Проекты

Создание прототипа «умного» аквариума

Работа призёров открытой городской научно-практической конференции «Старт в медицину» в секции «Зоология»

Направление работы: Зоология
Авторы работы: ГБОУ Школа «Кузьминки»
Предметы: Биология, Информатика, Робототехника
Классы: 9 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Старт в медицину», 11–13 апреля 2019 года

Цель

Создание прототипа «умного» аквариума на базе ArduinoUno.

Описание

Каждый вид рыбок должен существовать в привычной среде. Поэтому выбор температурного режима будет зависеть от вида рыбки. Для своего аквариума авторы выбрали рыбку гуппи. Это достаточно неприхотливая рыбка, хотя очень чувствительна к кислотности воды. Для этого вида рыб характерна зависимость рождаемости самок или самцов от температуры воды. Поэтому контроль температуры в аквариуме становится важной задачей. Для этих рыбок разброс температур составляет от 18 °С до 30 °С. Для рождения самцов необходима температура 24 °С. Для этого вида рыб важна кислотность воды, которая может изменяться из-за результатов жизнедеятельности самих обитателей аквариума. Также на уровень pH могут влиять остатки корма и освещённость аквариума.

Задачи

1. Определить материально-техническую базу для создания «умного» аквариума.

2. Разработать схему сборки устройства, способ подключения датчиков.

3. Собрать устройство и запрограммировать датчики.

4. Провести апробацию собранного устройства.

Для контроля температуры и уровня pH использовали специальные датчики. После сборки устройства необходимо было осуществить его связь с пользователем. Для этого подключили к Arduino Wi-Fi модуль на основе микроконтроллера ESP8266. Отличительными особенностями этого модуля являются отсутствие пользовательской энергозависимой памяти на кристалле, наличие встроенного преобразователя напряжения 3,3В, наличие 4Мб флеш-памяти, встроенные кнопки для перепрошивки и перезагрузки, все порты выведены на гребёнки, что упрощает подключение к макетной плате.

Для связи аквариума с пользователем было решено отправлять сообщение на почту. В результате работы на почту пользователя будет приходить ежедневное письмо с напоминанием покормить рыбок (в теле письма будут актуальные данные с датчиков), а также экстренное письмо, если температура или pH выйдут из указанного диапазона.

Для апробации устройства авторы подключили его к облачному сервису dweet.io, который позволяет отслеживать состояние аквариума в любой момент времени онлайн.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

  • Плата с собственным процессором и памятью ArduinoUno
  • Герметичный датчик температуры DS18B20
  • Датчик кислотности жидкости
  • Беспроводной модуль Wi-Fi на базе микроконтроллера ESP8266
  • Сервис IFTTT – IFThisThenThat.
  • Облачный сервис dweet.io

Результаты

Было собрано устройство на базе микроконтроллера Arduino, программирование на языке С++.

Созданный прототип устройства «умный» аквариум позволит даже неподготовленным людям в ритме большого города следить за комфортным существованием своих питомцев.

Перспективы использования результатов работы

Полученные результаты возможно использовать для создания комфортной жизни питомцев. В дальнейшем планируется оснастить аквариум датчиком, определяющим степень загрязнения воды, уровень кислорода, а также сконструировать устройство дистанционного кормления и долива воды, включения и выключения обогревателя, чтобы даже находясь на большом расстоянии от дома и не имея возможности ухаживать за питомцами ежедневно, человек мог не беспокоиться за жизнь и здоровье своих аквариумных жителей.

Награды/достижения

Московский городской конкурс исследовательских и проектных работ обучающихся 2018/2019 – призёр