Загрязнение воздуха и уровень УФ-А спектра излучения на высоте 800-1000 метров

1.

2.

УЧАСТНИКИ КОМАНДЫ
Матвеев
Матвей
Программист
Ковалевский
Лев
Инженерисследователь
Благодаренко
Алексей
3-D моделист
Гончарова
Анастасия
Инженер

3.

ВВЕДЕНИЕ
Наша цель – измерять загрязнение воздуха и уровень УФ-А спектра излучения на
высоте 800-1000 метров. Это важно, потому что данные измерений помогают лучше
оценить воздействие загрязнений на экосистемы и здоровье человека.
ПРОБЛЕМАТИКА
Проблематика определения УФ-излучения и загрязнения воздуха на такой высоте связана с рядом
факторов.
Во-первых, на таких высотах могут наблюдаться значительные изменения в концентрации
загрязняющих веществ и уровне УФ-излучения, что требует специальных методов и инструментов для
измерения и мониторинга.
Во-вторых, эти данные важны для оценки воздействия на окружающую среду, здоровье человека и
экосистемы, что является сложной задачей, требующей комплексного подхода. Также, отслеживание и
анализ данных о загрязнении на такой высоте помогает лучше понимать атмосферные процессы и их
влияние на климатические изменения.

4.

ГРАФИК-ПЛАН РАБОТЫ
Месяц
Над чем велась работа
Октябрь
Разработка системы спасения
Ноябрь
Система определения уровня загрязнения
воздуха
Декабрь
Система определения УФ-излучения
Январь
Подготовка к отборочной сессии
Февраль
Сборка конструкции
Март-май
Код и проверка дееспособности(испытания)

5.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЁТ БЮДЖЕТА
Товар
Ссылка на товар
Стоимость
RaCeBoard
22 000 руб.
Датчик уровня CO2 CSS811
https://www.ozon.ru/product/datchik-kachestva-vozduha-ccs811-voc-eco21390874149/?asb=JPQykG0XZviedifpWeK%252BcTF%252Fif2ntmSjfZsa%252Ffogx9g%253D&asb2=SyshsSDoTm7svQsE-Tn71bQan9snP1GNwehGL7d8JSVr_fXAvtcIINm9iV4j_LP&avtc=1&avte=2&avts=1716710284&keywords=ccs811
1405 руб.
Модуль датчика ультрафиолета
GUVA-S12SD
https://www.ozon.ru/product/datchik-intensivnosti-ultrafioleta-guva-s12sd-dlya-arduino1549840740/?asb=Lv6QlvMKtsehndATkVivMB%252BWswz%252BubTIaSptxPNSr34%253D&asb2=oW2yRcJ9MxfdBNfWvSO7zs
ZrMKeC_HmC0D7JlGUkKtckvo2eBu8gBe_tpnaJeGAK&avtc=1&avte=2&avts=1716710336&keywords=GUVA-S12SD
298 руб.
Ткань нейлон (3м)
Куплено по месту
350 руб.
Аккумулятор 18650
https://www.ozon.ru/product/batareyka-akkumulyatornaya-18650-4-2v-8000mah-1sht-akkumulyator-litiy-ionnyy-li-ion-svypuklym879937848/?asb=SJPq9bhtDXdBEFhJVfwXpOAysqERRPI8bzsyb%252BCzJdzde%252FCNEhDCLepxoHuTzucR&asb2=iHfIt14nkM7
ubaBW2OGiuQm10lHz5zCpbKYsTuWVIXsdrbraKND6_PaHf0Q8xy4aVQlCBktJ0RTROYg7MOHNQYcaFfmflNZ6E8sho4vfsimXOndUUp7WZTPnbmmb7HqtYijQ_IZOLlKWUnheNx91wVWT_IvCiwIzNVyX541pnxjeZMZYrmExD9lfiy2KNnI&avtc=1&avte=2
&avts=1716710417&keywords=батарея+18650
175 руб.
Шпильки 3 мм(4 шт.)
https://www.ozon.ru/product/shpilka-stroitelnaya-rezbovaya-krepezhnaya-m3h1000-mm-din975-otsinkovannaya-5-shtuk816806939/?asb=2AfOhfGHVveGEw6qhGXhrwHKzhYkiZkPAYQsewvNL%252B8%253D&asb2=iBuDydywtth02nMB2fFLuNrUNYjNmKt443WNGYnogjpxiQtZvZRJ4xCxBR_bvzNshr40V_zsIFakW1rnV5aLw&avtc=1&avte=2&avts=1716710760&keywords=
шпилька+резьбовая+m3
700 руб.
Итого: 24928 руб.

6.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ
Потребитель
Напряжение
питания, В
Ток, А
CSS811
5
0,03
GUVA-S12SD
5
0,001
0,005
RaCeBoard
5
0,06
0,3
Общее энергопотребление
Мощность, Вт

7.

