Технологии «интеллектуального» здания («умный дом»)

Предметная направленность: физика, математика, информатика.

Слышали ли Вы что-нибудь о системах «умного дома»? Это системы, позволяющие автоматизировать некоторые домашние процессы. Умный дом может самостоятельно поддерживать заданный температурный режим, следить за безопасностью, контролировать освещение и вентиляцию. В таком доме Вам не нужно идти на кухню, чтобы выключить свет, это можно сделать, не вставая с дивана. «Умным домом» можно управлять с помощью пульта, по сети (со смартфона, планшета, компьютера) или путем подачи голосовых команд.

Хотите сделать свою жизнь немного проще, но не знаете, с чего начать? Присоединяйтесь к одной из наших проектных команд и сделайте свой дом по-настоящему «умным»! В ходе работы над этими проектами вы получите навыки программирования микроконтроллеров, углубите свои знания физики, а также узнаете массу интересных фактов из области интеллектуализации зданий. Что требуется от Вас? Ваши готовность учиться и стремление работать в команде.

 

1. Автоматизированная система управления шторами

У каждого из нас на окнах есть шторы или жалюзи. По утрам мы их открываем, а по вечерам, наоборот, закрываем. Этот монотонный процесс можно автоматизировать. В технопарке Вы можете создать систему автоматического управления шторами и жалюзи. Она работает следующим образом. В обычном режиме шторы открыты, искусственное освещение выключено. При наличии яркого солнечного света, бьющего прямо в окно, система закроет шторы (эта функция может быть полезна воскресным утром, когда многие из нас хотят поспать подольше). В вечернее время или в пасмурный день система включит искусственное освещение и закроет шторы, чтобы происходящее в квартире не было заметно через освещенные окна.

Возраст учащихся: 6–11 классы.

 

2. Климат-контроль в «умном доме»

Все мы любим и ценим комфорт, а одним из важных факторов комфортного проживания в квартире является благоприятный микроклимат в ней. Существует климатическая техника разных видов: обогреватели, сплит-системы, вентиляторы и т. д. В зависимости от температуры в комнате и желаемой температуры мы включаем тот или иной прибор. «Умный дом» может управлять всей этой техникой самостоятельно, Вы должны только задать температурный режим. Когда в квартире комфортная температура, все приборы выключены. Если становится холодно, то система включает обогреватель, если становится жарко – вентилятор или кондиционер. При достижении оптимальной температуры вся техника вновь выключается.

Возраст учащихся: 6–11 классы.


3. Автоматизированная система управления искусственным освещением

В каждой квартире есть помещения, в которые жильцы заходят относительно редко и не задерживаются там подолгу (кладовая, прихожая, санузел и т. д.). При этом часто мы, включив свет, уходим и забываем выключить его. Но существует возможность создать систему, которая автоматически включает свет при появлении человека в помещении и выключает свет после его ухода. Другим способом управления освещением является звуковое управление, при котором свет включается и выключается по хлопку. Третий вариант управления – управление в зависимости от уровня освещенности. Такие системы чаще всего устанавливают в подъездах или на крыльце жилых домов. Работают они так. В светлое время суток нам не нужно дополнительное искусственное освещение в подъезде, мы и так все видим. А вот вечером и ночью без искусственного освещения нам уже не обойтись. Интеллектуальная система определяет необходимость включения лампочки и «подсвечивает» лестницу только в темное время суток и только при наличии человека в подъезде.

Возраст учащихся: 6–11 классы.


 

4. Система домашней безопасности

Каждый человек стремится обезопасить свое жилище от всех возможных несчастий. Системы домашней автоматизации могут встать на стражу Вашего спокойствия. От чего может защитить умный дом? От четырех главных опасностей:

  • От пожара. При появлении первых языков пламени сработает охранная сигнализация, и «умный дом» самостоятельно вызовет пожарную бригаду;
  • От взрыва бытового газа. При превышении концентрации бытового газа в воздухе автоматически перекроется вентиль подачи газа в квартиру, выключатся все электроприборы, и дом перейдет в режим усиленной вентиляции;
  • От протечки воды. Когда на полу в ванной комнате или в кухне появятся первые лужицы воды, «умный дом» определит факт протечки и перекроет подачу воды в Вашу квартиру;
  • От взлома. Чтобы сберечь Ваше имущество, системы домашней автоматизации обеспечивают несколько линий обороны. Первая – контроль открытия дверей и окон и контроль разбития стекол на окнах. Если злоумышленник все-таки пробрался к Вам в дом, то есть и вторая линия обороны: дом зафиксирует движение в помещениях, в которых никто не должен находиться, и вызовет наряд полиции.

Возраст учащихся: 6–11 классы.

 

5. Медиапроигрыватель, управляемый с Arduino

Все мы много работаем за компьютером. Часто при этом мы слушаем музыку. Наш любимый MP3-плеер воспроизводит треки, в то время как мы пишем реферат или «гуляем» в интернете. Но иногда мы хотим прослушать любимую песню еще раз или, наоборот, переключить надоевший трек. Что мы при этом делаем? Мы сворачиваем наш браузер, открываем окно плеера, переключаем трек и только после этого возвращаемся к браузеру. Согласитесь, это неудобно. Процесс переключения становится еще неудобнее, когда мы слушаем музыку, сидя на диване. Хорошо было бы иметь проигрыватель, управляемый с помощью пульта. В нашем технопарке Вы можете сделать себе такой.

Работая над этим проектом, Вы будете выступать одновременно в роли программиста и специалиста по микроэлектронике. С одной стороны, Вы создадите собственный пульт дистанционного управления на базе Arduino Uno и получите опыт программирования микроконтроллеров. С другой стороны, Вы разработаете собственный аналог Winamp или Windows Media Player на языке C#, которым пользуются большинство профессиональных программистов. Вы также сможете придать своему проигрывателю неповторимый внешний вид, при этом Вы научитесь проектировать пользовательский интерфейс, работать с настройками приложений и освоите основы WPF, наиболее современной системы построения приложений от Microsoft. Вот как может выглядеть Ваш плеер:

Это достаточно сложный проект, поэтому для его выполнения требуется знание основ программирования. Но если у Вас его нет, не отчаивайтесь. Главное – это Ваше стремление научиться программировать, а мы поможем Вам достичь успеха.

Возраст учащихся: 8–11 классы.



г.Астрахань, ул. Анри Барбюса 7
тел.: +7-905-060-05-66
e-mail: technopark@aucu.ru
www.schooltech.ru www.aucu.ru