Проекты
×

Предупреждение

JUser: :_load: Не удалось загрузить пользователя с ID: 733

Устройство борьбы с засыпанием водителей «Антисон» в процессе вождения

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Машиностроение, транспорт» среди работ учащихся 7–9 классов

Направление работы: Моделирование, Прототипирование
Авторы работы: ГБОУ Школа № 2103
Предметы: Физика, Математика, Биология, Информатика
Классы: 7 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 18−20 апреля 2019 года

Цель

Разработать устройство с предупреждающим сигналом, который помешает водителю заснуть.

Задачи

  • Исследовать проблему засыпания водителя.
  • Изучить существующие устройства, направленные на решение проблемы.
  • Разработать принцип работы нового устройства.
  • Обозначить и найти ресурсы для создания прототипа.
  • Рассчитать экономические показатели затрат на устройство.
  • Собрать и запрограммировать устройство.
  • Протестировать и настроить устройство.
  • Апробировать демонстрационную модель.
  • Опросить водителей о предполагаемой эффективности устройства.

Описание

В результате проведения круглого стола командой разработчиков было сформулировано предположение, что гидравлическая система выступит основой действия нашего устройства. А работать оно будет следующим образом: на руль водителя надевается замкнутая резиновая трубка с мембраной, которая размыкает контакты. Мембрана и положение контактов с помощью регулировочного винта настраиваются на необходимый уровень. Водитель сжимает трубку
и жидкость внутри неё, и, поскольку по закону Паскаля давление внутри трубки везде будет передаваться одинаковое, то мембрана будет выгибаться, и неважно, где водитель держится за руль.

У водителя при такой работе устройства будет возможность перехватываться и контролировать ситуацию на дороге. При этом
на отсутствие давления мембрана реагирует практически мгновенно, что говорит о надёжности устройства. И при отсутствии давления (водитель засыпает и расслабляет руки) контакты замыкаются, и издаётся звуковой сигнал.

Конструкция обладает следующими элементами:

  • Блок питания (9 В).
  • Динамик (пьезоэлемент из игрушечного телефона).
  • Мембрана-ключ.
  • Контроллер, генерирующий импульсы на динамик.
  • Кнопка включения устройства.

Принцип работы устройства довольно прост. На динамик генерируются импульсы, которые потом он преобразует в звуковые колебания. Это можно услышать только тогда, когда водитель ослабит руки, и мембрана будет не так сильно прогибаться, что приведёт к замыканию контактов.
При этом регулировать зазор можно с помощью винта. А масло/воду в трубку доливать с помощью клапана.
Питание можно подвести от автомобиля через скользящие контакты.
При этом система оказалась достаточно надёжной. Спустя 4 суток потерь давления в трубке практически не было.

Результат

Был создан прототип устройства, которое при полноценном использовании поможет не засыпать водителю и уменьшит количество аварий по причине засыпания. При этом оно доказало начальный уровень надёжности, работая около 5 суток без изменений, заметных невооружённым взглядом. И если продолжить работать над подобным типом устройства, то можно сделать дополнительную опцию, которая обезопасит водителей не только легковых автомобилей, но и автобусов и тягачей.

Оснащение и оборудование

  • Блок питания (9 В)
  • Динамик (пьезоэлемент из игрушечного телефона)
  • Мембрана-ключ
  • Контроллер, генерирующий импульсы на динамик
  • Кнопка включения устройства
  • Фанера
  • Лабораторный набор «Термодинамика»

Перспективы использования результатов работы

  • Проигрывание мелодии на динамике возможно с помощью «жёсткой» логики. С одной стороны, это упростит конструкцию, но исключит возможности подключения новых датчиков, так как придётся отказаться от Arduino3.
  • Необходимо детально изучить возможность использовать не гидравлическую систему, а электрическую, основанную на изменении ёмкости тела. Тем самым, получится «сенсорный руль», и давление рук можно не учитывать.
  • Также хотелось бы плотнее взаимодействовать с автопарками и автопроизводителями и узнать мнение профессиональных водителей и конструкторов о нашем проекте.

Награды/достижения

Конкурс проектов и прикладных исследований школьников на основе реальных задач работодателей «Школа реальных дел» − 1-е место.

Особое мнение

«Очень интересная конференция, приходится много работать, чтобы конкурировать»