Проекты

Применение звукового датчика уровня жидкости для людей с ограниченными возможностями

Работа призёров конкурса проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Прикладная физика» среди работ учащихся 10–11 классов

Направление работы: Инженеры
Авторы работы: ГБОУ «Школа на Яузе»
Предметы: Физика, Технология
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» 2021 года

Актуальность

В промышленности и быту существует необходимость контроля за уровнями жидкостей в ёмкостях. Для осуществления контроля применяют разные виды датчиков. В быту датчики особенно необходимы людям с ограниченными возможностями, поскольку именно у них возникает много сложностей, одна из них – контроль уровня воды. Поэтому им необходимо такое устройство для упрощения жизни, которое будет держать под наблюдением уровень воды вместо них. Многие выполняют эту работу вручную, а ведь это крайне неэффективно, отнимает уйму времени и сил, а последствия недосмотра могут обойтись очень дорого: например, затопленная квартира или сгоревший насос. Этого можно легко избежать, используя датчики уровня жидкости.

В помощь незрячим существуют звуковые датчики уровня воды. Звуковой датчик может сигнализировать о полноте чашки и ванны. Поскольку люди пьют чай по несколько раз в день, в быту для незрячих особенно актуально наполнение чашки, если вода – кипяток. Как налить, например, не проверяя пальцем, и чтобы это было гигиенично и эстетично? Хорошо это сделать можно с помощью звукового датчика, который легко вешается на край чашки. Звуковым сигналом он оповещает о приближении воды к краю и полноте чашки.

Звуковым датчиком может пользоваться и домохозяйка, у которой много домашних дел и, особенно, если есть маленькие дети, требующие внимания, потому что во время домашних хлопот легко забыть, например, о наливающейся из крана отфильтрованной воде или наполняющейся ванне. Очень часто, включив что-то на кухне, люди продолжают свои дела в комнате, и, сменив своё местоположение в квартире, забывают о льющейся воде на кухне или в ванной.

Цель

Создать механизм, способный оповещать людей с ограниченными возможностями о нужном уровне воды в ёмкостях.

Задачи

  1. Проанализировать готовые датчики на рынке, сравнить их по цене.
  2. Просчитать экономическую целесообразность использования датчиков и их внедрение в жизнь людей с ограниченными возможностями.
  3. Подобрать материалы и изготовить датчик уровня жидкости в домашних условиях.
  4. Доказать, что с его помощью можно значительно упростить жизнь.
  5. Сделать выводы об использовании датчиков.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Алкалиновая батарея
  • Пьезоизлучатель с генератором
  • Соединительный провод, мячик для настольного тенниса, универсальное крепление на поверхность.

Описание

Мы собрали своими руками датчик уровня жидкости, предварительно ознакомившись с теорией, создали чертёж, написали процессы сборки, фотографируя каждый этап, провели успешные эксперименты и сделали выводы.

Все этапы мы проходили, используя подручные источники информации (интернет-ресурсы) и собственный опыт. Сама сборка датчика выполнена нами собственноручно.

В итоге мы получили полноценный рабочий датчик, способный контролировать уровень жидкости и уведомлять об этом, издавая ультразвук. В сумме на его создание мы потратили 956 рублей, однако это цена за каждую деталь по отдельности. Также стоит учитывать, что сам процесс создания занял совсем немного времени: приблизительно 1 час на сборку всех деталей.

Результаты работы/выводы

Если рассматривать вариант, что такой датчик можно выпустить на производстве, что вполне может быть, то цена должна быть меньше, например, 700 рублей, чтобы приобретение датчика было более выгодно, чем использование старых методов.

В идеале такие датчики должны предоставить социальные службы бесплатно, тогда применение датчика уровня жидкости может стать необходимым для упрощения жизни как в быту и на производстве, так и для людей с ограниченными возможностями.

Перспективы использования результатов работы

Датчик уровня жидкости может значительно упростить жизнь людям с ограниченными возможностями при условии, что его выпустят в серийное производство, тогда контролировать воду в ванне и других ёмкостях будет значительно проще. Можно даже сделать такую же модель, только уменьшенную, и тогда можно поставить её, например, в чашку.

В промышленности датчик также будет очень полезен, ведь он может контролировать уровень не только воды, но и таких жидкостей, как нефть, бензин, масло. В особенности датчик необходим для контроля уровня в трубопроводах, ведь там очень проблематично наблюдать уровень, и недосмотр может привести к поломке всей системы.

В целом работа показала, насколько полезен может быть датчик уровня жидкости, он недорогой и нужный в промышленности и быту. Безусловно пройдёт ещё немало времени, когда эта разработка вступит в повсеместное использование, наша работа всего лишь чуть-чуть ускорила процесс. Осталось дождаться, когда социальные службы займутся реализацией проекта, ведь только тогда можно будет по-настоящему оценить все реальные плюсы.

Награды/достижения (в каких конкурсах и с какими результатами выставлялась ранее эта работа)

Открытая московская инженерная конференция школьников «Потенциал», 2021 – участник.

Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» – призёр.