Проекты

Энергосберегающая система контроля и управления «Умный дом»

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Интеллектуальные робототехнические системы, беспилотные аппараты» среди работ учащихся 7−9 классов

Направление работы: Программирование
Авторы работы: МАОУ «Лицей экономический № 14» г. Ростова-на-Дону
Предметы: Информатика
Классы: 9 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 18−20 апреля 2019 года

Цель

Cоздание встроенной в модель дома автоматической системы контроля и управления на базе платы Arduino для среднего класса потребителей в целях дальнейшей её реализации.

Задачи

• Изучить рынок автоматизированных систем управления домами.

• Изучить возможности установки энергосберегающих источников питания в Ростовской области.

• Спроектировать модель «умного дома», создав аналог элементов автоматической системы контроля и управления.

• Написать программу в среде Аrduino ide для управления всеми элементами системы.

• Проанализировать работоспособность датчиков, сенсоров, светодиодов, мониторов.

Описание

В работе рассмотрена возможность создания гибридной автономной системы электроснабжения частного дома на основании энергии солнца (солнечные батареи) и ветра (ветрогенератор). Управление «умным домом» осуществляется с помощью написанной программы на языке С++. Обработка событий от датчиков расстояния, движения, освещённости, вибрации и газов производится в так называемых потоках (Threads) при вызове соответствующих функций, а события от датчика звука – по прерыванию.

Обработка событий от датчиков расстояния, движения, освещённости, вибрации и газов производится в так называемых потоках (Threads) при вызове соответствующих функций, а события от датчика звука – по прерыванию.

Перспективным направлением развития проекта автор считает возможность удалённого управления системами дома через SMS или Internet.

Результат

Результатом исследовательской работы стал макет «умного дома» с установленными в нём датчиками, сенсорами и механическими элементами, подключёнными к программно-аппаратной платформе Arduiono Mega 2560.

В макете реализована система управления освещением, охранная сигнализация, система контроля за концентрацией природного и угарного газов и система управления гаражными воротами.

В ходе подготовки и выполнения проекта были выполнены все поставленные задачи, и приобретён значительный опыт, который пригодится автору в освоении будущей профессии.

Оснащение и оборудование

Программно-аппаратная платформа Arduino Mega 2560.

на микроконтроллере ATmega2560.

Система освещения: реле, лампочки, светодиодные ленты; датчики освещённости, звука, движения.

Система охраны: кнопка, светодиод, пьезоэлемент, датчик вибрации, датчик размыкания.

Система доступа в гараж: сервомотор, вентилятор, датчик углекислого газа, ультразвуковой датчик.

Система контроля концентрации газов: датчик метана, датчик углекислого газа.

Язык программирования Arduino.

Перспективы использования результатов работы

Расширение функциональных возможностей блока управления и дополнение макета следующими системами:

  • мониторинга микроклимата в доме (измерения температуры и влажности), регулирования уровня отопления и кондиционирования;
  • контроля датчиков инженерных систем (датчика протечки воды, датчика огня и системы пожаротушения);
  • автоматического полива растений;
  • управления теле- и аудиоаппаратурой;
  • видеонаблюдения.

Перспективным направлением развития проекта автор считает возможность организации удалённого контроля и управления системами дома через SMS или Internet.

Награды/достижения

Московский городской конкурс проектов – призёр.

Конференция «Наука для жизни» − призёр.

Сотрудничество с вузом при создании работы

РТУ МИРЭА

Особое мнение

«По моему мнению, проблема многих существующих систем − в том, что их неудобно использовать, поэтому, я думаю, владельцы крупных компаний не устанавливают их у себя на предприятиях. Я считаю, что смог решить эту проблему, и «умное» освещение может стать популярнее в местах общего пользования»