Исследовать состав воздуха на
протяжение всего полёта,
определить изменение
загрязнение в зависимости от
высоты.
Исследовать УФ-излучение на
протяжение всего полета.
ЦЕЛИ
1
Изготовить спутник
соответствующий требованиям
чемпионата ВИШ.
Создать чертежи, схему и модель
спутника.
Изготовить (приобрести) нужную
электронику.
Написать программный код
который позволяет получать
данные по радио-каналу и
строить графики в режиме
реального времени.
ЗАДАЧИ
2

8.

ОСНОВНЫЕ МИССИИ
1.
2.
3.
4.
5.
Выдержать полет на высоте до 1 км с перегрузкой 12g
После отделения от ракеты-носителя аппарат должен спускаться на Землю с
безопасной скоростью (5-10 м/c)
Измерять: температуру, давление, 3 компонента кажущегося ускорения
Масса не более 350 грамм
Передача данных в полете по радиоканалу
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МИССИИ
Исследование УФ-А спектра излучения и составление графика. Дополнительная миссия состоит в
измерении ультрафиолетового излучения в течение всего полёта для более полного понимания его
воздействия на окружающую среду и здоровье людей.
Исследование примерного уровня загрязнения воздуха. Дополнительная миссия состоит в измерении
уровня загрязнения воздуха в течение всего полета с целью получения более полной информации о
качестве воздуха на различных уровнях атмосферы и его влиянии на окружающую среду и здоровье
человека.

9.

ПАРАШЮТ
Проанализировав информацию в Интернет, о том какой материал используется для парашютов, выбор пал
на использование нейлона, из-за его высокой прочности, стойкости
к деформации и водостойкости.
Было решено сделать парашют в форме купола, состоящего из 8 клиньев.
РАСЧЁТ СИСТЕМЫ СПАСЕНИЯ
Характеристика парашюта Полученный результат
=>
S
1211, 4 см^2
R
17,4 см
M
350 грамм
V
7 м/c
R0
1,2255 кг/м³
g
9,81 м/c^2
r
1,16 см
Сd
0,6

10.

Испытание системы спасения
После пошива парашюта было решено испытать его. Для этого мы купили жестяную банку 0,5 л
объёмом, наполнили ее гайками, чтобы масса была 350 грамм, затем привязали эту банку к нашему
парашюту и скинули с 9 этажа. (кликнете на видео, чтобы оно включилось)

11.

РАСЧЁТ ПРОЧНОСТИ
Для расчёта прочности шпильки(диаметр шпильки), по данным сайта center-pss.ru нам нужно знать
несколько значений:
1) Сила подъёма ((
)
Где m – масса нашего спутника, а g – ускорения свободного падения. Подставляем:
, где 12g – максимальная нагрузка, которая может быть
при вылете спутника.
2)Предел текучести материала шпильки(табличная величина) – 350 Мпа
3)Коэффициент допустимого напряжения – 1,2 (берём с запасом)
4)Количество шпилек – 4 шт.
Диаметр шпильки – 0,18 мм.

12.

ГАБАРИТНАЯ СХЕМА

13.

Создание специальной платы МИФ№1
Для более удобной компоновки было решено создать свою уникальную плату МИФ№1.

14.

3-D МОДЕЛЬ/Реальность

15.

АЛГОРИТМ РАБОТЫ
НАЧАЛО
Отправка
телеметрии по
радиоканалу
Запуск
спутника
Формирование
пакета телеметрии
Сохранение пакета
на карту памяти
Нет
Считывание
данных с
датчиков
Да
Инициализация
датчиков и
радиомодуля
Считывание данных
фоторезистора
Считывание
данных с
датчиков
Формирование
пакета телеметрии
Нет
Спутник достиг
апогея?
Да
Активация
системы спасения
Фоторезистор
засвечен?
Считывание
данных с
датчиков
Сохранение пакета
на карту памяти
Отправка
телеметрии по
радиоканалу
Нет
Да
Спутник
приземлился?
Сохранение
пакета на карту
памяти
Отправка
телеметрии по
радиоканалу
Формирование
пакета телеметрии
Включение
системы
обнаружения
Отключение
спутника
КОНЕЦ

16.

Циклограмма
ИНИЦИАЛИЗАЦИЯ
ПРЕДСТАРТОВОЕ ОЖИДАНИЕ
ПОЛЁТ
СПУСК
Поиск

17.

Структурная схема
ема(1)
ма(2)
СХЕМЫ
1
2
3
4

18.

Структурная
схема
Принципиальная схема(1)
СХЕМЫ
ма(2)
1
2
3
4

19.

СХЕМЫ
Структурная
схема
Принципиальная схема(2)
схема(1)
1
2
3
4

20.

СХЕМЫ
Схема подключения
датчиков
Структурная
схема
Принципиальная схема(2)
схема(1)
1
2
3
4