Изготовление модели ветряной мельницы

АННОТАЦИИ
РАБОТ УЧАСТНИКОВ ВЫСТАВКИ
АСПИРАНТЫ:
(Ит-01) ЦИКОЛЕНКО Антон Сергеевич
г. Челябинск, ФГБОУ ВПО «Челябинская государственная агроинженерная академия»,
аспирант первого года обучения
Активизация опылительной активности пчел в теплицах путем
совершенствования технологии их подкормки
При производстве тепличных пчелоопыляемых культур одним из важнейших звеньев
технологии является организация доброкачественного опыления растений пчелами. Анализ
показывает, что при слабой активности пчел урожайность тепличных культур может резко снизиться.
Исследованиями установлено, что опылительная активность пчел напрямую зависит от
качества потребляемого ими корма. Существующая технология подкормки пчелиных семей не
позволяет качественно приготовить углеводный корм. При типовом процессе подкормки с
использованием стандартных кормушек пчелы не способны обработать поступающий корм
достаточным количеством ферментов, выделяемых их глоточными железами. Кроме этого высокая
бактериальная обсемененность среды вызывает перезаражение пчел инфекционными болезнями. С
целью решения данной задачи нами проведены исследования по усовершенствованию технологии
подкормки пчелиных семей. Задача решается путем дозированной раздачи жидкого углеводного
корма пчелам через слой пористой перегородки, с одновременной обработкой корма озоновоздушной смесью. При таком способе подкормки активизируются физиологические процессы в
пищеварительной системе пчел к более интенсивному выделению ферментов и качественному
приготовлению углеводного корма. Озон в составе углеводного корма защищает пчел от инфекций в
месте кормления и предохраняет корм от порчи в течение всего периода его хранения.
Испытания усовершенствованной технологии подкормки пчелиных семей в теплицах показали
положительные результаты, в частности летная активность пчел возросла на 44,3%, что
способствовало увеличению урожайности культуры огурца на 6,2%. Экономическая эффективность
от использования разработки составил 17 руб. на 1 м2 теплицы.
(Ех-01) БЕРДНИКОВА Елена Владимировна
г. Челябинск, ФГБОУ ВПО «Южно–Уральский государственный университет» (НИУ),
аспирант первого года обучения
Синтез, галогенирование и исследование свойств 2-аллил-6-фенилпиридазин-3(2Н)-она
Соединения,
фармацевтике
включающие
и
медицине
пиридазиноновый
в
качестве
фрагмент
нашли
кардиотонических,
приенение
в
анксиолитических,
антигипертенсивных средств и как диуретиков и противоартритных препаратов. В связи с
высокой биологической активностью пиридазинонов актуальной задачей является синтез
новых производных пиридазинона и изучение их свойств. Целью данной работы является
синтез 2-аллил-6-фенилпиридазин-3(2Н)-она аллилированием 6-фенилпиридазин-3(2Н)-она
и последующими реакциями его с галогенами, представляющими интерес для поиска новых
биологически активных препаратов.
В
работе
использовались
классический
метод
синтеза
органических
гетероциклических соединений, методы разделения и очистки полученных соединений
(подбор растворителя, прекристаллизация, фильтрование), методы определения физических
констант (температура плавления и пр.), методы анализа органических веществ,
подтверждающих индивидуальность и структуру полученных соединений (тонкослойная
хроматография, хроматомасс-спектрометрия, ядерный магнитный резонанс протонов
водорода, инфракрасная спектроскопия).
В результате реакции 6-фенилпиридазин-3(2Н)-она с бромистым аллилом в среде
К2СО3-ДМФА
или
К2СО3-ацетон
получен
2-аллил-6-фенилпиридазин-3(2Н)-он
в
индивидуальном виде. Полученное соединение изучено методом масс-спекторометрии,
приведены основные процессы фрагментации. Произведены реакции галогенирования 2аллил-6-фенилпиридазин-3(2Н)-она с бромом и иодом. В результате бромирования в
твердом состоянии образуется бромид 2-(бромметил)-6-фенил-2,3-дигидрооксазоло[3,2b]пиридазиния-1, а в растворе он переходит в 2-(2,3-дибромпропил)-6-фенилпиридазин3(2Н)-он.
