Термостат – басқару жүйесі

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 17 бет
Таңдаулыға:

ผลการค้นหารูปภาพสำหรับ พื้นหลังปกรายงานสวยๆ | โปสเตอร์กราฟิกดีไซน์, การออกแบบปก, ภาพประกอบ №2 облыстық дарынды балаларға арналған мектеп-интернаты

Ғылыми жұмыстың тақырыбы: «Термостат - басқару жүйесі»

Секция: Робототехника

Орындаушы: Әкімшаев Әбілмансұр

Қызылорда облысы, Арал қаласы №2 облыстық дарынды балаларға арналған мектеп интернатының 6 «Ә» сынып оқушысы

Жетекшісі: Информатика пәнінің мұғалімі Садықов Қараман Серікбайұлы

Ғылыми жетекшісі: Мұханова Жамал Әбдешқызы

"Болашақ" университетінің «компьютерлік ғылымдар, математика»

кафедрасының меңгерушісі, жаратылыстану ғылымдарының магистрі,

аға оқытушы

Арал қаласы

2020 жыл

№2 облыстық дарынды балаларға арналған

мектеп-интернатының 6 «Ә» сынып оқушысы

Әкімшаев Әбілмансұрдың

«Термостат - басқару жүйесі»

(робототехника бағыты) тақырыбында

жазған ғылыми жұмысына

ПІКІР

«Термостат - басқару жүйесі» тақырыбындағы ғылыми жобасының мақсаты жылу энергиясын үнемдеу және адам өміріне қолайлы жағдай жасау. Бұл жылу энергиясын қалай үнемдейміз? Оқушы жобасына термостатты қолданған. Термостаттың түрлері көп, оқушының жасаған жобасы казіргі жаңа технологияға сай жасаған. Оқушының жасаған жобасында қол телефоны арқылы жылу энергиясын басқарып температураның қанша болғанын көре алады. Бір ерекшеліктері су айдау насосты смартфон арқылы басқарады. Өзіне керекті температураны орнатады. Су қызып температура қатты көтерілген кезде «насос» қосылады. Микрконтроллер, ардуино уно, блютуз НС-05, электромеханикалық реле - 5 вольттық, светодиод және вентиллятор осы заттардың көмегімен жасаған. Айтып кетсек микроконтроллер оған бағдарлама орнату арқылы жүзеге асады. Вентиляторды жұмыс істету үшін 9 вольт ток көзін қоректендіру батарейкасын қолданып жасаған. Жобаның өзектелігі жылу энергиясын қашықтықтан басқару, яғни смартфон арқылы басқару.

Бұл жобаның қолайлылығы заманауи технологияның талабына сай болып тұр. Ғылыми жетістіктерге негізделген, өз ойын өзгенің ойымен салыстырып өзіндік көзқарасын білдірген. Ғылыми жұмыста қызықты деректерде көрсетілген қандай зерттеу жұмыстарын жүргізгені туралы да жазылған және өзінің жинау амалын анық ашып талқылаған.

Ғылыми жұмысты оқи отырып оқушының алдына қойған мақсатына жеткенін байқауға болады.

Автордың тілі жаттық, сөз қоры мол. Әр тарауға тұнымды ой пікір, түйін жасалған, жоба өзіндік зерттеу мүшелігі бар туынды болып қалыптасқан.

Тақырыпты кеңінен ашып, ойын топшылап жүйелеген. Жасаған жобасы оқушылардың құрастырушылық ойлау қабілетін дамытуға, өнертапқыштыққа баулуға, жоғары технологиялар саласына оқушылардың қызығушылығын арттыруға бағытталған.

Пікір жазған: Қызылорда «Болашақ» университетінің

«Компьютерлік ғылымдар, математика»

кафедрасының меңгерушісі, ж. ғ. м.,

Мұханова Жамал Әбдешқызы

МАЗМҰНЫ

Аннотация . . . 4-6
Кіріспе . . . 7-8
Негізгі бөлім . . . 9-18
Қорытынды . . . 19
Ұсыныс . . . 20
Жұмыс күнделігі . . . 21-22
Пайдаланған әдебиеттер . . . 23

Аннотация

Ғылыми жұмыстың зерттеу мақсаты:

Жобамыздың негізгі мақсаты жылу энергиясын үнемдеу және адам өміріне қолайлы жағдай жасау болып табылады. Жылу энергиясын үнемдеу бізге қолайлы болып келеді. Біздің келешекте жылу энергиясына ғалымдардың көп көңіл бөлетінін білеміз. Өйткені табиғи жылу энергиялары таусылып қалуы мүмкін. Сол үшін жылу энергиясын үнемдейтін құрылғылар ойлап табу керек деп ойлаймын. Сондықтан казір мемлекетіміздің өзі баламалы энергия көздеріне көңіл бөліп отыр.

