Комплект для изучения механики, пневматики и возобновляемых источников энергии

Общие сведения

Комплект представляет собой модель дома с роботизированным управлением инженерными системами. Конструкция представляет собой настольную модель дома с жилым модулем и двумя технологическими помещениями.

Образовательные возможности

Комплект позволяет:

• обучить работе в операционных системах семейства Linux, а также их администрированию
• обучить организации сетевого взаимодействия устройств в сетях, построенных на базе TCP/IP-протокола
• познакомиться с основами клиент-серверных технологий
• познакомиться с основами HTTP-протокола
• развить у обучаемого событийное программирование на JavaScript с использованием фреймворка Node.JS
• познакомиться с основами построения систем с обратной связью с использованием облачных технологий
• научиться программированию веб-интерфейсов

Функциональные возможности модели

Управление и контроль

• поддержание температуры в жилом модуле в заданных пределах (включение, отключение автоматического режима обогрева в зависимости от параметров окружающей среды)
• накопление тепла для дальнейшего использования с использованием солнечной энергии и встроенного нагревателя
• анализ теплопотерь в узлах модели
• анализ энергопотребления при разных способах поддержания заданной температуры в жилом модуле
• создание алгоритмов работы модели (максимальное снижение энергопотребления, прогнозирование изменения параметров окружающей среды и накопление тепла для последующего использования в соответствии с прогнозом)
• накопление электроэнергии для дальнейшего функционирования модели в автономном режиме
• анализ эффективности использования каждого из возобновляемых источников энергии
• анализ влияния параметров окружающей среды на запас электроэнергии
• анализ влияния разных потребителей на расход запасенной электроэнергии
• моделирование работы системы охраны и контроля доступа

Интерфейс модели «Умный дом»

• отображает данные, получаемые от датчиков, в веб-браузере
• обеспечивает включение всех исполнительных устройств в ручном режиме с блокировкой ошибочных действий пользователя
• периодическая передача всех регистрируемых параметров в облачный сервис по каналу Wi-Fi
• автоматическое управление исполнительными устройствами, входящими в состав модели
• получение данных от облачного сервиса о необходимости изменения состояния исполнительных устройств осуществляется по каналу Wi-Fi

Состав комплекта

Корпус и конструктивные элементы

• Комплект деталей корпуса: 1 комплект (12 деталей, материал - прозрачный пластик, количество технологических отсеков - 2)
• Элементы крепления
• Открываемая дверь с системой контроля доступа
• Средство звукового оповещения (включается при попытке несанкционированного доступа к жилому модулю)
• Управляемый внутренний осветитель

Исполнительные устройства и механизмы

• Комплект исполнительных устройств и механизмов: 1 комплект (включает элементы гидравлической схемы и систему вентиляции)

Элементы гидравлической схемы:

• теплообменники: 2 штуки
• тепловой резервуар: 1 штука (со встроенным нагревателем)
• насос: 1 штука
• клапаны: 4 штуки
• комплект тройников и трубок: 1 комплект

Контроль температуры теплоносителя осуществляется в 3 точках гидравлической системы

Система вентиляции:

• вентилятор
• открываемое окно с электроприводом

Режимы проветривания жилого модуля:

• режим 1: естественное проветривание (открытие окна)
• режим 2: активное проветривание (открытие окна и включение вентилятора)

Электронные компоненты

• Микрокомпьютер: 1 штука (подключение к Wi-Fi, работа с Bluetooth периферией, контроллер USB, программируемые контакты GPIO, коммуникационные интерфейсы: UART, I2C, SPI)
• Понижающий преобразователь напряжения
• Плата силовой электроники: 1 штука (независимые каналы управления, допустимый ток нагрузки на канал: 10 А)
• Плата подключения источников энергии: 1 штука (совместно с блоком реле обеспечивает коммутацию разных источников электрической энергии для зарядки аккумулятора и измерения силы токов зарядки от каждого источника)
• Блок реле: 1 штука (функция отключения источников зарядки от аккумулятора и отключения потребителей от аккумулятора по команде системы управления при достижении максимального и минимального предельных уровней зарядки)

Источники энергии

• Солнечная батарея: 1 штука (площадь 400 см²)
• Модель ветрогенератора: 1 штука
• Аккумулятор с платой защиты: 1 штука
• Внешний блок питания: 1 штука
• Внешний осветитель: 1 штука

Датчики

Комплект датчиков: 1 комплект

Цифровые датчики температуры с гибким сенсором:

• количество: 4 штуки
• диапазон измерений: от –20 до 110 °C

Цифровой датчик освещенности:

• количество: 1 штука
• диапазон измерений: от 0 до 20 000 люкс

Цифровые дискретные датчики температуры:

• количество: 3 штуки
• диапазон измерений: от –10 до 85 °C

Цифровой датчик напряжения:

• количество: 1 штука
• диапазон измерений: от –25 до 25 В

Цифровые датчики тока первого вида:

• количество: 2 штуки
• диапазон измерений: от –2,5 до 2,5 А

Цифровой датчик тока второго вида:

• количество: 1 штука
• диапазон измерений: от –10 до 10 А

Цифровой датчик тока третьего вида:

• количество: 1 штука
• диапазон измерений: от –250 до 250 мА

Примечание: электронные блоки всех датчиков (кроме цифрового дискретного датчика температуры) устанавливаются в одном из технологических отсеков комплекта.

Программное обеспечение

• Программный модуль: включает программный инструментарий, необходимый для работы с микрокомпьютером, датчиками и исполнительными устройствами

Документация

• Методическое пособие на русском языке по сборке стенда и его настройке

Система хранения (упаковка)

Производство

Произведено в России. Реестровая запись № 10739738