Проекты

Умный дом: новейшие технологии для реальной жизни

Работа победителя Городской открытой научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Приборостроение, робототехника, микроэлектроника, радиоэлектроника» среди учащихся 10–11 инженерных классов

Направление работы: Моделирование, Приборостроение
Авторы работы: ГБОУ Лицей № 1524
Предметы: Информатика
Классы: 11 класс
Мероприятия: Городская открытая научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 10–11 апреля 2017 года

Описание

«Главными критериями в моем проекте стали удобство использования и дешевизна, по сравнению с готовыми аналогами. Также хочу сделать проект с возможностью доработки и усовершенствования. Почитав соответствующую литературу в интернете, я понял, что существуют микроконтроллеры – микросхемы, работу которых можно запрограммировать заранее. Проанализировав много микроконтроллеров, я решил взять за основу микросхему ATmega2560, разработанную компанией Atmel. О ней много информации в интернете, и мне не составило труда научиться её программировать. Я использовал Arduino Mega, плату на основе ATmega2560 с дополнительной «обвязкой». Она имеет все необходимое для легкого подключения периферии и для отладки. Для уменьшения стоимости все компоненты были закуплены через интернет-магазины. Первым делом я решил собрать все модули отдельно и проверить их работоспособность. После этого я спроектировал модель и приступил к изготовлению. Первой трудностью для меня стало изготовление платы, которая бы коммутировала все модули и обеспечивала стабилизированное питание, но на удивление получилось собрать плату малых размеров и удобную для соединения. Следующим этапом стало изготовление корпуса и размещение всех модулей. Корпус был изготовлен из фанеры в школьном кабинете труда. И самым сложным этапом стало написание прошивки для микроконтроллера и разработка приложения для телефона. На это ушла большая часть времени. Но в результате получилось заставить стабильно работать "Умный дом", а также реализовать все задуманные функции», – говорит автор работы.

Цель

Создание модели "Умный дом", в которой автоматизированы основные функции жизнеобеспечения и реализована автономная система обеспечения электричеством.

Задачи

1. Реализация автоматизированных функций жизнеобеспечению: управление светом, система идентификации владельца, система управления температурой.
2. Наличие автономной системы обеспечения электричеством.
3. Простота реализации, низкая стоимость по сравнению с аналогами.
4. Возможность масштабирования и создания реального "Умного дома" на основе разрабатываемой модели.

Результаты

Результатом работы стала завершенная инженерно-техническая разработка (модель) "Умный дом", в которой были реализованы поставленные в работе задачи: управление светом, климат-контроль, система идентификации владельца, автономное обеспечение электричеством (солнечные батареи).

Работа была представлена:

инженерный квест «Создаем будущее» (НИЯУ МИФИ) (26.10.2016) – победитель секции «Конструирование и проектирование»;
региональный этап всероссийской олимпиады школьников по технологии (2016-2017 учебный год) – призёр;
всероссийский конкурс научных работ школьников «Юниор» (3-5.02.2017) – участник финального этапа;
научно-практическая конференция «Дети – творцы 21 века» (25.04.2017) – диплом первой степени в секции «Информатика и управление».

Перспективы развития результатов работы

В дальнейшем планируется изготовить печатную плату и компактно разместить на ней все рабочие модули, а также спроектировать и изготовить корпус для получения законченного продукта.

Особое мнение

Конференция «Инженеры будущего» вызвала только положительные эмоции. Очень понравилось обилие компетентных зрителей, которые давали полезные советы, а также была возможность посмотреть другие работы и пообщаться с авторами.