Менің болжамым бойынша жылу энергиясын күн көзінен алады деп ойлаймын. Бұл жобамның Зерттеу кезеңдері 11 айға созылды, әрине жасаған жобамды әрі қарай дамытамын. Жасаған жобамды келешекте дамытытып интернет арқылы басқаратын боламын. Өз үйімнің жылу энергиясын келешекте үнемдеу, смартфон арқылы басқару үшін осы жобамды қолданып сынақтан өткізсем деген ойым бар. Ол үшін әлі де толық зерттеп, сараптамадан өткізіп, практика жүзінде жасап көру керек. Көп мағлұматтар жинап, ізденіп, көп білім алу керек.

Аннотация

Цель исследования научного работы

Основная цель нашего проекта - экономия тепловой энергии и создание благоприятных условий для жизни человека. Нам удобно экономить тепло. Мы знаем, что в будущем ученые будут уделять больше внимания тепловой энергии. Потому что естественная тепловая энергия может быть исчерпана. Для этого, я считаю, необходимо изобрести устройства, позволяющие экономить тепловую энергию. Поэтому сейчас в нашей стране уделяется внимание альтернативным источникам энергии.

Думаю, я получаю тепловую энергию от солнца. Исследовательская фаза этого проекта длилась 11 месяцев, я, конечно же, продолжу развивать свой проект. В будущем буду развивать и управлять своим проектом через Интернет. Я хочу протестировать этот проект на своем смартфоне, чтобы в будущем сэкономить энергию и управлять им с помощью смартфона. Для этого еще нужно досконально изучить, проанализировать и применить на практике. Вам нужно собрать много информации, поискать и много узнать.

Аnnotation

The purpose of research of scientific work

"Thermostat - control of thermal energy". The main goal of our project is to preserve thermal energy. The economy of thermal energy is favorable for us. We know that in future the thermal energy is oriented towards scientists. The natural heat can be exhausted. I think that you need to come up with thermal energy. That's why our country focuses on alternative sources of energy.

According to my assumption, the heat energy will come from the sun. The research period of this project lasted twelve months, and, of course, I developed my project. I will manage my project in the future and manage it on the Internet. I hope to experiment with this project in order to save energy for the thermal energy of my house in the future. To do this, you need to learn, experiment and practice. You need to collect and find additional inform.

Кіріспе

Менің алған ғылыми жұмысым «Термостат - басқару жүйесі» деп аталады. Менің туған жерім Арал қаласы. Арал қаласының жергілікті тұрғындары жер үйлерде көп қабатты пәтерлерде тұрады. Сол үйлерді, пәтерлерді жылыту үшін радиатор батареяларын қолданады. Металдардан жасалған, метал жақсы өткізгіш болып табылады, сондықтан жылу металдан сыртқы қоршаған ауаға жылдам беріледі. Жылу жүйесінде су пайдалынылады. Себебі басқа заттармен салыстырғанда судың меншікті жылу сыйымдылығы көп болады. Сондықтан судан көп мөлшерде жылу бөлініп шығады. Қыс мезгілінде үй жылыту үшін отын, көмір немесе газ қолданамыз. Осының бәрін сатып аламыз.

Нарықтық экономикада барлығы тегін келмейді. Сол үшін біздің жобамыз

осы жылу энергия көздерін үнемдеуге арналған жоба.

Біз бұл жылу энергиясын қалай үнемдейміз? Әрине термостатты қолданамыз. Ия термостаттың түрлері көп, біздің жасаған жобамыз казіргі жаңа технологияға сай болады. Өзіміздің қол телефонымыз арқылы жылу энергиясын басқарып температураның қанша болғанын көре аламыз. Мысалы: үйде шәй ішіп немесе телевизор көріп отырып смартфон арқылы үйдің температурасын көтеріп, түсіруге болады. Болмаса жолда келе жатып үйдің жылу температурасын көтеруге болады. Әрине бұл жерде интернет жүйесін қолданамыз. Бір ерекшеліктері су айдау насосты өзіміз смартфон арқылы басқарамыз. Өзімізге керек температураны орнаталамыз. Тағы бір ерекшелігі су қызып температура қатты көтерілген кезде бізге «насос» қосылады. Тағы айтып кететін жағдай микрконтроллер ардуино уно, блютуз НС-05, электромеханикалық реле - 5 вольттық, светодиод және вентиллятор осы заттардың көмегімен жасадық. Бұл заттарды казір негізгі бөлімде толық әр-қайсына тоқталып айтамыз. Олардың әр қайсысы өзінің жұмыс істеу қасиеттері бар. Айтып кетсек микроконтроллер оған бағдарлама орнату

