Проекты

«Умная» крыша» с использованием альтернативных источников энергии и применением микроконтроллера ARDUINO IDE

Работа победителя открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Приборостроение, микроэлектроника и схемотехника» среди работ учащихся 7−9 классов

Направление работы: Программирование, Электроника, Механика, Микропроцессорная техника
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1315
Предметы: Физика, Информатика
Классы: 8 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 18−20 апреля 2019 года

Цель

Разработка автоматического механизма предотвращения наледи и снежного покрова на козырьках крыш домов и административных зданий с использованием альтернативных источников энергии.

Задачи:

  1. Исследовать особенности образования наледи.
  2. Рассчитать эффективность нагревательного кабеля и источника питания.
  3. Рассчитать эффективность использования ветрогенератора и солнечной батареи.
  4. Сконструировать модель «Умная» крыша».
  5. Разработать метеостанцию с функцией автоматического управления модели «Умная» крыша».
  6. Создать веб-сайт для дистанционного управления моделью «Умная» крыша».
  7. Провести испытания разработанной модели «Умная» крыша».

Описание

Ежегодно из-за образования наледи на крышах жилых домов и административных зданий травмируются и гибнут люди. Очень актуально обезопасить жителей городов и населённых пунктов от наледи на козырьках крышах домов и административных зданий.

В результате разработанного проекта на козырьках крыш не будут образовываться наледи (сосульки) и накапливаться глыбы снега – не придётся в зимнее время проводить работы на крышах домов по сбросу снега и сосулек с козырьков крыш.

Все датчики и электронные устройства были подключены строго по правилам схемотехники. Работоспособность датчиков и схемы соединения проходили исследования в среде Autodesk Tinkercad Circuits.

Оснащение и оборудование, использованное в работе:

− Электронные компоненты (микроконтроллеры, датчики, сервоприводы, индикаторы, солнечная батарея, ветрогенератор, аккумулятор);

− Программные компоненты (Autodesk Tinkercad проектирование 3-D и электроники, Fritzing-программа для разработки печатной платы);

− Паяльное оборудование, электроинтструменты, расходные материалы.

Результаты

Авторы проекта спроектировали специальную конструкцию, которая должна размещаться на крышах домов и административных зданий. С помощью автономной метеостанции и веб-приложения она исключит образование наледи и снежного покрова на козырьках крыш домов и административных зданий с управлением в ручном и автоматическом режимах.

В результате разработанного проекта на козырьках крыш не будут образовываться наледи (сосульки) и накапливаться глыбы снега – не придётся в зимнее время проводить работы на крышах домов по сбросу снега и сосулек с козырьков крыш. Использование альтернативных источников энергии для экономии основной энергии потребителей, автоматическое и дистанционное управление с помощью микроконтроллера Arduino и сброс снега с козырьков крыш в автоматическом и ручном режимах.

Выводы

Разработанный автоматический механизм предотвращения наледи и снежного покрова на козырьках крыш домов и административных зданий обезопасит жителей городов и населённых пунктов от ручного, самопроизвольного сброса снега и сосулек с кровель крыш и создаст жителям все условия комфортно себя чувствовать вблизи жилых домов и административных зданий.

Перспективы развития

Авторы планируют получение патента, выпуск промышленного образца и ввод модели в эксплуатацию.

Сотрудничество

ГАПОУ Колледж предпринимательства № 11.

Награды/достижения

Межрайонная конференция «Sao-3», секция «Приборостроение, робототехника» – призёр.

Московский городской конкурс исследовательских и проектных работ 2019 года, третий этап, инженерное направление, секция «Умный город» − участник.

Особое мнение

«Участие в проекте «Инженерный класс в московской школе» даёт много перспектив и возможностей школьникам для поиска и воплощения своих идей, а конференция «Инженеры будущего» мотивирует на их реализацию с целью показать что-то новое, необычное, что создано своими руками»