Проекты

Умный увлажнитель воздуха

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

Направление работы: Моделирование, Прототипирование
Авторы работы: ГБОУ Бауманская инженерная школа № 1580
Предметы: Физика, Биология, Информатика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 18−20 апреля 2019 года

Цель

Создать устройство, которое будет поддерживать оптимальную влажность.

Задачи

1. Придумать и визуализировать дизайн и работу устройства.

2. Определиться с электронными компонентами.

3. Спроектировать все детали для последующей печати на 3D-принтере.

4. Написать программное обеспечение, которое будет управлять всеми частями данного устройства.

5. Собрать устройство.

Описание

Следить за качеством воздуха очень важно в нашей полосе.

Сухой воздух приводит к ухудшению зрения, ослаблению иммунитета и увеличению вероятности заболеваний.

Для решения поставленных задач понадобятся следующие устройства:

  • Кварцевая лампа служит для обеззараживания воздуха. Она помещена внутрь корпуса, и её свет не проникает за его пределы, чтобы не наносить вред глазам, а также программно установлено время её работы.
  • Ультразвуковой испаритель воды, который посредством колебания мембраны с высокой частотой превращает воду в холодный пар, который будет обеспечивать влажный воздух.
  • Ещё понадобится два датчика, которые будут корректировать работу испарителя для поддержания заданной влажности.

Было проведено несколько экспериментов, которые показали:

-  устройство способно задерживать пыль. Через 30 минут работы в баке стали видны частички пыли, вода стала более тёмной;

-  устройство действительно поддерживает влажность. Подключив наше устройство к компьютеру, авторы записывали значения влажности в комнате, через 10 минут устройство достигло заданной влажности и выключилось, далее оно включалось и выключалось, поддерживая влажность на одном значении. Из анализа данных стало ясно, что отклонение от заданной влажности 1−2 %.

У устройства четыре режима работы.

1. В ночном режиме работает только вентилятор, который гоняет воздух через воду, идёт процесс очистки воздуха от пыли.

2. В офисном режиме поддерживается отношение температуры к влажности 0,53, при обычной температуре влажность должна быть примерно 60 %.

3. В режиме для детей поддерживается отношение 0,4, это примерно 53 %.

4. В пользовательском режиме человек может настраивать влажность и скорость вращения вентилятора сам, через телефон, например, увлажнитель может быть использован в промышленности, там, где необходимо выставить нужную влажность.

Результат

В результате работы у авторов получилось устройство, которое она спроектировали.

Оснащение и оборудование

  1. Компьютер
  2. Кварцевая лампа
  3. Ультразвуковой испаритель
  4. Датчики
  5. Платформа Arduino

Перспективы использования результатов работы

В дальнейшем необходимо встроить в бак ионизатор воздуха, чтобы можно было менять его качество. Требуется отладка работы увлажнителя.

Особое мнение

«Мы считаем, что наш проект актуален, так как происходит развитие промышленности, что ведёт к загрязнению воздуха, поэтому его необходимо очищать и увлажнять»