Проекты

Разработка модели анализатора воздуха с бактерицидной рециркуляцией

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Наука для жизни» Открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Экология и природопользование»

Направление работы: Экология
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1231
Предметы: Экология
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» 2021 года

Актуальность

В эпоху массового распространения различных инфекций, в том числе COVID-19, возникла необходимость в создании прибора, который мог бы помочь следить за обстановкой в квартире и одновременно предотвратить распространение вируса. На основании анализа существующих приборов с аналогичной функцией, а также литературных источников была выявлена проблема – отсутствие автоматического управления работы рециркуляторов воздуха, что приводит к повышенному облучению жильцов.

Цель

Разработка модели анализатора воздуха с бактерицидной рециркуляцией.

Задачи

  1. Изучить теоретические материалы.
  2. Разработать электрическую схему СПМ.
  3. Спроектировать корпус СПМ.
  4. Подобрать все необходимые компоненты.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

  • Arduino Nano;
  • Реле 5 V – 220 10 А;
  • Датчик пыли GP2Y1014AU0F;
  • Экран LCD 1602 I2C;
  • Ардуино реле одноканальное;
  • Макетная плата для монтажа без пайки;
  • Резистор 100 ОМ;
  • Конденсатор 220 Мкф;
  • Кнопка;
  • УФ Лампа 15 Вт;
  • Корпус для рециркулятора;
  • Вентилятор;
  • Реле трехфазное;
  • Батарейка типа Крона;
  • Провод с переключателем и вилкой.

Используемое ПО:

  • 3D принтер;
  • Программа Arduino IDE;
  • Фрезерно-сверлильный станок ProtoMat;
  • Паяльник;
  • Программа «Компас 3D».

Описание

Модель проекта и электрическая схема устройства.

Для разработки модели анализатора воздуха с бактерицидной рециркуляцией были выбраны следующие критерии: универсальность, доступность ремонта, простота конструкции. Автор взял за основу электронную плата Arduino Nano за её многофункциональность, датчик был выбран за счёт наличия у него возможности обнаружения очень мелких взвешенных частиц, таких как бактерии и вирусы. Разработка схемы велась в программе Fritzing, затем на основе этой схемы была создана печатная плата. Далее работоспособность схемы была проверена на макетной плате и реализована на печатной плате.

Затем был написан код программы, который загрузили в схему с помощью ПК. Далее в Компас-3D был разработан корпус. В металлический корпус вмонтировали вентилятор, УФ Лампу и реле. Далее через однофазное реле к рециркулятору подключили датчик воздуха. При срабатывании датчика бактерицидный рециркулятор включается, после очистки воздуха – отключается. Для написания кода программы автор использовала программу Arduino IDE.

Разработанный прототип

Результаты работы/выводы

В результате проведенной работы был получен прототип устройства, способный снимать информацию с датчиков, выполнять ее анализ и по результатам отправлять сигналы на прибор очистки помещения.

Перспективы использования результатов работы

В дальнейшем при развитии этого проекта планируется доработка прототипа до полностью универсального работоспособного образца, имеющего полный функционал с возможностью настройки и управления прибором с экрана телефона.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА – Российский технологический университет»

Детский технопарк «Альтаир»