арқылы жүзеге асады. Вентиляторды жұмыс істету үшін 9 вольт ток көзін қоректендіру батарейкасын қолдандым. Келешекте интернет арқылы дүниенің кез келген жерінен басқарамыз. Термостаттың көмегімен өзіміздің жағатын отынымызды үнемдейміз. Бұл бізге өте тиімді, және қолайлы. Бұл жоба оңайға түскен жоқ, көп іздендім, маман ағалармен кеңестім, ғылыми жетекшімен бірлесіп, ойларын тыңдап, интернеттен ізденіп жасадым. Бұл жобамыздың құндылығы жылу энергиясын үнемдеу болып табылады. Яғни отын энергиясы: Газ және көмір. Ал жобаның өзектелігі жылу энергиясын қашықтықтан басқару, яғни смартфон арқылы басқару.

Бұның бізге қолайлылығы заманауи технологияның талабына сай болып тұр.

«Термостат - басқару жүйесі» негізгі бөлім

Жылу энергиясы суды қыздыру кезінде бөлініп шығады. Суды қыздыру кезінде берілген жылу мөлшерін есептеу үшін:

Q=cm(t2-t1)

C-судың меншікті сиымдылығын, судың массасына және жоғары температурасы мен төмен темпертурасына көбейту керек. Бұл дегеніміз мысалы: 100кг суды 70 градусқа қыздыру үшін төмендегідей жылу мөлшері керек. Q=cm(t2-t1) =4200 Дж/кг°С 100кг(70°С-0°С) = 294Дж. Егер 70°С тан асып кетсе мысалы: 80°С болса, онда су қазанын қыздыратын отын шығындары, себебі оған 80°С болған жағдайда33 Дж жылу мөлшері керек. 36 Дж жылу мөлшері шығын болады. Отын шығын болмас үшін бізге термостат керек.

Термостат - белгілі бір қалыпты жылулықты ұстап тұратын аппарат. Вирусологияда торша өсіндісін, тауық эмбриондарын өсіру, биохимиялық және иммунологиялық реакцияларды қою үшін пайдаланады. Біздің жобадағы жылу энергиясын смартфон арқылы басқару бұл жаңа технологиямен байланыстырып отырмыз. Бұл жобадағы ең басты қолданған затымыз микроконтроллер болып табылады. Ардуйно уно микроконтроллері атмего 328 микросхемасында жасалынған. Осы микроконтроллер туралы айтып кетейік.

Микроконтроллер (ағылшын микроконтроллер, MCU) - электронды құрылғыларды басқаруға арналған чип.

Типтік микроконтроллер процессордың және периферияның функцияларын бір чипке біріктіреді, құрамында ЖЖҚ және / немесе ROM бар. Іс жүзінде, бұл қарапайым тапсырмаларды орындай алатын жалғыз-чипті компьютер.

Ол интеграцияланған I / O құрылғылары, таймерлер және басқа перифериялық құрылғылары бар микропроцессордан ерекшеленеді.

Жалғыз микропроцессорлар пайда болған кезде, басқару саласында компьютерді автоматтандырудың жаппай қолданылу дәуірінің басталуы басталды. Шамасы, бұл жағдай «контроллер» терминін анықтады (ағылшын контроллері - контроллер, басқару құрылғысы) .

Отандық өндірістің төмендеуіне және технологияны, оның ішінде есептеу техникасын ұлғайтуға байланысты, «микроконтроллер» (МК) термині бұрын қолданылған «бір чип микрокомпьютері» деген терминді ауыстырды.

Ал енді ардуйно уно туралы айтатын болсақ.

Arduino Uno контроллері ATmega328 құрылғысына орнатылды (техникалық сипаттама, pdf) . Платформада 14 сандық кіріс / шығыс (оның ішінде 6 PWM шығысы ретінде пайдаланылуы мүмкін), 6 аналогтық кіріс, 16 МГц кристалды осциллятор, USB қосқышы, қуат қосқышы, ICSP қосқышы және ысыру түймесі болады. Жұмыс істеу үшін платформаны компьютерге USB кабелі арқылы қосу немесе AC / DC адаптері немесе аккумулятор арқылы қуат беру керек.

Смартфон телефон мен біздің термостатты байланыстыратын блютус модуль НС-05.

Bluetooth-ды телефонға қосу

USB-қа емес, ардуино қуат көзі ретінде қолдануға болады, бірақ сыртқы қуат көзі 9 В.

Телефоныңызды Bluetooth қосыңыз және жаңа құрылғыларды іздеңіз

Біз «HC-06» бұзылуларының тізімін табамыз және оған қосыламыз.

Телефон PIN кодын сұрайды. «1234» немесе «» енгізуіңіз керек

Енді телефоныңыздың Bluetooth терминалын жүктеп алуымыз қажет.

