Nowe technologie w służbie ochrony środowiska

Według najnowszego raportu WHO, 36 spośród 50 najbardziej zanieczyszczonych miast Unii Europejskiej leży w Polsce. Jakość powietrza, którym oddychamy ma bezpośrednie przełożenie na stan naszego zdrowia. To domy jednorodzinne w największym stopniu przyczyniają się do powstawania smogu. Korzystanie z systemu optymalizacji zużycia mediów oraz wymiana kotła węglowego na gazowy lub przyłączenie do sieci grzewczej mogą zmienić tą sytuację.

nn

Nazywam się Karol i jestem studentem trzeciego roku energetyki na Politechnice Warszawskiej, członkiem Studenckiego Koła Naukowego Energetyki przy Szkole Głównej Handlowej oraz pracownikiem Planety Robotów. Poruszony tymi niechlubnymi statystykami postanowiłem zapoczątkować projekt „Makieta Smart Home” mający na celu popularyzację nowoczesnych technologii i pozytywnych praktyk pomagających Polakom oszczędzać energię.

n

Jak wyglądał rozwój projektu?

nn

Faza zbierania pomysłów rozpoczęła się jeszcze przed wakacjami 2018 roku. Początkowo projekt miał obejmować sam system ciepłowniczy i tłumaczyć jego działanie najmłodszym oraz miał być przeprowadzony jako część działalności SKN Energetyki. Planeta Robotów zgodziła się zostać naszym partnerem dostarczając wszystkich potrzebnych do budowy klocków LEGO. Razem z kolejnymi spotkaniami zespołu pomysł ulegał transformacji i ostatecznie system ciepłowniczy przerodził się w nowoczesny dom wyposażony w system Smart Home. To w tym czasie dołączył do nas Kuba – autor systemu sterowania (BMS) oraz wszystkich podzespołów elektronicznych, uczeń 1 klasy XXVII Liceum Ogólnokształcącego im. Tadeusza Czackiego w Warszawie. Zaczęliśmy od stworzenia harmonogramu Gantta pozwalającego śledzić postępy projektu oraz zaproponowania listy partnerów. Zakup części elektronicznych (moduły Wi-Fi ESP8266, silniki elektryczne, taśmę LED, czujniki temperatury, ciśnienia, wilgotności, minikomputer Raspberry Pi i inne), rurki perystaltyczne, grzałkę i pompkę będące częścią systemu ogrzewania podłogowego oraz stolik będący podstawą makiety sfinansowaliśmy dzięki firmie Bosch – partnerowi wspierającemu projektu. Projekt, na którym wzorowaliśmy się podczas dalszego tworzenia makiety stworzyła nasza koleżanka Ola, działając w specjalnym programie służącym do projektowania konstrukcji z klocków LEGO.

nn

Po ustaleniu podziału prac, stworzeniu planu domu i zakupie części rozpoczęliśmy pracę. Równolegle Kuba zajmował się lutowaniem elektroniki i programowaniem systemu, a ja zajmowałem się kontaktem z partnerami, finansowaniem oraz budową makiety. Ostatecznie stworzyliśmy działający produkt w kwietniu 2019 roku. Makieta przeszła swój „chrzest bojowy” w dniach 11-12 maja, podczas Festiwalu Nauki „Skołowany Weekend” na wydziale Matematyki i Nauk Informacyjnych Politechniki Warszawskiej. Do zespołu projektowego pod koniec kwietnia dołączyło jeszcze 3 kolegów z SKN Energetyki, wspierających nas podczas wydarzeń promocyjnych.

nn

fotografia z Festiwalu Nauki „Skołowany Weekend”

nn

Jak to działa?

n

Poszczególne urządzenia łączą się z serwerem przekazując i odbierając od niego informacje dzięki modułom ESP. Równolegle serwer komunikuje się z aplikacją internetową służącą do wydawania poleceń i odczytywania danych dotyczących parametrów pracy makiety. Użytkownik ma możliwość poruszania roletami, zmiany koloru i natężenia światła oraz odczytu danych (temperatury i wilgotności powietrza) z domowej stacji pogodowej.

n

Widok interfejsu aplikacji do sterowania makietą

nn

Zmiana barwy światła, widok makiety

Roleta opuszczona

n

Roleta podniesiona

nn

Pod podłogą znajduje się system rurek reprezentujących ogrzewanie podłogowe, w których płynie czynnik grzewczy – woda. Docelowo nasz inteligentny dom ma sam dostosowywać pracę grzałki umieszczonej w zbiorniku z wodą stojącym obok makiety do zadanej przez użytkownika temperatury odpowiednio włączając ją i wyłączając, jeśli temperatura podłogi będzie zbyt niska lub zbyt wysoka.

n

System ogrzewania podłogowego (fragment)

nn

Urządzenia zasilane są z sieci 230V. Napięcie następnie obniżane jest do wartości 12V wymaganej do pracy silników elektrycznych i taśmy LED. Do celów pracy elektroniki zachodzi kolejne obniżenie napięcia, tym razem do 5V.

nn

Wykorzystane języki programowania:

n

Kontrolery: C++

n

Serwer: Note JS (Java Script)

n

Strona: Angular JS (Java Script), HTML, CSS

nn

Plany na przyszłość

nn

Projekt „Makieta Smart Home” z racji mnogości rozwiązań obecnych na rynku ma przed sobą perspektywę nieskończenie wielu modyfikacji. Już teraz mamy mnóstwo pomysłów takich jak automatyczne drzwi garażowe czy własne źródło zasilania. Planujemy odwiedzenie kolejnych pikników naukowych oraz udział w wydarzeniach organizowanych przez SKN Energetyki i Planetę Robotów.

nn

Bądź SMART – dbaj od środowisko!