В ходе разработки проекта, чтобы понять какие датчики нам нужны, проведено исследование контролируемых величин и их влияния на организм, также был проведен обзор и анализ готовых аналогов по рассматриваемой теме, чтобы использовать проверенный опыт предыдущих решений, снизить риски, сэкономить время и ресурсы, а также создать более конкурентоспособный продукт.

Создание устройства

Программирование датчиков

Я освоила Arduino для программирования датчиков, провела их тестирование. GSM-модуль не ловил сигнал, а датчик углекислого газа был утерян, поэтому я приобрела новые компоненты и составила смету. После этого я интегрировала и запрограммировала датчики, настроила GSM-модуль и вывод данных, а затем установила их на 3D-печатную конструкцию для дрона.

Методология установки датчиков на дрон

Изначально я планировала установить датчики в одном месте, но испытания показали разницу в измерениях в полете и неподвижном состоянии. Учитывая аэродинамику квадрокоптера, я разместила датчики в центральной верхней точке корпуса.

Программирование дрона

Я работала с дроном Клевер-4, настроила пульт управления и калибровала коптер. Для создания конструкций установки датчиков использовала Autodesk Inventor, потратив две недели на освоение программы. Конструкции были напечатаны на 3D-принтере за более чем 8 часов. Общий вес дрона с датчиками составил 1120 грамм. Для проверки грузоподъемности я проводила пробные взлеты с добавлением груза по 100 грамм.

Создание справочника

Я разработала печатный справочник с целью распространения информации о загрязняющих воздух веществах и их вреде, о мерах безопасности при повышенных концентрациях в воздухе, об устройстве БПЛА- эколога.

Создание сайта

На сайте размещена информация о качестве воздуха, причинах загрязнения, рекомендации для здоровья и другие полезные данные. Он также позволяет гражданам сообщать об экологических проблемах: https://kachestvvozdukha.tilda.ws/

Результаты тестирования на работоспособность

Закрепив датчики весом в 310 грамм на дроне, сперва убедившись в грузоподъемности дрона, я произвела взлет дрона. Взлет с датчиками прошел успешно, я убедилась в факторах для оценки качества работы дрона. В результате тестирования датчиков я убедилась в факторах для оценки качества работы датчиков, далее, соединив их с GSM-модулем, мы убедились в стабильном сигнале и работе GSM-модуля, сообщения приходят с заданным интервалом времени. Процесс получения данных о качестве воздуха систематизирован, производится автоматически.

Тестирование данного способа измерения качества воздуха

В результате измерений были замечены незначительное изменение значений показателей: понижение концентрации углекислого газа, твердых частиц, повышение температуры. Это связано со стратификацией воздуха, такие загрязнители как пыль, газы и другие частицы оседают ближе к полу, а температура повысилась, так как тёплый воздух поднимается вверх, а холодный опускается вниз.     

Принцип работы

1. В выбранном районе города под управлением оператора в воздух запускается дрон.
2. С указанным в программе временным интервалом наша измерительная станция на платформе Arduino производит измерение качества воздуха.
3. Измерительная станция при помощи GSM-модуля отправляет полученные данные на указанные в программе номера телефонов абонентов (оператора и пользователей сервиса).
4. Эти данные загружаются на наш сайт в виде таблицы актуальных сведений о качестве воздуха по местоположению замеров.
5. На разработанном сайте, целевой аудиторией которого являются горожане, люди, имеющие заболевания дыхательных путей, могут ознакомиться с информацией о качестве воздуха, о причинах загрязнения, вреде загрязняющих веществах, рекомендациях для здоровья, о систематизации экологического мониторинга качества воздуха с использованием квадрокоптера. Так же можно сообщить об экологической проблеме города, в дальнейшем реализуется практика по предотвращению этих проблем.