Проекты

«Умная» система пневмоочистки IT-устройств

Работа победителя открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Инновации умного города. Умная школа» среди работ учащихся 7−9 классов

Направление работы: Промышленная инженерия
Авторы работы: ГБОУ Школа № 508
Предметы: Физика, Информатика
Классы: 8 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 2020 года

Актуальность

В современном мире у каждого в доме есть компьютерная техника. Это могут быть персональные компьютеры или даже майнинговые фермы. Эти устройства чувствительны к пыли. Запылённость приводит к перегреванию IT-устройств и сбоям в работе или даже к их поломке. В условиях домашнего хозяйства невозможно создать микроклимат в квартире, полностью свободный от пыли, поэтому необходимы технические средства для контроля концентрации пыли в воздухе и уровня пыли внутри IT-устройства, а также приспособления для их очистки. Майнинговые фермы, например, необходимо чистить 1–2 раза в месяц.

Для возможности удобной и качественной очистки внутренностей системного блока и майнинговой фермы необходимо создать пылесос-воздуходув, который позволит в автоматическом режиме осуществлять продув системного блока и одновременно собирать разлетающуюся пыль, а не распылять её во все стороны. Актуальность обусловлена отсутствием таких устройств на рынке бытовой техники.

Отсутствуют также мини-воздуходувки, встроенные в системный блок компьютера, которые в автоматическом режиме включаются в нужное время и осуществляют автоматический продув самых важных устройств компьютера, что продлевает период стабильной работы между полноценными чистками всего системного блока. К тому же отсутствует системный комплексный подход к контролю и поддержанию комфортных условий для работы вычислительной техники в домашних условиях.

Цель

Разработать систему детектирования и оповещения о запылённости воздуха домашнего помещения и внутренностей IT-устройств, а также действующие пылесос-воздуходув для полноценной и аккуратной очистки этих устройств и автоматическую мини-воздуходувку, встраиваемую внутрь IT-устройств.

Задачи

1. Изучить датчики пыли и схемы их подключения.

2. Разработать и собрать необходимые схемы подключения датчиков пыли.

3. Написать соответствующие программные коды.

4. Изучить устройство существующих пылесосов.

5. Разработать конструкцию действующего пылесоса-воздуходува.

6. Создать 3D-модель пылесоса-воздуходува.

7. Распечатать модель на 3D-принтере.

8. Собрать действующий пылесос-воздуходув.

9. Разработать и собрать схему подключения датчика тока для контроля переполнения пылесборника пылесоса-воздуходува, написать необходимый программный код.

10. Создать 3D-модель автоматической мини-воздуходувки для вентилятора процессора.

11. Распечатать модель минивоздуходувки на 3D-принтере.

12. Разработать и собрать схему подключения датчика выключения компьютера, который позволит в автоматическом режиме включать на некоторое время мини-воздуходувку после завершения сеанса работы компьютера, написать необходимый программный код.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • принтер «Picaso 3D Designer»
  • принтер «PRINTBOX3D 270 DUAL PRO»
  • Конструктор Arduino
  • Компьютер
  • Смартфон

Описание

Авторы разработали и собрали датчик уровня пыли в воздухе в помещении IT-устройства, а также разработали и установили в корпусе системного блока компьютера датчик пыли, отправляющий sms-сообщения на смартфон о чрезмерном запылении IT-устройства и необходимости его срочной очистки.

Был разработан уникальный пылесос-воздуходув для качественной очистки внутренностей компьютера и датчик полного заполнения пылью пылесборника пылесоса-воздуходува. Датчик подаёт световой сигнал, когда необходимо приостановить уборку и почистить пылесборник.

Ещё одно новое техническое решение авторов – автоматический продув вентилятора процессора после завершения сеанса работы при помощи мини-воздуходувки, включаемой датчиком на основе силового ключа.

Конструирование происходило в программе 3ds max методом полигонального моделирования. Для 3D-печати использовались программы Polygon и Slic3r. Скетчи писались в среде разработки Arduino.

Результаты работы/выводы

В итоге разработана система очистки IT-устройств, которая включает в себя:

1. Датчик уровня пыли в воздухе в помещении IT-устройства, который сигнализирует о превышении порогового значения содержания пыли (как известно, системные блоки посредством своих вентиляторов охлаждения всасывают в себя пыль из воздуха помещения) и необходимости очистки помещения.

2. Датчик пыли, расположенный в системном блоке (или внутри майнинговой фермы), который измеряет уровень запылённости внутри системного блока и в случае превышения порогового значения отправляет sms-сообщение владельцу IT-устройства о необходимости вскрытия корпуса и его срочной очистки.

3. Уникальную авторскую конструкцию пылесоса-воздуходува, аналогов которого нет на современном рынке, отличительной особенностью которого является качественная и аккуратная очистка в труднодоступных местах системного блока или майнинговой фермы при малой мощности.

4. Датчик переполнения пылесборника пылесоса-воздуходува (авторское техническое решение).

5. Автоматический продув вентилятора процессора после завершения сеанса работы при помощи мини-воздуходувки, включаемой датчиком на основе силового ключа (авторское техническое решение).

Предлагаемая система осуществляет комплексный подход к вопросу контроля запылённости и очистки от пыли вычислительной техники, находящейся в городской квартире.

Перспективы использования результатов работы

Результаты могут быть использованы в промышленной инженерии для создания систем борьбы с запылённостью помещений и IT-устройств.

Награды/достижения

Московский городской конкурс исследовательских и проектных работ обучающихся «МГК 2020» – победитель.