Летающий газоуловитель спешит на помощь
Владимир Тихонов учится в ИТМО на «Приборостроении». Он поступил в вуз как победитель ITMO.STARS: вместе с сокомандником Никитой Ларским он разработал газоуловитель для дронов. Таким можно проверить качество воздуха где угодно (ну, почти). И да, он поможет спасти жизни, а как именно — рассказывает Владимир в интервью для «Мегабайта».
— Как тебе пришла в голову идея газоуловителя для дронов?
— Максимально спонтанно. Ехал с отцом на тренировку и как всегда, играло радио. Я услышал новость: на техническом объекте пострадали люди из-за выбросов газов. Меня это расстроило, но так появилась идея создать простой и мобильный прибор, который позволил бы замерять уровень загазованности воздуха и не привлекать для этого много ресурсов.
— Кто чем занимался в команде?
— Нас было двое: я и Никита Ларский, мы оба учимся в ИТМО. Я отвечал за сборку оборудования, а также следил за устранением ошибок в полете.
Мой сокомандник же написал программу для микроконтроллера и сделал приложение для дрона. Мы работали сильно в разных направлениях, поэтому у нас редко возникали какие-то недопонимания.
— Где, по-твоему, такой газоуловитель был бы особенно полезен?
— Из основных сфер применения — заводы, газоперекачивающие станции, газопроводы, — словом, везде, где имеем дело с газом.
Вот представьте: происходит утечка газа, люди это как-то понимают на уровне ощущений. Но им все равно нужно вызвать специальную службу. Пока они приедут, пока установят свое оборудование… А наше устройство взял, отправил полетать немного, и дальше сразу проясняется, где беда.
Также это решает проблему утечки газа в жилых районах, где довольно много людей и нужно мобильно и быстро выяснять, что не так. Если бы хотя бы на микрорайон имелось одно такое устройство, уже было бы хорошо.
— Немного поговорим о матчасти. Как выглядит и работает дрон?
— Если объяснять на пальцах, то есть коробочка, внутри которой лежит микроконтроллер. А сверху коробочки прикреплены все необходимые датчики, чтобы у них был доступ к воздуху. Сами же датчики работают за счет химического анализа воздуха. На него влияют температура и влажность, которые стоит учитывать. Тут мы ничего не изобретали: как это делать подробно было описано в инструкции к датчикам.
— Какие газы может улавливать дрон?
— Наш датчик углекислого газа MQ-135, базовый датчик для платформы Arduino, может улавливать довольно много веществ. Из основных — промышленные газы, такие как метан или пропан.
У каждого газа есть своя шкала загазованности, и датчик измеряет концентрацию газа в ppm (миллионная доля, единица измерения концентрации. — Прим. автора), где 100 % — это чистый газ. Если ppm превышает норму — что-то не так, и пора беспокоиться. Наш датчик не улавливает какой-то конкретный газ: он может определить, что воздух в принципе загазован каким-то неблагоприятным для человека веществом.
— Засекали ли вы какие-то аномальные значения газа?
— Когда мы только начинали проводить эксперименты, мы брали зажигалку и выпускали из нее газ, не поджигая. Конечно же, при таких условиях шкала поднималась заметно выше нормы!
— Кроме дрона у вас есть еще приложение для ПК. Что оно делает?
— Приложение разработал мой сокомандник Никита, чтобы можно было удобно визуализировать данные с дрона. Оно строит два графика: первый — измерения загазованности с одного датчика, а второй — вычисления погрешности из-за текущей температуры и влажности. Цвета сигнализируют, как обстоят дела. Зеленый — все супер, желтый — что-то не так, красный — все плохо. В устройство встроен GPS, поэтому на каждую точку графика можно нажать и посмотреть, где датчики уловили такое значение.
— Как проходили первые испытания?
— На тот момент мы учились в Петергофе, на окраине Петербурга, поэтому тестировали там. Проверено: воздух чистый, датчики показали, что все хорошо! Но близко к дорогам подходить все же не стоит: рядом с ними картинка была печальнее.
— Влияют ли как-то погодные условия на работу газоуловителя?
— Плохая погода — это одна из проблем. На данный момент все датчики никак не защищены, поэтому летать в дождь не получится. Если вода попадет внутрь устройства, измерения будут неправильными. Хотя для самого дрона это не беда, он влагоустойчив. Мы думаем сделать специальную защиту вокруг датчиков так, чтобы и воздух поступал, и дождь не попадал. Но над этим еще нужно работать.
Владимир Тихонов. Фото: Александра Санаева
— Насколько сложно было найти детали?
— Есть специальные магазины, продающие детали для Arduino. Залезли на сайтик: «Тык-тык-тык, нам нужно что-то, связанное с измерением загазованности. Ага, вот, сайт выдал это!» Всего на детали мы потратили чуть меньше двух тысяч рублей без учета стоимости дрона (запомните эту цифру!).
— Что показалось тебе самым сложным в работе?
— Самое сложное — первый запуск. Это было очень нервно, мы даже немного повздорили с сокомандником на тему того, «как лучше запускать дрон». Но желания бросить проект у нас не возникало, потому что все решалось принципом: «мы решим эту проблему». Почему-то мы были уверены, что все получится.
— Как долго вы делали проект?
— У меня уже были некоторые наработки, поэтому весь проект занял примерно год.
— Что ждет ваш проект?
— Первое, что мы хотели бы усовершенствовать в нашем устройстве — это скорость обработки данных. Пока что мы можем изучать результаты измерений только после возвращения дрона из полета. Он прилетает — мы вынимаем карту памяти и изучаем сведения в нашем приложении. Мы думаем над тем, чтобы сделать радио. В отличие от wi-fi, радиоволны распространяются на значительно большие расстояния (500-700 км). Это позволит следить за изменениями датчиков издалека. Второе — хотим улучшить приложение. Удобно было бы сделать так, чтобы оно сразу на карте показывало загазованные зоны.
— Думал ли ты о том, чтобы как-то запатентовать ваше изобретение или заручиться поддержкой какой-нибудь подходящей компании?
— Мы изучили рынок и выяснили, что лидер в подобной отрасли в России — это компания «ПЕРГАМ». Они как раз занимаются производством промышленного оборудования. Их похожее решение — квадрокоптер со встроенным датчиком газа. Но это лазерный датчик. У него очень сложный принцип работы и высокая стоимость (мы погуглили для вас: более двухсот тысяч рублей! — Прим. редакции). С экономической точки зрения наш проект гораздо выгоднее.
Мы пытались связаться с некоторыми петербургскими компаниями, чтобы предложить им наше решение. Но на тот момент мы были еще школьниками, поэтому услышали только «вот сдайте пока ЕГЭ, а дальше как-нибудь посмотрим». Так что, акселератор ИТМО, жди нас!
— Собираешься ли ты дальше заниматься приборостроением или переключишься на что-то еще?
— Сейчас я занимаюсь 3D-моделированием, но интересы могут измениться в любой момент. Сейчас мне нравится одно, а дальше — будет видно.
— Можешь ли ты дать какие-то советы начинающим приборостроителям?
— Найдите ту нишу, которая вам нравится. Верьте, что у вас все получится. И да: аккуратно работайте с оборудованием!
Еще почитать по теме
