Красноярский край, с. Ирбейское МБОУ «Ирбейская средняя общеобразовательная школа № 1», 10 класс
РАЗРАБОТКА УМНОГО КОНТРОЛЛЕРА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ УЛИЧНЫМИ ГИРЛЯНДАМИ
Научный руководитель: Исалев Алексей Сергеевич, Красноярский край, с. Ирбейское, МБОУ Ирбейская СОШ № 1, учитель
Ит-14
Разработать, изготовить и апробировать доступный и функциональный умный контроллер для уличных гирлянд, обеспечивающий дистанционное управление и оптимизацию энергопотребления.
Провести анализ существующих аналогов и выявить их преимущества и недостатки.
На основе социологического опроса определить требуемый пользовательский функционал устройства.
Разработать схемотехническое и конструкторское решение контроллера.
Провести сравнительный анализ экономических показателей и оценить экологическую эффективность разработки.
Определить пути коммерциализации и дальнейшего развития проекта.
Проект посвящен созданию недорогого и функционального контроллера для оптимизации энергопотребления уличных гирлянд. Проблема нерационального использования электроэнергии в декоративном освещении сегодня стоит остро: устройства часто работают вхолостую всю ночь, а существующие средства автоматизации либо слишком дороги, либо неудобны в управлении и не защищены от влаги.
В ходе работы был проведен анализ аналогов и социологический опрос, на основе которых сформулированы требования к устройству: низкая стоимость, влагозащита, управление через популярный мессенджер и возможность работы по расписанию.
Результатом стала разработка и сборка опытного образца контроллера на базе Wi-Fi модуля ESP8266. Управление реализовано через Telegram-бота, что позволяет включать/выключать гирлянду, настраивать таймеры и получать статус с любого смартфона без установки дополнительных приложений. Устройство помещено в герметичный корпус, спроектированный в САПР Компас-3D и напечатанный из PETG-пластика на 3D-принтере, что гарантирует надежную работу в уличных условиях.
Себестоимость контроллера составила всего 351,5 руб., что значительно ниже рыночных аналогов. Расчеты показывают, что его применение для гирлянды мощностью 112 Вт позволяет экономить до 712,8 руб. в год на электроэнергии, сокращая при этом негативное воздействие на окружающую среду. Проект имеет четкие перспективы развития: от миниатюризации платы до организации мелкосерийного производства и поиска партнеров среди производителей светотехники.
В ходе проекта был создан действующий образец «умного» контроллера.
Основные результаты: 1.Разработанное устройство:
Позволяет управлять гирляндой удаленно через Telegram-бота (команды /on, /off, /status).
Работает по гибкому расписанию (два независимых таймера).
Помещено в влагозащищенный корпус, напечатанный на 3D-принтере, что делает его пригодным для улицы.
2.Экономическая эффективность:
Себестоимость устройства составила всего 351,5 руб., что в 2-10 раз дешевле магазинных аналогов.
Годовая экономия электроэнергии для гирлянды мощностью 112 Вт достигает 712,8 руб., обеспечивая окупаемость менее чем за 6 месяцев.
3.Экологическая эффективность:
Использование одного контроллера позволяет предотвратить выброс ~157 г загрязняющих веществ в атмосферу ежегодно, а также снижает образование отходов и загрязнение воды.
Проект имеет большой потенциал для доработки и внедрения. Основные направления развития:
1. Модернизация устройства:
Миниатюризация: переход на более компактные SMD-компоненты для уменьшения размеров и себестоимости (еще на ~50 руб.).
Расширение функционала: добавление датчиков освещенности (для автоматического включения по темноте) и температуры, с выводом данных в Telegram.
2. Коммерциализация и внедрение:
Мелкосерийное производство: организация сборки на заказ для локального рынка (школы, администрации села, жители района).
Партнерство с производителями: предложение производителям гирлянд (например, «Feron», «Beauty Led») интегрировать контроллер в свою продукцию.
Сотрудничество с энергосбытовыми компаниями: участие в программах по энергосбережению для предложения устройства населению.
Экономичность: Себестоимость 351 руб. и экономия 712 руб. в год.
Удобство: Управление через Telegram без лишних приложений.
Надежность: Влагозащищенный корпус для улицы.
Умное расписание: Два независимых таймера для гибкой настройки.
Экологичность: Снижение выбросов CO2 и других загрязнителей.
МГТУ им. Н.Э. Баумана,Учебно-лабораторный корпус, Рубцовская набережная, д. 2/18, холл 3 этажа
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 27 марта, 15:00 - 17:00 (Мск)
Место проведения выставки:
Расписание работы выставки:
Награждение:
22 марта, воскресенье 10:00 - 17:00 (Мск) - Оформление стендов 23 марта, понедельник 12:00 - 15:00 (Мск) - Работа выставки 24 марта, вторник 14:00 - 17:00 (Мск) - Работа выставки 25 марта, среда 14:00 - 17:00 (Мск) - Работа выставки
Хотите посетить Всероссийскую научно-технологическую выставку «Шаг в будущее»?
Выставка открыта для посетителей 24 марта, вторник, с 14:00 до 17:00, 25 марта, среда, с 14:00 до 17:00 в учебно-лабораторном корпусе МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Желающим необходимо прислать заявку на почту sitfp@bk.ru, указав список посетителей, их место работы или учебы. Точное время посещения будет определено организаторами. Экскурсии по выставке не проводятся.