Проекты

Создание Портативного Автоматического Бесконтактного Измерителя Температуры (ПАБИТ-20)

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «IT в медицине, биомедицинские технологии, медицинское приборостроение, бионика» среди работ учащихся 10–11 классов

Направление работы: Инженеры
Авторы работы: ГБОУ Школа № 138
Предметы: Биология, Химия, Информатика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» 2021 года

Актуальность

Проект особенно актуален в связи со сложившейся эпидемиологической ситуацией по COVID-19, но также ПАБИТ-20 не потеряет своей актуальности в любой другой период времени, т. к. существует достаточно много инфекционных заболеваний, характеризующихся повышением температуры тела человека (грипп, ОРВИ и др.)

В связи с этим мы озаботились проблемой изучения существующих устройств и создания своего прибора, который может быть использован в нашей школе для установки на входе, чтобы оптимизировать процесс измерения температуры тела учеников, учителей и других посетителей.

Цель

Создание прибора для выявления повышенной температуры тела посетителей с целью недопущения их в различные учреждения и организации.

Задачи

  1. Разработка эскиза прибора для бесконтактного измерения температуры тела.
  2. Составление спецификации и заказ комплектующих устройств.
  3. Написание программы на платформе Arduino для работы устройства.
  4. Сборка прибора и проведение натурных испытаний для выявления зависимости температуры от расположения различных участков тела человека.
  5. Получение разрешения администрации школы на внедрение устройства в пропускную систему.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Ртутный термометр, медицинский пирометр
  • Паяльник, клеевой пистолет, электролобзик, дрель

Компоненты прибора:

  • Модуль Arduino Nano
  • Инфракрасный датчик температуры MLX90614ESF-DCI
  • Инфракрасный модуль датчика препятствий KY-032 (в процессе испытаний установлен взамен двухкомпонентного модуля пересечения)
  • Модуль OLED-дисплея 0,96 дюйма
  • Звуковой модуль (пассивный)
  • Светодиодный модуль RGB
  • Аккумуляторный модуль на основе двух аккумуляторов типа 18650

Описание

Автор изучил тему измерения температуры тела человека, выбрал оптимальную точку на теле и подходящий принцип измерения температуры для быстрой работы прибора.

Для реализации проекта выбран термометр на основе измерения инфракрасного излучения, исходящего от объекта. Данный вид термометров позволяет бесконтактно и быстро измерять температуру объекта.

Затем автором был разработан эскиз прибора, выбраны и заказаны комплектующие.

Автор написал программу для взаимодействия компонентов прибора. Были проведены испытания собранной схемы с загруженной программой. Далее автором был изготовлен корпус устройства и произведена установка внутренних компонентов. После этого проведена вторая серия испытаний для заключительной проверки работоспособности устройства.

В ходе нашего проекта был создан Портативный Автоматический Бесконтактный Измеритель Температуры (ПАБИТ-20). Тем самым была доказана возможность бесконтактного измерения температуры тела человека без привлечения к процессу ответственного лица (оператора). Это главное преимущество созданного продукта перед используемыми в школе ручными пирометрами.

Результаты работы/выводы

По результатам проведённых исследований можно сделать следующие выводы.

  1. Точка для измерения температуры на теле человека выбрана правильно, так как замеры в этом месте показывают, как правило, довольно стабильные результаты.
  2. В случае если запястье закрыто рукавом, прибор определяет результаты замеров как некорректные.
  3. Значения температуры являются более достоверными при нахождении человека в помещении не менее 15 минут.

Перспективы использования результатов работы

Внедрение прибора в пропускную систему школы. В перспективе мы планируем дооснастить ПАБИТ-20 ограждающим устройством типа шлагбаум, что позволит препятствовать проходу больных несознательных посетителей в учреждение.