Проекты

SmartTBox

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Интеллектуальные робототехнические системы, беспилотные аппараты» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Робототехника
Авторы работы: ГБОУ Школа №1353
Предметы: Физика, Математика, Информатика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 18−20 апреля 2019 года

Цель

Создать действующую модель умной «мусорки», способной самостоятельно передвигаться по территории, привлекать внимание окружающих и, при необходимости, забирать мусор у проходящих мимо людей.

Задачи

  • Изучить платформу Arduino, которая будет основой этого устройства.
  • Составить список необходимых компонентов для устройства и посчитать их стоимость.
  • Создать 3D-модель будущего устройства и продумать алгоритмы его действий.
  • Изготовить устройство, которое будет обеспечивать чистоту территории и взаимодействовать с посетителями или прохожими.

Описание

Целью проекта является, в первую очередь, защита окружающей среды от отходов быта людей в повседневной жизни.

SmartTBox − это умное устройство по сбору отходов у прохожих в парке или посетителей торговых центров, кафе.

По сравнению со своими обычными стационарными аналогами SmartTBox обладает целым рядом интересных решений и функций: от автоматического передвижения и открытия крышки до подзарядки портативных устройств и взаимодействия с пользователями с помощью дисплея взаимодействия и голосового ассистента.

В проекте использовалась модель Arduino Nano. К ней были подсоединены остальные компоненты и датчики, с которых поступает необходимая информация.

Для реализации передвижения использовался ультразвуковой дальномер HC-06. Для определения прибором момента, в который необходимо поднять крышку, использовался датчик движения на основе пироэлектрического эффекта (PIR, passive infrared motion sensor). Наличие именно этих двух элементов поможет детектировать движение.

Чтобы пользователю было удобнее взаимодействовать с устройством, был установлен дисплей, который обеспечивает «общение» c пользователем при помощи небольших сообщений. К примеру, после того как человек выбросит мусор, на дисплее появится сообщение с благодарностью за поддержание чистоты.

Для этого использовался жидкокристаллический дисплей (Liquid Crystal Display) LCD 1602, так как он является удобным дисплеем для вывода строк символов.

После того, как с пироэлектрического датчика поступает сигнал о необходимости открыть крышку, в действие приводится сервопривод, который может поворачиваться на 180˚. Именно он открывает крышку с помощью шатунного механизма, а потом закрывает через некоторый промежуток времени.

Результат

В ходе работы была изготовлена рабочая модель устройства, которая выполняет все задуманные задачи. Она полностью автономна, может взаимодействовать с прохожими, а также забирать у них мусор.

Оснащение и оборудование

  • Комплектующие:
  • блютуз-модуль
  • драйвер двигателей
  • дисплей
  • датчик расстояния
  • инфракрасный датчик
  • двигатели и т. п.
  • Инструменты для создания устройства: паяльная станция, шуроповёрт, свёрла, бормашинка и т. д.

Перспективы использования результатов работы

Этот проект может быть использован в разных локациях: в первую очередь, в торговых центрах, где он будет собирать мусор у посетителей, создавать музыкальный фон с помощью встроенной в него музыкальной системы, а также привлекать в этот центр посетителей.

Он также может быть использован в парках для поддержания чистоты и для зарядки смартфонов прохожих с помощью солнечных панелей, которые на нём установлены.

Также можно его использовать в квартире.

Награды/достижения

  • Научно-практическая конференция «Творчество юных» − 2-е место.
  • Межвузовская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов имени Е.В. Арменского – 3-е место.

Особое мнение

«Я доволен проделанной работой и тем результатом, которого я добился. Мне очень приятно, что я сам смог провести этот проект от идеи до готовой модели, которой можно пользоваться. Но впереди ещё много работы, задач и их решений, которые меня ждут с этим проектом. Возможно, когда-нибудь SmartTBox будет красоваться на полках магазинов электроники...

Что касается проекта «Инженерный класс в московской школе», то я очень рад, что перед московскими школьниками открываются новые дороги возможностей в мир робототехники, микроэлектроники и других инженерных областей. Надеюсь, что этот проект будет высоко оценен моими сверстниками и младшим поколением.

Конференция «Инженеры будущего» дала возможность мне и многим другим показать общественности свои идеи, получить советы и помощь в дальнейшем развитии проектов. Эта конференция является одной из лучших, по моему мнению, и я хочу пожелать ей дальнейшего развития, больше участников и процветания»