При
иодировании
образуется
дигидрооксазоло[3,2-b]пиридазиния-1.
полииодид
2-(иодметил)-6-фенил-2,3-
МАГИСТРАНТЫ И СТУДЕНТЫ:
(Ит-02) ШЕВЧЕНКО Андрей Анатольевич
г. Челябинск, ФГБОУ ВПО «Южно–Уральский государственный
университет» (НИУ), 2 курс магистратуры
Электробагги
В современном мире непрерывно растет роль электротранспорта в жизни людей. Это
связанно с экологичностью и безопасностью электродвигателей по сравнению с двигателями
внутреннего сгорания.
Электродвигатель был изобретен в середине 19 века, а его применение в качестве
движителя для транспортного средства было осуществлено в начале 20 века, но идея не
прижилась, так как в те времена не существовало автономных источников тока,
необходимых
для
длительных
поездок.
С
развитием
технологий
производства
аккумуляторов в конце 20 века, идея полностью электрических автомобилей вновь получила
право на существование. Сегодня многие компании все чаще начинают использовать
электродвигатели для привода своих автомобилей, как самостоятельно, так и в составе
гибридных силовых установок. Технологии электромобилей позволяют им преодолевать 200
– 400 км на одной зарядке, что уже может составлять конкуренцию автомобилям с ДВС.
Основными преимуществами авто на электротяге безусловно является их безопасность для
окружающей среды, возможность рекуперации, то есть возврата электроэнергии обратно в
аккумулятор через двигатель, а так же некоторые особенности механических характеристик
электродвигателей.
Компания
ООО
НПП
«Учтех-Профи»
совместно
с
Южно-Уральским
государственным университетом, кафедрой «Электромеханика и электромеханические
системы» и факультетом военного обучения разработала и изготовила опытный образец
проекта «Электробагги», который представляет из себя полноприводный внедорожник на
базе автомобиля ЛУАЗ 969м с электросиловой установкой на базе бесколлекторного
двигателя постоянного тока, мощностью 10 КВт и литий-ионного аккумулятора мощностью
28 КВт. Такие характеристики позволяют автомобилю разгоняться до максимальной
скорости 100 км\ч, хотя в процессе эксплуатации скорость не превышает 40-50 км\ч. По
предварительным оценкам, запас хода электробагги составит около 140-160 км, однако эта
цифра сильно зависит от типа местности, погоды, качества дорожного полотна и стиля
разгона и движения.
Отличительными характеристиками этого проекта являются его простота и
функциональность.
Ходовая
часть
и
трансмиссия
автомобиля
ЛУАЗ
отлично
зарекомендовала себя на бездорожье, что стало основным доводом в выборе рамы будущего
электробагги. Электродвигатель фирмы Golden Motor, бесколлеторный электродвигатель
постоянного тока с постоянными магнитами не имеет щеточного узла, что повышает его
надежность и увеличивает КПД до 95 %. Вся электроника автомбиля собрана
самостоятельно. Все контроллеры обмениваются данными по автомобильной шине CAN.
Одной из отличительных особенностей электробагги является то, что его литий-ионный
аккумуляторная батарея состоит из 16 последовательно соединенных аккумуляторов. На
каждую пару аккумуляторов установлен свой микроконтроллер, который определяет
температуру каждой пары, напряжение и уровень заряда, таким образом, можно точно знать
уровень разряда аккумулятора, кроме этого каждый контроллер имеет на борту по одному
балластному сопротивлению на каждый аккумулятор для стравливания энергии при
перезаряде. Этим самым достигается максимально допустимый уровень заряда, без риска
переполюсовки АКБ.
Эти 8 микроконтроллеров передают на центральный микроконтроллер информацию,
где она анализируется, обрабатывается и отправляется по шине CAN на экран. На экране
кроме этого может отображаться информация о потребляемом в данный момент токе, уровне
заряда АКБ, температуре АКБ, температуре двигателя, скорости, подключенной зарядной
станции и перегреве АКБ и активированном режиме рекуперации.
