Об устройстве дрона-эколога

Систематизация экологического мониторинга качества воздуха с использованием квадрокоптера

Аналитический анализ итогов первого спринта

21 февраля 2023 года был начат проект «БПЛА-эколог, определяющий качество воздуха в городе Якутске». Из найденных нами 17-и датчика них мы отобрали самые подходящие и перешли к этапу тестирования и программирования следующих датчиков: датчики паров спирта, угарного газа, метана, водорода, температуры. В прошлом году мы работали с дроном Призрак-2, но его проблема заключалась в том, что его грузоподъемность не удовлетворяла наши требования. С данным прототипом мы участвовали в 25-ых Лаврентьевских чтениях перед экспертами и пришли к выводу, что данный дрон и датчики не то, что нам подходит: при получении данных с датчиков не выстраивается «полная картина» экологической ситуации в городе, это недостаточно для анализа качества воздуха. По итогам первого спринта мы рассмотрели проблему, возникшую в процессе работы: недостаточное количество необходимых приборов и материалов для реализации идеи проекта. Для решения данной проблемы мы купили недостающие детали из интернет-магазинов, составили смету (Таблица 2). В качестве замены имеющегося дрона Призрак-2 мы рассматривали сначала дрон Фантом-4, ведь его параметры подходили, но проблема заключалась в том, что он не так доступен по цене. Мы начали работу с дроном-октокоптером, но поднять его в воздух не удалось и мы приступили к клеверу-4.

Программирование датчиков

Для начала мы провели тестирование всех датчиков, модулей и плат, оказалось, что GSM-модуль не ловит сотовый сигнал, мы столкнулись с такой проблемой, что нами был утерян датчик углекислого газа (CO2), датчик температуры и влажности, поэтому мы докупили эти детали, составили смету. Соединили программу в одну, а после взяли скетчи каждого датчика и запрограммировали их Ардуино, затем настроили GSM-модуль и вывод данных на центральный компьютер. После мы поместили электрическую плату на конструкцию, закрепляющую ее на дроне изготовленную из ПВХ

Программирование дрона

Для начала мы подключили программу QgrundContol, затем калибровали коптер, подключили и настроили пульт от дрона, запускали движки для проверки на работоспособность. Затем синхронизировали дрон и пульт управления. В первый раз мы подняли дрон в воздух без конструкции, затем с конструкцией. После установки датчиков и подготовки дрона мы выполнили проверку дрона на работоспособность. В результате тестирования дрона со всем оборудованием, мы убедились в достаточном уровне таких технических характеристик дрона, как грузоподъемность, удержание высоты, автовзлет.

Принцип работы

Датчики получают данные о качестве воздуха, полученные данные обрабатываются и с помощью технологии GSM-модуля отправляются в виде SMS-сообщения на номер телефона оператора. Дрон перемещает датчики по указанным в программе координата.

Датчики

Получение данных о качестве воздухе

GSM-модуль

Обмен цифровыми данными

Привязанный номер телефона (пользователь)

Передача информации

Сайт

Вывод данных на сайт