Vissza normál nézetbe Nyomtatás

Gödöllői diákok a biztonságosabb bicózásért

2018-07-27 10:30:35

A Premontrei Szent Norbert Gimnázium diákjait az Út a Tudományhoz program keretében nyert pályázat ebben a tanévben is segítette a mérnöki pályára való felkészülésben – tájékoztatta hírportálunkat dr. Seres István fizika szakos tanár, projektvezető.

A projektet indukáló ötlet onnan jött, hogy a Premontreibe – valószínűleg a többi gödöllői iskolához hasonlóan – az őszi és a tavaszi időszakban sok diák (és szerencsére tanár is) érkezik reggelente kerékpárral, de a reggeli csúcsidőszakban az előzési oldaltávolság betartására nem mindig figyelnek az autósok, veszélyeztetve ezzel a kerékpározókat. A kiindulási ötletünk az volt, hogy azt a sokszor szubjektív érzetet, hogy egy autó túl közel megy el a kerékpár mellett, próbáljuk meg objektíven is detektálhatóvá, azaz mérhetővé tenni. Erre a mai elektronikai eszközök már jó lehetőséget adnak.

A távolságmérésre nyilván a mechanikai módszerek (mérőszalag, stb.) nem jöhettek szóba, de manapság sokféle elektronikus mérési módszer is van. A lézeres és az ultrahangos távolságmérést mérlegeltük, és a szerintünk egyszerűbb használhatósága miatt végül az ultrahangos mérési módszert alkalmaztuk. Ennek lényege, hogy egy ultrahangos jeladó (a hallhatónál magasabb frekvenciájú hangot kiadó hangszóró) által kibocsátott jelsorozat, ha valahonnét visszaverődik, akkor visszajut az adó mellett elhelyezett ultrahangos detektorba (ami tulajdonképpen egy, az adott ultrahang tartományra érzékeny mikrofon). A jel kibocsátása és észlelése közötti időtartam hosszát az ultrahang sebességével (ami a normál hangsebesség) megszorozva megkapjuk az ultrahang által megtett utat, ami kétszerese a test távolságának (mivel a hang oda-vissza ment közben).


A cél az volt, hogy egy (vagy több) kerékpárra ultrahangos jeladót és detektort szereljünk, ami képes 2-3 méter távolságig centiméter-pontossággal megmérni a szenzor előtt levő testek (esetünkben a kerékpárt előző gépkocsik) távolságát.
Első megoldásként egy LEGO NXT robotot használtunk, amihez egy, a saját készletében megtalálható ultrahangos távolságmérőt és egy ledet csatlakoztattunk. Az ultrahangos egységet a kormány szélére erősítettük, míg a LEGO robot a kormányra erősített telefontartóra került. Bár a robot folyamatosan (másodpercenként) mérte és a kijelzőjére ki is írta a szenzor előtt levő tárgyak távolságát, a túl kicsi távolságot (egy méter alatt) egy piros LED felgyulladása is jelezte, így a kerékpárosnak nem kellett a kis méretű kijelzőt figyelnie, ami balesetveszélyes lett volna.

Különböző kerékpárokra felszerelt NXT robot

Az eszközt működtető rutin a LEGO NXT 2.0 programmal készült, és másodpercenként mentette az adatokat. Mivel a rendelkezésünkre álló LEGO NXT robotok működési paraméterei (például: mintavételezési sebesség) és kommunikációs lehetőségei behatároltak, felmerült, hogy egy kicsit szélesebb méréshatárú ultrahangos detektort egy mikrokontrollerrel kössünk össze, ami képes kijelezni és elmenteni ezeket az adatokat, amiből később statisztikát készíthetünk. Mivel manapság az Arduino mikrokontrollerek elérhető árú és eléggé elterjedt eszközök, a következő verziót ennek segítségével építettük meg. Az első prototípus még egy egybeépített eszköz volt, amit egy elektromos kötődobozba szereltünk bele. A távolságkijelzést egy kétsoros LCD kijelző beépítésével oldottuk meg, az energiaellátást egy powerbank biztosította.
A fenti prototípus alkalmas volt a rendszer tesztelésére, próbamérések végzésére, de mivel a szenzort és a feldolgozóegységet egy házba építettük be, a biciklin való használhatósága limitált volt (nehézkes volt felszerelni). Emiatt elkészült az eszköz végleges változata, ahol az ultrahangos egység külön dobozba került egy, a kormányra erősíthető tartóval, míg a központi egység és az energiaellátást biztosító powerbank egy vízálló műanyag házba. Az egység az előre beállított távolságnál közelebbi tárgyak észlelésekor hangjelzést is ad.

Az eredményekből azt láttuk, hogy az iskolához vezető utcákon, mivel az egyetemen átvezető utak szélesek, a gyenge délelőtti forgalomban az autók általában nagy ívben kerülik a kerékpárosokat (néhány százalék az 1 méternél közelebbi előzés). Amikor azonban sűrű szembejövő forgalom is van, akkor nem várják ki az előzési lehetőséget, hanem sávon belül is elmennek a kerékpárosok mellett, ami esetenként a kis oldaltávolság miatt már balesetveszélyes (29 kocsi a 46-ból 1 méternél kisebb oldaltávolsággal előzött, az esetek 10%-ában az oldaltávolság 50 cm körül volt).

Mivel közben véget ért a tanév, a mérések nagyobb számú megismétlése az őszi időszakra fog esni. Bár, azt nem tudjuk, hogy ez a KRESZ által megengedett-e, de felmerült az is, hogy ha túl közel halad egy autós a kerékpárhoz, akkor a mikrokontroller kapcsoljon be egy figyelmeztető jelzést (villogó lámpa, hangjelzés), mintegy figyelmeztetve az autóst a veszélyre.
A rendszert irányító központi egység megvalósítására más ötletünk is van. Az Arduino rendszer mellett felmerült a Raspberry Pi mikroszámítógép használata is, mert bár ennek analóg bemenete nincs, de az egyéb szolgáltatásai (adatok könnyű mentése és wifin keresztül történő megosztása, igény esetén vezeték nélküli Bluetooth kapcsolat más eszközökkel) alapján talán ez egy még fejlettebb szolgáltatásokat nyújtó megoldás lehet.

A projekthez kapcsolódó eszközök bemutatásával a diákok sikerrel szerepeltek a Pannon Egyetem Hlavay József Környezettudományi és Műszaki Diákkonferenciáján, ahol a Műszaki szekcióban Járó Izabell és Fülöp Eszter előadása (Biztonságosabb bicózásért projekt címmel) II. díjat nyert.
A projekt az Emberi Erőforrások Támogatáskezelő Út a Tudományhoz programjának támogatásával készült, amiért ezúton is köszönetet mondunk.


Az Invitel IP TV és Digitális kábeltévé előfizetéseivel HD minőségben is élvezheti a TV csatornák műsorait.

 

Kapcsolat | ImpresszumAdatvédelem | Médiaajánlat

© Gödöllői Hírek Online