Электромеханикалық релені қолдандық. Электромеханикалық ардуйно релесі 5 вольтпен жұмыс істейді кез-келген үлкен токтағы 220в жүктемесін (нагрузка) қосуға болады. Ең бастысы температура сезгіштігі ( датчик температуры) ds18b20 қолдандық.

Бұл датчик ds18b20 пешіміздегі судың температурасын өлшеуге көмектеседі. Сіз мұны көшедегі температураны өлшеу үшін пайдалана аласыз. Медициналық термометр болмаған жағдайда, бұл датчик өз денесінің температурасын бағалау қажеттілігі бар-жоғын анықтай алады.

Бұл температура сенсоры танымал DS18B20 чипіне негізделген. Ол -55 ° C-тан + 125 ° C-ге дейін қоршаған ортаның температурасын анықтауға және деректерді 1-Wire протоколы бойынша 12-бит рұқсатымен сандық сигнал ретінде алуға мүмкіндік береді. Бұл протокол контроллердің тек 1 сандық портын пайдаланып, осындай датчиктердің үлкен санын және барлық датчиктер үшін тек 2 сымды қосады: жерге және сигнал. Бұл жағдайда сенсор электр энергиясын тікелей сигнал сызығынан алады деп аталатын «паразиттік қуат». Әр сенсорға стандартты арнайы сенсормен байланысу үшін микроконтроллер арқылы пайдалануға болатын бірегей 64-биттік код бар. Жеке сенсордың коды бөлек пәрмен арқылы оқуға болады.

Ендігі мәселе смартфонға интерфейс басқару жүйесін орнату керек. Ол үшін remoteXY қосымшасын гугл плей дүкенінен жүктеп аламыз. Сосын оны смартфонға орнатамыз. remoteXY бағдарламасы бойынша айтатын болсақ.

RemoteXY - смартфоннан немесе планшетте контроллерлерді басқару үшін мобильді графикалық интерфейстерді жасау және пайдалану жүйесі. Жүйе мыналарды қамтиды:

Remotexy. com сайтында орналасқан контроллерлерге арналған ұялы графикалық интерфейстердің редакторы

RemoteXY мобильді қосымшасы, контроллерге қосылуға және графикалық интерфейстерді көрсетуге мүмкіндік береді. Қолданбаны жүктеңіз.

Айрықша ерекшеліктері:

Интерфейс құрылымы контроллерде сақталады. Қосылған кезде, интерфейсті жүктеу үшін үшінші тарап серверлерімен өзара әрекеттесу жоқ. Интерфейс құрылымы контроллерден мобильді қосымшаға жүктеледі.

Бір мобильді бағдарламамен барлық құрылғыларыңызды басқаруға болады. Құрылғылар саны шектелмеген.

Контроллер мен мобильді құрылғы арасында келесі байланыс әдістеріне қолдау көрсетіледі:

Bluetooth;

WiFi клиенттік режимде және кіру нүктесінде;

IP-адрес немесе URL мекен-жайы бойынша Ethernet;

Кез-келген жерде бұлт сервері арқылы Интернет.

Интерфейстің бастапқы коды генераторы келесі контроллерлерді қолдайды:

Arduino UNO, Arduino MEGA, Arduino Leonardo, Arduino Pro Mini, Arduino Nano, Arduino MICRO;

WeMos D1, WeMos D1 R2, WeMos D1 mini;

RemoteXY пайдалану арқылы, микроконтроллер құрылғысын ұялы бағдарламадан басқару үшін бірегей графикалық интерфейсті оңай жасауға болады, мысалы, Arduino үшін.

RemoteXY қызметі сізге:

Кез келген комбинацияда басқару элементтерін, дисплейлерді және дизайнды қолдана отырып кез келген графикалық басқару интерфейсін жасаңыз. Элементтерді интернеттегі редакторды пайдаланып экранға орналастыра отырып, кез келген тапсырма үшін интерфейсті жасай аласыз. Онлайн редактор remotexy. com сайтында орналасқан.

Графикалық интерфейсті жасағаннан кейін интерфейсті іске асыратын микроконтроллер үшін бағдарламаның бастапқы кодын аласыз. Бастапқы код бағдарламаңыздың басқару элементтері мен дисплейлермен өзара әрекеттесуі үшін негіз береді. Осылайша, басқару жүйесін сіздің тапсырмаңызға оңай біріктіресіз, ол үшін құрылғы жасақталған.

Дамыған графикалық интерфейсті пайдаланып смартфоннан немесе планшеттен микроконтроллер құрылғысын басқарыңыз. Басқару үшін RemoteXY мобильді қосымшасы қолданылады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.