻辑调试

14、常见问题解答

• Q：时间差不准确？
  A：优化程序计时精度，使用micros()函数。

• Q：按钮按下不同步？
  A：可使用中断方式检测按钮，提高响应速度。

• Q：评分标准不合适？
  A：根据测试结果调整评分阈值。

15、项目检查清单

• 随机开始功能正常

• 两个按钮能准确检测按下时间

• 时间差计算准确，数码管显示正确

• 评分和反馈（蜂鸣器、RGB灯）正常

• 外观吸引人，按钮手感好

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项目19：智能光照调节盆栽灯

1、作品名称

智能光照调节盆栽灯

2、项目基本信息

• 作品名称：智能光照调节盆栽灯

• 小组成员：2人

• 学校年级：小学五年级

• 指导教师：[教师姓名]

• 参赛组别：智慧种植组

• 主题融合：植物养护、智能补光

• 器材清单：Arduino Uno R3、光线传感器、RGB灯、舵机、温湿度传感器、杜邦线、盆栽架、电源适配器

3、项目简介

根据环境光照自动调节补光灯角度和亮度，并监测盆栽温湿度，为植物生长提供适宜环境。

4、要解决的问题或场景

室内植物光照不足，影响生长；温湿度不合适，导致植物枯萎。

5、核心功能包含哪些

• 光线传感器检测光照强度

• 光照不足时自动开启RGB灯补光，并调节亮度

• 舵机调节灯光照射角度

• 温湿度传感器监测环境，超标时提醒

6、用到的传感器或模块

光线传感器、RGB灯、舵机、温湿度传感器

7、创新点是什么

• 全自动补光，角度可调，更接近自然光

• 集成环境监测，全方位养护植物

• 节能设计，仅在需要时补光

8、程序逻辑说明

1. 初始化光线传感器、RGB灯、舵机、温湿度传感器

2. 循环读取光线值和温湿度值

3. 如果光线值低于阈值，开启RGB灯（亮度与光线值负相关），并控制舵机角度使灯光垂直照射植物

4. 如果温湿度超出适宜范围，蜂鸣器提醒（可扩展）

5. 否则，关闭RGB灯，舵机回位

9、硬件设计方案

• 光线传感器和温湿度传感器靠近植物放置

• RGB灯安装在可调节支架上，由舵机控制角度

• 整体设计为盆栽架，灯架可转动

• 使用电源适配器供电

10、软件设计（图形化编程版）

使用Mind+编程：

• 读取光线传感器值，映射为亮度值（0-255）

• 如果光线值<50，RGB灯亮度=255-光线值*5，舵机角度=90度

• 否则，RGB灯亮度=0，舵机角度=0度

• 读取温湿度，如果温度>35或湿度<30%，蜂鸣器响（可选）

11、制作步骤

1. 搭建盆栽架，安装舵机和RGB灯

2. 安装光线传感器和温湿度传感器

3. 连接所有元件到Arduino

4. 编写并上传程序

5. 测试补光角度和亮度调节

12、项目外观设计建议

设计成现代盆栽架样式，灯架可转动，传感器隐蔽。颜色以原木色或白色为主，与植物协调。

13、学生任务分工

• 学生A：光照调节与舵机控制

• 学生B：环境监测与程序编写

14、常见问题解答

• Q：补光角度不合适？
  A：调整舵机安装位置和转动范围。

• Q：RGB灯亮度不足？
  A：增加LED数量或使用更大功率的LED。

• Q：温湿度传感器读数不稳定？
  A：增加数据滤波，或更换更稳定的传感器。

15、项目检查清单

• 光线传感器能准确检测光照强度

• RGB灯能根据光照自动调节亮度

• 舵机能调节灯光角度

• 温湿度传感器读数准确

• 整体结构稳固，美观

• 植物补光效果明显

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项目20：智能安静学习提醒器

1、作品名称

智能安静学习提醒器

2、项目基本信息

• 作品名称：智能安静学习提醒器

• 小组成员：2人

• 学校年级：小学五年级

• 指导教师：[教师姓名]

• 参赛组别：学习辅助组

• 主题融合：学习环境、噪音控制

• 器材清单：Arduino Uno R3、声音传感器、蜂鸣器、RGB灯、数码管、杜邦线、电源适配器

3、项目简介

检测环境噪音，超过阈值时提醒保持安静，帮助维持良好的学习环境。

4、要解决的问题或场景

学习环境噪音过大，影响专注力和学习效率。

5、核心功能包含哪些

• 声音传感器检测环境噪音分贝

• 数码管显示当前噪音等级

• 超过阈值时蜂鸣器报警、RGB灯闪烁

• 可设置阈值和静音模式

6、用到的传感器或模块

声音传感器、蜂鸣器、RGB灯、数码管

7、创新点是什么

• 可视化噪音等级，实时反馈

• 超过阈值智能提醒，培养安静习惯

• 可调节灵敏度，适应不同环境

8、程序逻辑说明

1. 初始化声音传感器、数码管、蜂鸣器、RGB灯

2. 循环读取声音传感器模拟值

3. 将模拟值转换为分贝等级（0-100），数码管显示

4. 如果分贝等级超过阈值（如60），蜂鸣器响，RGB灯闪烁红色

5. 否则，RGB灯绿色常亮

6. 可通过按钮调整阈值

9、硬件设计方案

• 声音传感器外露，朝向环境

• 数码管显示当前分贝值

• 蜂鸣器和RGB灯安装在正面

• 整体设计为桌面摆件样式

10、软件设计（图形化编程版）

使用Mind+编程：

• 读取声音传感器模拟值，映射为0-100的分贝等级

• 数码管显示分贝等级

• 如果分贝等级>60，蜂鸣器响，RGB灯红色闪烁

• 否则，RGB灯绿色常亮

• 按钮按下时进入阈值设置模式，数码管显示阈值，再次按下保存

11、制作步骤

1. 连接声音传感器、数码管、蜂鸣器、RGB灯、按钮到Arduino

2. 编写并上传程序

3. 安装到外壳内，确保声音传感器不受遮挡

4. 测试噪音检测和提醒功能

12、项目外观设计建议

设计成小型桌面摆件，尺寸约10×8×5cm，数码管朝上，声音传感器在侧面。颜色以浅色为主，简洁大方。

13、学生任务分工

• 学生A：噪音检测与显示部分

• 学生B：提醒功能与阈值设置

14、常见问题解答

• Q：噪音检测不稳定？
  A：增加数据滤波，取多次平均值。

• Q：阈值设置不准确？
  A：使用按钮和数码管配合，逐步调整。

• Q：蜂鸣器报警太吵？
  A：可改为间歇性报警，或使用音量可调蜂鸣器。

15、项目检查清单

• 声音传感器能准确检测环境噪音

• 数码管能清晰显示分贝等级

• 超过阈值时报警和灯光提醒正常

• 阈值设置功能正常

• 外观小巧，不影响学习

• 电源稳定，无杂音干扰