Кейс позволит погрузиться в одно из самых полезных для человека направлений – разработку и создание устройств для оценки качества воздуха.
О чем кейс?
Кейс будет полезен обучающимся и наставникам образовательных организаций, технологических кружков для погружения в повестку НТИ с наиболее интересной стороны - путем выполнения практического задания, имеющего значимость для широкой аудитории. Кейс может быть использован для проведения "Дней НТО", "Уроков НТО", хакатонов и занятий по подготовке школьников к НТО.
Кому будет полезен кейс?
  • Что такое НТИ?
    НТИ расшифровывается как «Национальная технологическая инициатива». И это большая программа нашего государства. Она создана для того, чтобы наша страна развивала передовые технологии. Какие? Например, большие данные, создание беспилотного транспорта, умные гаджеты и города, виртуальная и дополненная реальность, искусственный интеллект и многое-многое другое
  • Что такое НТО?
    И уже сегодня школьники могут стать частью передовых технологий. Дело в том, что для будущих профессионалов Национальной технологической инициативы была создана Национальная технологическая олимпиада (НТО). Школьники погружаются в современные технологии путем выполнения интересных практических заданий и соревнуясь со своими сверстниками. А еще они получают бонусы и призы.
Структура кейса
  • Подробное описание задания
    Содержит этапы выполнения с иллюстрациями. Практическое задание представлено для 2 уровней участников: стартового и продвинутого.
  • Видео-ролики
    В видео педагог подробно показывает и рассказывает каким образом выполнять задания.
  • Дополнительные материалы
    Они содержат раздаточный материал, который облегчает педагогу проведение занятия.
Данный кейс -
это первый шаг, чтобы попробовать "руками" современные технологии и сделать что-то по-настоящему
стоящее
О рынке (направлении) "TechNet"
Кейс создан для знакомства с рынком TechNet. Этот рынок представляет собой направление, которое связано с цифровым проектированием и моделированием, робототехникой и работой с большими данными.
О рынке (направлении) "TechNet"
Кейс создан для знакомства с рынком TechNet. Этот рынок представляет собой направление, которое связано с цифровым проектированием и моделированием, робототехникой и работой с большими данными.
Компании рынка "TechNet"
Фонд "Сколково"
Фонд «Сколково» – некоммерческая организация, созданная для реализации проекта создания и обеспечения функционирования территориально обособленного комплекса – инновационного центра «Сколково» для исследований, разработок и коммерциализации их результатов.
Миссия Фонда «Сколково» – создание экосистемы, формирование благоприятных условий для инновационного процесса: ученые, конструкторы, инженеры и бизнесмены совместно с участниками образовательных проектов будут работать над созданием конкурентоспособных наукоемких разработок мирового уровня в пяти приоритетных направлениях: энергоэффективность и энергосбережение, ядерные технологии, космические технологии и телекоммуникации, биомедицинские технологии, стратегические компьютерные технологии и программное обеспечение.
Перейти на сайт
Молодежная группа "Пятеро в кубе"
так говорит о рынке "TechNet":
формирует комплекс ключевых компетенций в Российской Федерации, обеспечивающих интеграцию передовых производственных технологий (ППТ) и бизнес-моделей для их распространения в качестве «Фабрик Будущего» первого и последующего поколений.

Создание глобально конкурентоспособной кастомизированной/персонализированной продукции нового поколения для рынков НТИ и высокотехнологичных отраслей промышленности.

В данном кейсе мы предлагаем вам погрузиться в тематику разработки данных продуктов и разработать устройство для оценки качества воздуха.
"TechNet"
Зачем решать кейс?
Может быть ты думаешь, что все это не для тебя, а может быть для
другой страны или другого
времени? Но это не так!
Эти технологии уже
присутствуют в нашей
жизни здесь
и сейчас!
В рамках решения данного кейса необходимо будет разработать устройство для отслеживания неисправности газового оборудования и своевременного звукового оповещения при отклонении от нормы (для продвинутого уровня). А для этого ты рассмотришь электронные компоненты, попробуешь себя в программировании и проведешь проверку работоспособности своего устройства!

