Проекты

Разработка прототипа серийной модели светоуправляемой колесной платформы

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Приборостроение, микроэлектроника и схемотехника» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Инженерия
Авторы работы: ГБОУ Школа № 179
Предметы: Физика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 2020 года

Актуальность

При наборе в младшие инженерные классы требуется максимально полно определить характер учащихся и модель их поведения. Испытуемых приходится искусственно погружать в различные игровые ситуации с особыми методами и свойствами. Одной из таких ситуаций является игра-соревнование, когда участникам предлагается управлять колёсной настольной моделью в лабиринте. В отличие от привычных радиоуправляемых моделей, здесь важно применить нестандартный алгоритм движения и управления. Такой моделью является конечная цель этого проекта – управляемая лазером колёсная платформа, где луч лазера меняет направление пары передних колёс, если посветить в одну мишень, а если посветить в другую, то начнётся вращение передней пары колёс и, следовательно, движение всей платформы.

Цели

Разработать прототип серийной модели четырёхколёсной платформы малых габаритов, где поворот передней колёсной пары и движение осуществлялось бы при помощи лазерной указки.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Паяльник

  • Сверлильный станок

  • Лазерный гравер

Описание

Автор разделил предстоящую работу на 2 фундаментальных блока: «Электроника» и «Механика».

В «Механике» требовалось разработать схему расположения моторов вращения колёс и поворота, а также продумать способ передачи их вращения и создать по этой схеме макет.

В «Электронике» требовалось создать управляющую плату, при свечении на которую лазером начинали бы работать моторы. Также нужно было продумать способ питания и средства защиты.

Работая над блоком «Механика», автор использовал следующий метод работы. Сначала он рисовал эскиз расположения моторов, продумывал на бумаге возможные варианты, а потом пытался создавать по эскизу макет. На макете искал недочёты конструкции и исправлял их, пока не дошёл до конечной версии.

Работая над блоком «Электроника», автор применил следующий подход: разрабатывая управляющую схему, он выбрал несколько подходящих электронных схем, затем собрал их на макетной схеме, чтобы выбрать наиболее подходящую для прототипа.

Способ питания был автором выбран аккумуляторный, так как батарейки не подходят ввиду высокого энергопотребления моторов. В процессе выполнения работы автор столкнулся с такими проблемами, как вопрос зарядки аккумулятора (была поставлена зарядная плата), опасность короткого замыкания (предохранитель), непостоянство выдаваемого напряжения (DC/DC преобразователь) и др.

Результаты работы/выводы

В результате работы над проектом был создан работающий прототип, отвечающий поставленной цели и техническому заданию.

Перспективы использования результатов работы

В перспективе с помощью проекта можно проводить обучающие и развивающие игры.