Проекты

Космическая станция

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

Направление работы: Моделирование, Инженерия, Автоматика
Авторы работы: ГБПОУ ОК «Юго-Запад»
Предметы: Информатика
Классы: 2 курс СПО
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 18−20 апреля 2019 года

Цель

Создание действующего макета Космической станции с системой жизнеобеспечения, контроля и регулирования основных параметров.

Задачи

− Смоделировать аквапонную систему в условиях замкнутого пространства космической станции; провести эксперименты по выращиванию зелени в симбиозе с улитками; разработать рекомендации по применению аквапоники в условиях невесомости; создать систему фильтрации и аэрации воды в аквариуме, которая способна функционировать в условиях высокого атмосферного давления.

− Сделать систему поддержания оптимальной температуры внутри станции для создания условий, необходимых для функционирования аквапонной системы.

− Создать систему электропривода для воздействия на клапаны пневмобаллонна, которая способна функционировать в условиях высокого давления.

− Создать автономную систему электропитания.

− Создать систему освещения для обеспечения процессов фотосинтеза.

− Создать систему пневмопривода для воздействия на клапан баллона с газом.

− Создать систему регулирования состава атмосферы подачи пропана.

− Создать систему гидропривода.

Описание

Первым этапом создания макета космической станции было изготовление корпуса. Для этого было использовано оборудование ЦМИТ «Территория творчества». Предварительно разработав детали с помощью ПО «Blynk», были изготовлены детали корпуса на лазерном станке MSL-1290, в качестве материала использовано оргстекло 10 мм.

Далее были изготовлен аквариум

для аквапонной системы, установлены баллон для сжатого воздуха, система контроля и управления на основе Arduino, система электропривода для воздействия на клапаны пневмобаллонна и ёмкости с пропаном, датчики температуры, влажности и атмосферного давления.

На следующем этапе были проложены коммуникации, включающие кабели электропроводки и трубки системы аквапоники, установлены аккумуляторы, подключённые к системе.

Особенностью конструкции корпуса является купольная компоновка. Такая компоновка обеспечивает максимально удобный доступ ко всем системам, что упрощает их обслуживание, при этом обеспечивается достаточная герметичность, необходимая для функционирования систем станции.

В процессе изготовления изучались основы электротехники, пневматики и гидравлики, программирования на языке С++.

Результат

В ходе создания макета космической станции и установки систем жизнеобеспечения были получены следующие результаты: семена травы, посаженные в специальный отсек, проросли на 10 см при атмосферном давлении внутри станции, превышающем атмосферное давление на 10 %. В ходе обсуждения мы сочли результаты удовлетворительными и свидетельствующими о правильной работе всех систем космической станции, необходимых для выращивания растений.

Оснащение и оборудование

  • станок MSL – 1290;
  • сканер NextEngine 3D Scanner HD;
  • принтер PICASO 3D Designer;
  • D-принтер FORMLABS FORM 2.

Перспективы использования результатов работы

Создание учебного конструктора для дальнейшего использования в обучении школьников основам электроники, пневматики, гидравлики, программирования.

Награды/достижения

Международный конкурс детских инженерных команд в Санкт-Петербурге – победитель.

Сотрудничество с вузом при создании работы

ГБНОУ «Академия цифровых технологий».

Особое мнение

«Участие в конференции позволило нам получить высокую оценку экспертов за наш проект и принять решение о развитии данного направления»