Цель кейса*
Команда
  • Программист
  • Схемотехник
  • Эколог
Задачи команды
В процессе работы над кейсом вашей команде предстоит решить следующие конкретные задачи:
  • Проведите подробный анализ проблемы
    Ознакомьтесь с вопросом загрязнения со всех сторон, узнайте допустимые концентрации разных загрязняющих веществ
  • Ознакомьтесь со всеми компонентами,
    которые рекомендованы для поиска технического решения кейса (смотреть тут). Узнайте правила работы с ними, их свойства и ограничения. Подумайте, как вы можете использовать эти компоненты, для каких целей. Как вы уже представляете свой продукт?
  • Изучите инструкцию и схему
    Мы подготовили для вас инструкцию и схему, где указано как подключить необходимые компоненты для исправной работы датчика газа, а также пример кода, который может быть применен для запуска и проверки всех систем. Ознакомьтесь с этой инструкцией и схемой, предложите свои варианты работы с компонентами или доработайте и внесите изменения в код для полной оптимизации вашего устройства
  • Проверьте работу получившегося устройства
    Проверьте работу вашего устройства и подготовьте его презентацию в формате лонгрида (одностраничного сайта на Tilda.cc), максимально широко раскрыв вашу идею
Что нужно для работы
Для осуществления технологического решения вопроса и работы над кейсом рекомендуем к использованию:
  • ESP8266
    можно использовать и Arduino Nano - это дешевле и проще в настройке
  • Кабель micro USB
  • Датчик природного газа MQ-4
  • __
  • Сопроводительные элементы
    провода п-п, п-м; диоды; резисторы 220 Ом
  • ___
Что нужно для работы
Для осуществления технологического решения вопроса и работы над кейсом рекомендуем к использованию:
  • ESP8266 (можно использовать и Arduino Nano - это дешевле и проще в настройке)
  • Кабель micro USB
  • Датчик природного газа MQ-4
  • Сопроводительные элементы: провода п-п, п-м; диоды; резисторы 220 Ом
Материалы, которые пригодятся во время решения кейса
Полезные материалы
Техническое решение содержит этапы работы для стартового и продвинутого уровня. Задания для продвинутого уровня расположены в отдельном блоке
Техническое решение
Стартовый блок
Шаг 1
Настройка Arduino IDE
для платы ESP8266
  • Откройте среду разработки и, как показано на рисунке, нажмите Файл -> Настойки
  • Нажмите на указанный значок (2). В окошко вставьте ссылки:
  • Нажмите на кнопку "Инструменты", затем на строчку платы, нажмите на кнопку "Менеджер плат"
  • В поисковике введите: "esp32". Нажмите "Установка", закройте окно
  • Нажмите на кнопку "Инструменты" и наведите мышь на строчку "Плата...". В открывшемся списке выберите название платы "Generic ESP8266 Module"
  • Чтобы загрузить скетч нужно обязательно выбрать порт
  • Откройте среду разработки и, как показано на рисунке, нажмите Файл -> Настойки
  • Нажмите на указанный значок (2). В окошко вставьте ссылки:
  • Нажмите на кнопку "Инструменты", затем на строчку платы, нажмите на кнопку "Менеджер плат"
  • В поисковике введите: "esp32". Нажмите "Установка", закройте окно
  • Нажмите на кнопку "Инструменты" и наведите мышь на строчку "Плата...". В открывшемся списке выберите название платы "Generic ESP8266 Module"
  • Чтобы загрузить скетч нужно обязательно выбрать порт
Шаг 2
Подключение
датчика газа к плате
Подключите датчик природного газа MQ-4, как показано на схеме и фото:
Шаг 2
Подключение резисторов
и светодиодов
Подключите резисторы и светодиоды, как показано на схеме и на фото. Помните, резистор не имеет полярности!
Посмотрите схему, которая объясняет, как связать пины на схеме и их номера в скетче. Ты узнаешь почему, например, подключаем к D5, а в скетче пишем 14.
Шаг 3
Загрузка кода на микроконтроллер
через "Arduino IDE"
Подключите микроконтроллер к ноутбуку или к ПК и загрузите код через "Arduino IDE"

