Альберт Максимов
Республика Саха (Якутия), с. Бердигестях
МБОУ "Бердигестяхская СОШ с УИОП им. А. Н. Осипова", 10 класс
AППАРАТ "ИСКРА" ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВРЕДНЫХ ГАЗОВ В АТМОСФЕРЕ
77
Научный руководитель: Александров Никсон Николаевич, Республика Саха (Якутия), с. Бердигестях, МБОУ "Бердигестяхская СОШ с УИОП им. А. Н. Осипова", педагог дополнительного образования
Цель проекта
Разработка и программирование аппаратов «Искра» двух целевых задач для выявления опасной концентрации вредных газов в воздухе.
Задачи
  1. Изучения причин загрязненного воздуха;
  2. Проектирование и сборка аппаратов;
  3. Разработка программных алгоритмов для Аппаратов на языке С++;
  4. Выявление концентрации углеводородных газов, дыма, водорода и угарного газа в окружающей среде и измерение температуры и влажности воздуха;
  5. Передача полученных данных на наземную станцию через радиомодуль SV610;
  6. Анализ данных.
Актуальность
Техническое направление является приоритетным в развитии и имеет огромную популярность во всем мире. Создание различных аппаратов и использование при этом инновационных средств, технологий позволит шире использовать современные средства для развития технического творчества. Беспилотные летательные аппараты заняли твердую позицию в различных отраслях. Они являются экономичными, доступными и позволяют выполнять задачу лучше и быстрее, чем это было бы сделано с помощью традиционной авиации или других методов. Поэтому я решил создать два типа аппарата: первый - для прикрепления к дрону и анализа загрязнения воздуха на расстоянии, а второй аппарат - это версия для непосредственного анализа воздуха с экранов для вывода полученных данных. Этим и определяется актуальность темы данного исследования.
В Горном районе самыми главными по засорению воздуха считаются: полигон по утилизации твердых бытовых отходов, центральные котельные, автомобильные выхлопы, дровяные печи. Подводя выводы, я заинтересовался этой темой и сконструировал данный аппарат "ИСКРА", который будет анализировать концентрацию опасных газов в воздухе в районах, где поблизости могут быть полигоны для утилизации твердых бытовых отходов (свалки). Практическая значимость этого проекта заключается в обнаружении следов углеводородных газов в воздухе. Измерения будут проводиться в 3-х местах: в населенном пункте, в автомобильных моторах и возле полигона по утилизации твердых бытовых отходов. Для этого проводятся измерения с помощью датчиков MQ-2 и MQ-7. Компоненты аппарата «BMP280 – Модуль» представляют собой высокоточный цифровой измеритель атмосферного давления на базе микрочипа BMP280 от фирмы BOSH. MQ-2 определяет концентрацию углеводородных газов (пропан, метан, н-бутан), дыма (взвешенных частиц, являющихся результатом горения) и водорода в окружающей среде. MQ-7 определяет концентрацию дыма (взвешенных частиц, являющихся результатом горения) и водорода в окружающей среде. SV610- Радиомодуль 433 МГц используется для отправки данных на компьютер. Регулятор напряжение - повышает напряжение с 3,7 до 5V. SD-карта – сохранение данных телеметрии. Arduino nano и Arduino uno - это небольшие, полнофункциональные отладочные платы, адаптированные для работы с макетными платами, построенные на базе микроконтроллера ATmega328. Аккумулятор на v1.0 используется Li-Ion 3,7 В на 900 mAH, на v 2.0 используется 2 аккумулятора типа 18650 на 2200 mAH. Рекордсменом из 2 двигателей стал 409-й мотор, то есть мотор от УАЗа. Он в несколько раз опаснее японского мотора 1NZ. Так как у 409-го мотора катализаторы слабее японского. А рекордсменом по центральным котельным 1 место занимает угольный, 2 место – конденсационный, 3 место - газовый.
Результаты
При анализе двух двигателей выяснилось, что 409-й мотор, то есть мотор от УАЗа, в несколько раз опаснее японского мотора 1NZ. Так как у 409-го мотора катализаторы слабее японского. А рекордсменом по центральным котельным 1 место занимает угольный, 2 место – конденсационный, 3 место - газовый. Мы исследовали основные котельные Горного района и по собранным данным с помощью аппарата "Искра" можем утверждать, что котельные на угле и на конденсате выбрасывают в атмосферу примерно в 6-7 раз больше допустимых значений. Сейчас в нашем селе котельные переходят на природный газ, то есть можем сказать, что выброс газов в 2-3 раза уменьшится.
Перспективы развития
Для развития данного проекта нужно удешевить производство и создать поточное производство для большей доступности населению и предприятиям. Данный прибор можно использовать в автосервисах для проверки работоспособности катализаторов для предварительной замены. Для удешевления поточного производства прибора, как видно по Смете, нужно заказывать плату сборки у сайтов печати схем. Это позволит облегчить сборку прибора. Самый дорогой компонент - это Радиомодуль 1.SV610
2.Li-ion аккумулятор
3. Сам микроконтроллер Arduino.

1. Для решения первой проблемы можно продавать радиомодуль по отдельности от самого прибора, чтобы этот модуль могли брать люди, которым необходимо расстояние для измерений.
2. От аккумуляторов можно отказаться. Например, прибор будет работать с помощью Кроно батарейки или от 4-х пальчиковых батареек и как резерв от Power bank аккумулятора, это тоже значительно сократит стоимость при продаже прибора.
3. Микроконтроллер можно заменить запрограммированным микрочипом Atmega 328. Он стоит примерно 150 рублей за штуку, это тоже сократит стоимость прибора.

Для развития проекта еще надо работать над оптимизацией программы и интерфейса. Можно создать несколько версий комплектации прибора, от самого много- комплектованного до базовой комплектации и продавать модули для дополнений функций прибора.
Демонстрация работы аппаратов «Искра»
Демонстрация работы аппарата "Искра"
Демонстрация работы аппарата ISKRA V2.0
Расписание работы автора проекта
2 апреля, пт
Диалог с экспертами
Ответы на вопросы
10:00
10:20

11:35 - 11:45

Богатырев Л.Г.
Телеснина В.М.
2 апреля, пт
10:40
11:00
11:20
Семенюк О.В.
Грачева Т.А.
Бенедиктова А.И.

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
Made on
Tilda