Проекты

Велосипедный поворотник

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Электроника и приборостроение»

Направление работы: Микроэлектроника
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1329
Предметы: Физика, Информатика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» 2021 года

Актуальность

При катании на велосипедных дорожках часто случаются аварии и столкновения, причём движение на таких дорожках аналогично автомобильному. Зачастую такие ситуации приводят к травмам и конфликтам. Особенно это актуально для тёмного времени суток, когда видимость ухудшается, и контролировать движение затруднительно.

Поворотные указатели будут полезны всем, кто катается на велосипеде, так как это необходимая для оживлённых дорожек мера, служащая повышению безопасности.

Проект нацелен на предотвращение аварийных ситуаций, происходящих с участием велосипедистов.

Цель

Создание универсальных велосипедных указателей, способных улучшить аварийную ситуацию с участием велосипедистов на велосипедных дорожках и автомобильных дорогах.

Задачи

  1. Подбор необходимых компонентов.
  2. Разработка электрической схемы устройства.
  3. Проектирование 3D-моделей устройства.
  4. Написание программного кода для Arduino и разработка приложения для контроля.
  5. Сборка электрической схемы на макетной плате и отладка.
  6. Печать 3D-моделей.

 Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

– Плата Arduino Nano

– LED-панель 32х8 MAX7219

– Bluetooth-модуль HC-05

– Li-ion аккумулятор 1100mAh

– Джойстик KY-023

– Повышающий DC-DC модуль MT3608

– Плата заряда аккумулятора TP4056

– Ползунковый переключатель

– Монтажные провода

– Паяльная станция

– 3D-принтер Makerbot, филамент

– Радиокомпоненты

Описание

Проектирование схемы производилось в программе «Fritzing». Данная программа позволяет представлять схему наглядно, что облегчает последующий монтаж радиокомпонентов. Код программы был написан в «Arduino IDE». В коде были использованы стандартные библиотеки для Bluetooth и LED-матрицы.

В программе «КОМПАС-3D» изначально создавались 3D-модели компонентов по подобию оригинальных деталей. Затем – детали корпуса LED-матрицы и крепления. После этого детали были объединены в «Сборку». Также была спроектирована 3D-модель универсального крепления для джойстика и телефона.

Сборка устройства проводилась следующим образом: сначала был собран прототип на печатной плате, затем распечатаны 3D-модели, впоследствии соединённые с компонентами.

Принцип работы

Bluetooth-модуль, соединённый с Arduino Nano, принимает сигнал с телефона, а затем Arduino выводит стрелки направления поворота на LED-панель. Альтернативный способ контроля панели — джойстик, поворот которого в соответствующем направлении будет подавать сигнал на Bluetooth-модуль и выводить нужные стрелки на панель.

Результаты работы/выводы

Устройство собрано на макетной плате и отображает направление поворота. Это устройство сделает движение на велосипедных дорожках более безопасным: понизит вероятность столкновений и последующих травм/конфликтов. В будущем можно модернизировать устройство таким образом, чтобы оно выводило какой-либо текст на панель.

Перспективы использования результатов работы

Бегущая строка, на которой основан проект, сама по себе может быть использована во многих направлениях. Что касается самого поворотного указателя, можно, например, добавить функцию вывода текста, если необходимо передать какое-либо сообщение участникам движения. Также можно обеспечить зарядку и питание с помощью солнечных батарей вместо аккумулятора.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

Детский технопарк «Альтаир» РТУ МИРЭА