const int analogInPin = A0;
int redLed = 13; 
int blueLed = 14; 
int sensorValue = 0;
void setup()
{
Serial.begin(115200);
pinMode(redLed, OUTPUT);
pinMode(blueLed, OUTPUT);
}
void loop()
{
sensorValue = analogRead(analogInPin);

if (sensorValue >= 300)
{
digitalWrite(blueLed, HIGH);
digitalWrite(redLed, LOW);
}
else{
digitalWrite(blueLed, LOW);
digitalWrite(redLed, HIGH);
}

Serial.print("sensor = " );
Serial.println(sensorValue);
delay(1000);
}
Шаг 4
Проверка работоспособности
устройства
Ваше устройство после сборки может выглядеть так:
Продвинутый блок
Вам понадобится
Дополним устройство дисплеем и пьезоилучателем: дисплей покажет значения, снятые с датчика газа; пьезоизлучатель звуковым сопровождением сообщит о превышении нормы газа.
  • ЖК-дисплей
  • Пьезоизлучатель
Вам понадобится
Дополним устройство дисплеем и пьезоилучателем: дисплей покажет значения, снятые с датчика газа; пьезоизлучатель звуковым сопровождением сообщит о превышении нормы газа.
  • ЖК-дисплей
  • Пьезоизлучатель
Шаг 1
Установка библиотек
в "Arduino IDE"
Установите в "Arduino IDE" библиотеки "Wire" и "LiquidCrystal I2C", как показано на изображениях:
Шаг 2
Подключение пьезоизлучателя
к микроконтроллеру
Отключите микроконтроллер от ноутбука или от ПК и к ранее собранной схеме подключите пьезоизлучатель, как показано на изображениях:
Шаг 3
Подключение дисплея
к микроконтроллеру
К схеме подключите дисплей, как показано на изображениях:
Шаг 4
Загрузка кода на микроконтроллер
через "Arduino IDE"
Подключите микроконтроллер к ноутбуку или к ПК
и загрузите код через "Arduino IDE":

#include "Wire.h"
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16, 2);
const int analogInPin = A0;
int redLed = 14; 
int blueLed = 13;
const byte PiezoBuzz = 12; 
int sensorValue = 0;

void setup()
{
Serial.begin(115200);
Serial.println("Serial OK");      
Wire.begin(4, 5);                 
pinMode(redLed, OUTPUT);
pinMode(blueLed, OUTPUT);
pinMode(PiezoBuzz, OUTPUT);
}
void loop()
{
sensorValue = analogRead(analogInPin);

if (sensorValue >= 300)
{
digitalWrite(blueLed, HIGH);
digitalWrite(redLed, LOW);
tone (PiezoBuzz, 1000);
delay(100);
noTone(PiezoBuzz);
lcd.init();                       
lcd.backlight();                  
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0); 
lcd.print("Alert High gas:");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(sensorValue);
}

else
{
digitalWrite(blueLed, LOW);
digitalWrite(redLed, HIGH);
lcd.init();                       
lcd.backlight();                  
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0); 
lcd.print("Gas value:");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(sensorValue);
}

