Vissza normál nézetbe Nyomtatás

Iskolaokosító projekt a gödöllői Premontrei gimiben

2018-07-30 16:44:13

A Gödöllői Premontrei Szent Norbert Gimnázium hallgatóit az Út a Tudományhoz program keretében nyert pályázat ebben a tanévben is segítette a mérnöki pályára való felkészülésben. A projekt részben az előző tanévben megkezdett munka folytatása volt, de természetesen ebben a tanévben is történtek új fejlesztések. Ezekről dr. Seres István fizika szakos tanár, projektvezető számolt be hírportálunknak.

Az előző tanévben próbaképpen kapcsolókat szereltünk az ablakokhoz, amik az ablak csukott állapotában zárva voltak, míg az ablak nyitott állapota esetén (vagy bukóra állított állapota esetén) a kapcsoló sem záródott. Így az eszközünket egy feszültségforrással megtáplálva és LED-ekkel felszerelve az ajtó mellett kint, egy kis ellenőrző panelen a gondnok egy gombnyomással meg tudta nézni, hogy az ablakok be vannak-e csukva, nem kellett az egyébként zárva levő szakterem ajtaját kinyitnia.

Az ablakokra szerelt érzékelők

Mivel az iskola gondnokának megtetszett az ötlet, megkért, hogy gondoljuk tovább, hogyan lehetne a fizika teremre kitalált rendszert más termekre is kiterjeszteni, és esetleg távoli elérésre is alkalmassá tenni, ez adta a projekt idei fejleményeinek egy részét.
A további termekre való kiterjeszthetőség érdekében (mivel a fizika teremben felszerelt gyári érzékelők ára elég magas, ami nagyobb darabszám esetén jelentős beruházást igényel) először is egy saját ablaknyitást érzékelő szenzor kifejlesztésébe fogtunk. A szenzor egy kis téglatest alakú tartály, aminek az aljába egy acélból készült fémlapot helyeztünk, a felső lapján két réz vezetéket pedig vezettünk át, amikre belülről egy-egy réz elektródát forrasztottunk.

Az elektródákat és az acéllemezt tartalmazó egységet az ablak mellé erősítettük az ablakfélfára, míg az ablakhoz egy L alakú fémlappal a mágnes erősítettük rá. Az ablak csukott állapotában a mágnes pont a fent bemutatott tartő fölé került, eközben magához, a tartály tetejéhez rántotta az acéllemezt, ami zárta a két elektróda által alkotott áramkört. Tehát ha az ablak nyitva van, azaz, a mágnes nem a szenzor felett van, akkor az acéllemez leesik, vagyis, nincs zárva az elektródák alkotta áramkör. Ha viszont az ablak csukva van, akkor a szenzor fölé kerülő mágnes az acéllap felrántásával zárja az elektródák alkotta áramkört.
Az ily módon kifejlesztett szenzor teljesen azonos elektromos választ ad, mint a gyári szenzor, de ez lényegesen olcsóbban megvalósítható (a gyári szenzor mintegy 1000 forintos egységárával szemben a saját szenzor uszkve 300 forintból megvalósítható, a legnagyobb tétel a neodímium mágnes 250 forintos ára).

A fejlesztés másik iránya az volt, hogy az ablakállapotokat (amik tulajdonképpen bináris számok: nyitva = nincs áram = 0, zárva = van áram = 1) ne csak LED-ekkel, a helyszínen, az az ajtó előtt állva egy gombnyomással ellenőrizhessük le, hanem akár távolról is elérhető legyen ez az információ. Mivel az ablak állapot tulajdonképpen egy bináris számmal (0 vagy 1) megadható, ezeket bemenő adatként egy mikroszámítógép digitális bemenetére kötöttük, így – tudva azt, hogy melyik bemeneten melyik ablakszenzor jele jelenik meg, az ablakok csukott vagy nyitott állapota – máshonnét, az internet segítségével akár távolról is (az IP cím és a megfelelő belépési adatainak ismeretében) meg lehet nézni. A feladatra a Raspberry PI mikroszámítógépet használtuk.
A mai kor követelményeinek ismeretében felmerült, hogy nem lehetne ugyanezt akár mobiltelefonon keresztül is megjeleníteni. Mivel wifi hálózaton vagy mobil interneten keresztül a Raspberry Pi-re való csatlakozás megoldható, a mobiltelefonon keresztül való ellenőrzés ily módon lehetséges. Az ablakok állapotának mobilon keresztül történő ellenőrzését az alábbi kisfilmben is szemléltetjük.


Az elkészített rendszereket – az iskola átépítése miatt – egyelőre le kellett szerelnünk, de remélhetőleg az új helyszínen az őszi félévtől ismét használhatóak lesznek. A gondnokkal való egyeztetés során felmerült az is, hogy ezeket az eszközöket akár a riasztó rendszerhez is lehetne kapcsolni, ha kinyílik egy ablak, jelezze a számítógép egy email/sms küldésével. De ez még egyelőre csak jövőbeli terv.

Egy kicsit az energetika felé fordultunk a szintén az épületgazdálkodáshoz tartozó másik részterület kapcsán. Az iskolában az előző években (az akkori projektesekkel) felszereltünk egy megújuló energiás „központot” napkollektorral, napelemmel, kis szélgenerátorral. Ezen eszközök néhány évente kis felújításra szorulnak, ami jó apropó arra, hogy ezt a rendszert is „megokosítsuk”. Nevezetesen: a sportcsarnok zuhanyzójába bekötött napkollektoros rendszerhez terveztünk és készítettünk egy digitális hőmérőt, ami lent a csapnál képes kijelezni, hogy fent a puffer tartályban hány fokos a víz, és ezáltal jelezni, hogy elég meleg-e a napkollektoros rendszer vize a zuhanyzáshoz.
A megvalósításhoz egy PT1000 platina ellenállás hőmérő szenzort, egy fix 1 kiloOhmos ellenállást kapcsoltunk sorosan, és mindkét eszköz feszültségét mértük egy Arduino mikrokontroller analóg bemenetei segítségével. A mérés során kihasználtuk, hogy soros kapcsolás esetén a feszültség az ellenállásokkal arányosan oszlik meg, ebből határoztuk meg az ellenállás hőmérő szenzor ellenállását, majd ebből számolja vissza a szenzor a hőmérsékletét (a PT1000 ellenállás hőmérő 0°C hőmérsékleten 1001 Ohmos, és fokonként közelítőleg 4 Ohmmal nő az ellenállása). Az iskola átépítése miatt a napkollektoros rendszerünket is le kellett bontanunk, de remélhetőleg az átépítés után az új helyen már a hőfokkijelzővel együtt kerülhet felállításra. A megvalósított eszköz kontrolmérés közben az alábbi képen látható:


A projekthez kapcsolódó eszközök bemutatásával a diákok sikerrel szerepeltek a Pannon Egyetem Hlavay József Környezettudományi és Műszaki Diákkonferenciáján, ahol a Műszaki szekciójában Sajben Angelika és Málnási Dávid előadása (Premontrei iskola okosító projekt címmel) III. díjat nyert.
A projekt az Emberi Erőforrások Támogatáskezelő Út a Tudományhoz programjának támogatásával készült, amiért ez úton 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