Иван Архипенок
Ханты-Мансийский автономный округ-Югра, г. Сургут
МБОУ «Сургутский естественно-научный лицей», 5 класс
ЭКОМЕТР
12
Научные руководители:
Масловская Татьяна Андреевна, ХМАО-Югра, г. Сургут, МБОУ «Сургутский естественно-научный лицей», учитель начальных классов;
Привалова Наталья Ильинична, ХМАО-Югра, г. Сургут, МБОУ «Сургутский естественно-научный лицей», учитель русского языка и литературы
Актуальность
Современные люди проводят в помещениях большую часть времени. Для того чтобы человек оставался здоровым, климат в этих помещениях должен быть благоприятным для любого вида деятельности и отдыха.
В ходе исследовательской работы я создал прибор «ЭкоМЕТР» для измерения показателей углекислого газа и пыли, влажности и температуры, а также освещенности.
Цель проекта
Конструирование прибора на основе платы Arduino UNO и общедоступных датчиков для выявления и анализа неблагоприятных экологических факторов внутри помещения.
Задачи
  1. Изучить возможности производства цифрового прибора в домашних условиях.
  2. Подключить датчики к плате Arduino UNO.
  3. Смоделировать 3D модель корпуса для прибора в программе Solidworks, изготовить детали на 3D принтере.
  4. Исследовать качество воздуха в квартире, исследовать освещенность в квартире.
Гипотеза
Если изучить основы 3D моделирования и иметь в распоряжении 3D принтер, платы Arduino UNO и небольшой набор доступных датчиков, возможно сконструировать рабочий прототип прибора, полезного в обиходе.
Современный человек проводит в помещении значительную часть своей жизни. Для сохранения здоровья необходимо создание максимально благоприятного климата в рабочих и жилых помещениях, в местах отдыха.

Изучив основы 3D моделирования, имея в распоряжении 3D принтер, плату Arduino UNO и небольшой набор доступных датчиков, я разработал в домашних условиях прибор «ЭкоМЕТР» для измерения показателей углекислого газа и пыли, влажности и температуры, а также освещенности.

В состав моего прибора входят распространённый контроллер ArduinoUNO, датчик углекислого газа, высокоточный цифровой датчик влажности и температуры, цифровой датчик освещенности, лазерный датчик пыли, два экрана для отображения измеряемых показаний, два вольтметра постоянного напряжения на 15 вольт.

Для большинства сопрягаемых датчиков и устройств с ArduinoUNO имеются готовые скетчи. Тестирование скетчей для сбора показаний и изучение каждого датчика производилось по отдельности. Данный метод позволил выбрать наиболее простые скетчи для работы датчиков. После тестирования скетчей в отдельности для каждого датчика создана общая схема подключения электроники. Далее дано описание одного скетча для сбора показаний со всех датчиков и вывода показаний на два вольтметра и два экрана. Если в скетче удалить все комментарии его длина составляет 170 строк.

Устройство не было бы завершённым без корпуса, вмещающего в себя электронику. Проектирование корпуса я выполнял в программе для 3D моделирования "Solidworks".

Для правильной и безопасной работы электроники предусмотрены вентиляционные отверстия в нижней крышке и верхней части корпуса. Для защиты от механического воздействия на датчики спроектированы выпирающие рёбра на корпусе.

Крепления внутри корпуса выполнены с наклоном 45% для печати без поддержек.

3D печать производилась на моём 3D принтере FLSUN Cube.

Время печати всех деталей корпуса приблизительно 60 часов.

Получившийся прибор сочетает в себе комплекс датчиков, необходимых для анализа среды пребывания человека и, как правило, не используемых вместе. Аналог прибора, содержащий в себе все перечисленные датчики, мне найти не удалось.

Область применения моего прибора широка: образовательные учреждения, офисные помещения, в быту и в местах отдыха.
Выводы
Сконструированный в домашних условиях прибор «ЭкоМЕТР» показал, что даже недорогой и маломощный контроллер может собирать множество параметров углекислого газа, пыли, влажности, температуры, освещенности с четырёх датчиков и выводить информацию на два экрана и два вольтметра. Законченный вид прибору придал смоделированный и распечатанный корпус.

Сравнив показания прибора «ЭкоМЕТР» с нормами по ГОСТу и СанПиН, я смог выявить небольшие отклонения показателей окружающей среды в квартире.

В течение дня относительная влажность была ниже нормы, а вот температура и уровень концентрации углекислого газа заметно меняется после проведенных проветриваний.

Показатели уровня пыли зависят не от времени суток, а от частоты влажной уборки, движения людей в помещении и степени загрязнения. Эксперимент это подтвердил. Если в квартире регулярно проводится влажная уборка, то показатели содержания пыли значительно ниже нормы.

Важным фактором для благоприятного климата в помещении является освещение, уровень которого влияет не только на зрение, но и на психическое и эмоциональное состояние человека, особенно в темное время суток.

Проведя эксперимент, я убедился, что мое рабочее место хорошо освещено благодаря настольной лампе. Но общее освещение детской не соответствует норме, поэтому было принято решение усилить источник освещения.
Видео о проекте
Расписание работы автора проекта
31 марта, ср
Диалог с экспертами
Ответы на вопросы
12:00
12:20

13:35 - 13:45

Потапов К.Г.
Новиков В.С.
31 марта, ср
12:40
13:00
13:20
Бычков С.П.
Поздняков Т.Д.
Лысенков А.С.

Задайте вопрос автору проекта
Обязанность отвечать на заданные вопросы остается полностью на участнике. Организаторы форума не несут ответственности за сроки получения ответа.
Заполняя данную форму Вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности сайта.
Пообщайтесь с автором в режиме реального времени
Вы можете посмотреть диалог с экспертом и задать вопросы автору в форме вебинара.
Расписание сессий приведено выше