Serial.print("sensor = " );
Serial.println(sensorValue);
delay(1000);
}
Шаг 5
Проверка работоспособности
устройства
Ваше устройство после сборки может выглядеть так:
Посмотрите внимательно обучающий видео-ролик
В нем мы даем пошаговый порядок сборки устройства.
Но мы уверены, что вы сможете сделать лучше)
Представление результатов
Продукт кейса мы рекомендуем
оформить в формате лонгрида
(одностраничного сайта),
который легко можно
создать в конструкторе
сайтов tilda.cc.
Участникам стартового уровня
Для полноты информации мы рекомендуем отразить в лонгриде следующее:
  • Название продукта / устройства
  • Состав команды
    Можно разместить фото команды и кратко рассказать какую роль выполняет каждый участник.
  • Актуальность задачи
    Проблематика продукта. Какие проблемы может решить ваш продукт?
  • Цель и задачи продукта
    В цели должна прослеживаться ценность продукта, желаемый результат его работы. В задачах проекта прописано 3-5 пунктов, которые помогают достичь цели
  • Результат решения кейса
    Данный пункт может содержать фото продукта в итоговом и рабочем состоянии. Приветствуется видео, которое будет отражать результаты испытания. Приведите концепт устройства для измерения уровня газа, его внешний вид и функционал
Участникам продвинутого уровня
Рекомендуем дополнительно добавить в решение:
  • Анализ целевой аудитории
    Кто может быть потребителями вашего устройства? как вы планируете распространять ваш продукт?
  • Экономика проекта
    Во сколько обойдется мелкосерийное производство ваших продуктов? будет ли это экономически обоснованным?
  • Инструменты продвижения
    Какие инструменты продвижения вашего продукта можно использовать (реклама в соц.сетях, СМИ и т.п)?
  • Экологичность
    Является ли продукт экологичным (не наносит ли его использование вреда окружающей среде)? как планируется утилизировать продукты, вышедшие из строя?
  • Развитие
    Какие еще улучшения можно внести в работу вашего устройства на основании вопросов 1-4?
Критерии оценки
При оценке вашего решения будут учитываться:
  • Понимание поставленной задачи
    Покажите, что вы внимательно изучили задачу и верно понимаете ее
  • Исследование проблемы
    Покажите, что вы изучили опыт других компаний и исследования в этой области, используете научный опыт, а не догадки и предположения
  • Оригинальность решения
    Это творческая задача, покажите, что ваша команда способна мыслить нестандартно, вне рамок
  • Реализуемость и реалистичность предлагаемого решения
    Ваше решение может быть основано на предложениях, научных фактах и результатах исследования, и может включать работающий алгоритм. Чем более реалистичным выглядит решение, тем лучше
  • Обоснованность выбранного решения
    Покажите, что предлагаемый вами подход не сделает хуже. Вы сами стали бы им пользоваться, а ваши родители или знакомые?
  • Работоспособность продукта
    Подключение питания и загрузка программы датчика осуществлены правильно
  • Проработанность продукта
    Представлен концепт устройства (эскиз, 3D модель, прототип, макет), внешний вид и функции
  • Развитие продукта
    Добавлены функции или компоненты в предоставленную схему в кейсе, доработка устройства
А еще можно получить дополнительные баллы за:
  • Маркетинговую составляющую проекта
    Анализ целевой аудитории, каналы распространения
  • Экономическую часть
    Бюджет проекта
  • Рекламную часть
    Инструменты СМИ и т.п.
  • Проработку экологической составляющей
Итак, поздравляем!
Ваша команда успешно справилась с заданием.
Что дальше?
Впереди много не менее интересных челленджей, которые для тебя приготовили площадки подготовки к НТО.
  • Ты можешь участвовать в хакатонах и получать призы, поработать на крутом оборудовании в детском технопарке "Кванториум", а главное принять участие в НТО! Не забудь зарегистрироваться на олимпиаду на сайте
  • Полный перечень активностей и ресурсов по подготовке к НТО вас ждет на сайте площадок подготовки в Томской области
  • А главное - в НТО ежегодно участвуют тысячи ребят из нашего региона. Присоединяйтесь к нашей группе ВК, там ваша команда найдет самые свежие анонсы об олимпиаде и мероприятиях
Есть вопросы?
Звони или пиши, и мы с радостью на них ответим!
Группа ВК: https://vk.com/nto_tsk
Сайт НТО в Томской области: https://kvantoriumtomsk.ru/nto

Контакты организаторов:
Ларина Людмила Николаевна,
+7-903-954-08-75, lucy.n.larina@gmail.com;
Шулдякова Дарина Феликсовна,
+7-900-921-69-71, shuldyakovadarina@gmail.com;