Проекты

Программно-аппаратный комплекс автоматизации открывания дверей

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Информационные технологии. Программирование. Кибернетика»

Направление работы: Инженерия
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1770
Предметы: Информатика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» 2021 года

Актуальность

Тема представляет особую актуальность, так как автоматизированная система для двери обезопасит пользователей от вирусов и бактерий, которые остаются на ручках двери, исключит проблему открытых по забывчивости дверей, внесёт комфорт и уют в доме. Несмотря на кризис, связанный с COVID-19, продажи устройств умного дома продолжат расти.

Цель

Автоматизировать процесс открывания дверей посредством разработки программно-аппаратного комплекса.

Задачи

  1. Изучить теоретические основы проектирования и разработку программно-аппаратных комплексов на базе микроконтроллера Arduino и получить навыки разработки 3D-моделей.
  2. Провести обзор и анализ предметной области.
  3. Спроектировать и разработать аппаратную подсистему программно-аппаратного комплекса.
  4. Спроектировать и разработать программное обеспечение для программно-аппаратного комплекса.
  5. Произвести 3D-моделирование и прототипирование макета программного-аппаратного комплекса.
  6. Произвести тестирование и интеграцию всех подсистем программно-аппаратного комплекса в качестве единого продукта.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Плата ARDUINO Uno
  • Сервопривод FeeTech
  • Пьезоизлучатель HPM14A
  • Встраиваемый блок питания 12B 2100
  • Цветные адресуемые светодиодные модули WS2811– Понижающий преобразователь питания Arduino 7-15-5
  • Ультразвуковой дальномер HC-SR04

Описание

Автоматизированная система двери работает следующим способом: как только включается питание, дальномеры с обеих сторон начинают работать. Если внутри комнаты есть движения, то включается светодиодная подсветка. Если в комнате никого нет и снаружи дальномер уловил движение в радиусе 1.5 метра, то дверь открывается, включается светодиодная подсветка комнаты, добавляется +1 человек. Выход из комнаты осуществляется подобным способом и кол-во людей уменьшается на 1. Светодиодная подсветка выключается только в том случае, когда в комнате никого нет.

Результаты работы/выводы

В ходе проектных и конструкторских работ получена работоспособная автоматизированная система открывания двери, оснащённая сервоприводами, которые предназначены для открытия и закрытия двери, дальномерами, которые определяют, на каком расстоянии находится тело, пьезоизлучателем и светодиодной лентой, предназначенными для оповещения звуком при открытии двери и подсветки комнаты соответственно. Также было выполнено моделирование комнаты с этой системой в 3D’S MAX. Система может использоваться людьми в повседневной жизни.

Перспективы использования результатов работы

Добавлять новые датчики и усовершенствовать систему.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

НИУ ВШЭ