炎熱的夏日，你是否考慮過(guò)穿什么顏色的衣服會(huì)讓你感到更涼爽？研究發(fā)現(xiàn)，衣服的顏色實(shí)際上會(huì)影響我們對(duì)熱的感知度。

本文通過(guò)DFRobot Gravity: SCI采集模塊、光線傳感器和溫度傳感器來(lái)研究顏色對(duì)光熱吸收的影響。通過(guò)對(duì)比不同顏色衣服在吸收熱量方面的差異，使您了解顏色的熱量吸收特性，為您在炎熱的夏天選擇合適的衣服提供科學(xué)指導(dǎo)。

DFRobot Gravity: SCI采集模塊是一款功能強(qiáng)大且高度集成的數(shù)據(jù)采集模塊，具有屏幕顯示、傳感器自動(dòng)識(shí)別、傳感器校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、RTC時(shí)鐘以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等多功能，讓數(shù)據(jù)采集變得更加便捷和高效。此外，SCI采集模塊支持多種供電方式，可通過(guò)I2C接口輸出傳感器采集的物理量數(shù)據(jù)，兼容Arduino、micro:bit、掌控板、行空板、樹(shù)莓派等硬件平臺(tái)。

【材料】

DFRobot Gravity: SCI采集模塊 x 1

DFRobot Gravity: I2C VEML7700 環(huán)境光傳感器 x 1

DFRobot Gravity: SHT31-F數(shù)字溫濕度傳感器 x 1

4pin連接線 x 2

Type C USB數(shù)據(jù)線或電池盒

彩色紙（例如，黑色、白色、紅色、藍(lán)色、綠色）x 5

光源（例如燈或陽(yáng)光）

【設(shè)置】

1.通過(guò)電池或C型端口為SCI模塊供電。
2.將光傳感器和溫濕度傳感器分別連接到端口2和端口3。傳感器將被自動(dòng)識(shí)別，其數(shù)據(jù)將顯示在屏幕上。

如果您之前已將傳感器連接到端口1，斷開(kāi)傳感器后數(shù)據(jù)不會(huì)消失。如果要?jiǎng)h除數(shù)據(jù)顯示，您需要轉(zhuǎn)到選擇"SKU"，然后選擇"NULL"。

【實(shí)驗(yàn)】

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，準(zhǔn)備五個(gè)相同的紙盒，但是每個(gè)紙盒要有不同的顏色，然后將溫度傳感器插入每個(gè)盒子中，以測(cè)量特定時(shí)間段內(nèi)的溫度變化。通過(guò)使用光傳感器作為控制變量，確保光照條件在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保持不變，進(jìn)行逐一測(cè)量。

1.準(zhǔn)備盒子

將彩紙折疊成五個(gè)盒子，確保每個(gè)盒子的大小大致相同（7 x 5 x 3厘米）。在每個(gè)盒子的側(cè)面挖一個(gè)小孔以插入溫度傳感器，并用一條膠帶蓋住孔以防止空氣逸出。將光傳感器放在盒子旁邊。

2.設(shè)置實(shí)驗(yàn)

將盒子放在可以接受陽(yáng)光直射的地方，或者用燈作為備用光源。為了確保盒子均勻地暴露在光線下，并且保證實(shí)驗(yàn)是在相同的條件下開(kāi)始的，需要記錄每個(gè)盒子的初始溫度和光線值，并驗(yàn)證這些值是否大致相同。

SCI模塊有一個(gè)內(nèi)置的系統(tǒng)時(shí)鐘，我們可以將其用作計(jì)時(shí)器。將數(shù)據(jù)刷新率設(shè)置為1秒，然后查看屏幕右上角的時(shí)鐘。記下時(shí)間并開(kāi)始記錄你的數(shù)據(jù)。

3.記錄數(shù)據(jù)

開(kāi)始錄制時(shí)請(qǐng)按R按鈕，進(jìn)行15分鐘的實(shí)驗(yàn)，然后再次按R鍵以暫停錄制。轉(zhuǎn)到下一個(gè)盒子并重復(fù)此過(guò)程。繼續(xù)這樣做，直到你記錄了所有盒子的數(shù)據(jù)。
所有數(shù)據(jù)都將存儲(chǔ)在同一個(gè)CSV文件中，每次數(shù)據(jù)記錄暫停或開(kāi)始后都會(huì)有一個(gè)空行作為標(biāo)記。

【數(shù)據(jù)分析】

從實(shí)驗(yàn)中收集數(shù)據(jù)后，可以使用CSV文件創(chuàng)建一個(gè)多線圖，以顯示每種顏色的溫度隨時(shí)間的變化。該圖可以幫助回答以下問(wèn)題：

1.哪種顏色的溫度讀數(shù)最高？
2.哪種顏色的溫度讀數(shù)最低？
3.每種顏色的溫度是否以相同的速度升高？

【結(jié)論】

通過(guò)查看圖表，可以很容易地看到整個(gè)實(shí)驗(yàn)中每種顏色的溫度變化。溫度讀數(shù)最高的顏色吸收的熱量最多。紅色的衣服是最容易吸熱的, 黑色的衣服會(huì)吸收光熱最多，因?yàn)楹谏軌蛭账泄庾V顏色的光線，將其轉(zhuǎn)化為熱能。相比之下，白色衣服會(huì)反射大部分光線，吸收較少的光熱。藍(lán)色、綠色在光譜中的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，能量較低，因此相對(duì)較少吸收光熱。

這個(gè)研究結(jié)果同樣可以幫助人們?cè)O(shè)計(jì)節(jié)能建筑。選擇這種特定的顏色作為建筑外墻或屋頂?shù)耐苛希梢詭椭鷾p少熱量的傳遞。這意味著在夏季，建筑物能夠更好地阻擋太陽(yáng)輻射，減少室內(nèi)溫度的上升，從而降低冷卻需求和能源消耗。此外，在寒冷的冬季，這種顏色也可以吸收更多的太陽(yáng)輻射熱量，提供額外的暖氣效應(yīng)，減少取暖能源的使用。

關(guān)于該項(xiàng)目的詳細(xì)的介紹，您可以訪問(wèn)“DF創(chuàng)客社區(qū)”—“SCI數(shù)據(jù)采集模塊： 探索顏色、光線和熱量間的關(guān)系”了解更多。

上海智位機(jī)器人

上海智位機(jī)器人成立于2010年，是全球領(lǐng)先的從事開(kāi)源硬件、機(jī)器人產(chǎn)品和科創(chuàng)教育的高科技企業(yè)，打造了DFRobot、蘑菇云科創(chuàng)教育等品牌，是國(guó)內(nèi)最早的創(chuàng)客理念引入者和倡導(dǎo)者，創(chuàng)客教育的開(kāi)拓者和引領(lǐng)者。旗下?lián)碛兄袊?guó)最大的線上DF創(chuàng)客社區(qū)和創(chuàng)客空間——蘑菇云創(chuàng)客空間，提供豐富的線上和線下學(xué)習(xí)資源，構(gòu)建了一個(gè)自由、開(kāi)放和富于創(chuàng)造力的交流空間。其Gravity產(chǎn)品已被全球超過(guò)100萬(wàn)開(kāi)發(fā)者選用。合作伙伴包括微軟、英特爾、Autodesk、霍尼韋爾、NASA、MIT等知名廠商和機(jī)構(gòu)。

審核編輯 黃宇