Проекты

Универсальный модуль для космических исследований

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Информационные технологии, программирование, прикладная математика, социальный инжиниринг» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Космические технологии
Авторы работы: ГБОУ Школа Марьина Роща имени В.Ф. Орлова
Предметы: Информатика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 2020 года

Актуальность

Идея для проекта возникла во время посещения с классом выставки «Город образования» на ВДНХ. Стенд под названием «Аэрокосмическое образование» предлагал дорогостоящее оборудование для школ, которое позволяет ученикам изучать работу космических аппаратов. Появилась идея сделать что-то похожее, но более доступное, используя плату Arduino. Спустя какое-то время работы над проектом, было выяснено, что это может быть универсальный модуль. Его можно использовать не только в косметических целях, но и в других областях (экологических проектах, промышленности, управлении «умным» домом).

Цель

Разработать и собрать действующий многофункциональный модуль, способный передавать информацию с различных датчиков в Центр управления полётами. Модуль должен питаться от батареи с возможностью её подзарядки. Предусмотреть возможность подачи команд из Центра управления полётами на проектируемый модуль. Разработать центр управления полётами, который будет принимать сигнал с космического модуля, отображать в удобном виде и сохранять для дальнейшего анализа.

Задачи

  1. Ознакомиться со средой разработки приложения Microsoft Visual Studio.
  2. Разработать действующую программу для управления Arduino и датчиками.
  3. Разработать действующую программу для центра управления полётами.
  4. Собрать действующий модуль на базе Arduino c датчиками, модулем связи, батареей, отсеком для измерений и т. д.
  5. Протестировать действующий макет.
  6. Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

Оснащение и оборудование

  • Arduino Uno
  • Wi-Fi роутер
  • BME280
  • Дополнительный модуль с веб-сервером
  • Вентилятор
  • Заряжаемый аккумулятор

Описание

Автором были поставлены цели и задачи. Сначала было закуплено необходимое оборудование. На втором шаге написан код для центра управления полётами. На третьем шаге изучен код для программирования Arduino и освоены приёмы пайки деталей. Далее написан код для Arduino. На пятом шаге исследованы показания датчиков в различной среде. На шестом шаге собран рабочий прототип из имеющихся деталей, и выставлены обозначения. Цели и задачи, которые были поставлены в начале года, были выполнены.

Так выглядит экран монитора в центре управления

Результаты работы/выводы

Улучшены навыки программирования на языке С# в среде Microsoft Visual Studio, изучено программирование Arduino на языке С++, изучены приёмы пайки деталей.

Перспективы использования результатов работы

Возможность адаптировать проект для использования в промышленности, экологических проектах, системах безопасности. Подключить солнечную батарею, счётчик Гейгера, камеру, измерить время задержки команды на спутник, сделать модем с сим-картой для работы на Земле, дополнительные датчики (анализ состава атмосферы), сохранять данные в базе данных (например, Mongodb или InfluxDB).

Мнение автора

«Я считаю, что это перспективный проект, и те технологии(концепции), которые я использовала, могут применяться в разных отраслях. «Инженерный класс в московской школе» и конференция «Инженеры будущего» – это возможность для тех, кто хочет знать больше и уже сейчас участвовать в подобных проектах»