Педаль электробагги электронная, сигнал с неё принимается еще одним отдельным
микроконтроллером, также общающимся с экраном и центральным микроконтроллером по
шине CAN. Этот контроллер формирует управление двигателем, определяет скорость и
температуру двигателя, разрешает или запрещает движение, активирует реверс.
Экран электробагги является его приборной панелью, однако на этом же сенсорном
экране есть возможность одним нажатием включить фары или аварийную световую
сигнализацию.
В итоге, электробагги получился современным в плане электроники и надежным в
плане ходовых характеристик.
На данном этапе проект полностью соответствует задуманному техническому
заданию, но поскольку данная разработка чрезвычайно функциональная и гибкая, в будущем
планируется реализовать проект беспилотного автомобиля повышенной проходимости с
активной безопасностью и двухсторонней радиосвязью, использую полученные наработки.
(Ит-03) АЛЕКСЕЕНКО Денис Андреевич
г. Челябинск, ФГБОУ ВПО «Южно–Уральский государственный университет» (НИУ),
Механико-технологический факультет, 2 курс магистратуры, Научно-производственный
институт «Учебная практика и технологии», отдел «Машиностроение с ЧПУ»
Тренажер одноковшевого гидралического экскаватора, тренажер симулятор
(вышлю аннотацию дополнительно!)
(Ит-04) ХИЛЯ Дмитрий Сергеевич
г. Челябинск, ФГБОУ ВПО «Южно–Уральский государственный университет» (НИУ), 1
курс магистратуры
Автоматизированная система оценки надежности сетевого оборудования
В рамках выпускной квалификационной работы разрабатывалась автоматизированная
система оценки надежности сетевого оборудования по результатам статистического анализа
данных из испытания контрольных групп оборудования. Оценка надежности сетевого
оборудования проводится по результатам испытания в условиях реального
функционирования универсальных роутеров пяти контрольных групп (объеме каждой
контрольной группы – 100 «образцов»), отличающихся компаниями-производителями. В
течение 78 недель испытания для каждого «образца» контрольной группы фиксируются
следующие данные: момент возникновения j-ого отказа; время восстановления после
возникновения j-ого отказа;
Перед вычислением показателей надежности (средняя наработка на отказ, среднее
время восстановления) данные из испытания проходят статистическую обработку.
Автоматизированная система оценки надежности сетевого оборудования разработана в
среде программирования С++ Builder 6.0. Данная программа позволяет руководителю
выбрать компанию-производителя для заключения договора на поставку сетевого
оборудования, опираясь на критерий «надежность/цена оборудования». Разработанная
программа также позволяет: организовать учет выданного, замененного оборудования,
оборудования, находящегося на ремонте; сформировать рейтинг видов отказов (аппаратный
и программный) и выявить наиболее частые причины отказов (производственный дефект,
ошибка настройки, действия пользователя); отследить быстродействие и загруженность
отдела системного администрирования.
Данные возможности позволяют руководителю принимать управленческие решения.
Качественно экономический эффект от разработки заключается в следующем: увеличение
качества предоставляемых услуг; уменьшение издержек бухгалтерского учета; уменьшение
затрат на сервисное обслуживание оборудования различных компаний-производителей
сокращение транспортных расходов на доставку продукции от нескольких компанийпроизводителей; снижение стоимости продукции за счет оптовых закупок у одной
компании-производителя.
(Ит-05) БАРБАШИН Николай Сергеевич
г. Челябинск, ФГБОУ ВПО «Южно–Уральский государственный университет» (НИУ),
студент, 5 курс
Лабораторный стенд «Теория автоматического управления» ТАУ-СК
На сегодняшний день, при изучении систем автоматического регулирования (САР)
основное внимание уделяют компьютерному имитационному моделированию и изучению
виртуальных моделей динамических систем, которые, несмотря на свою методическую
ценность, лишены наглядности и имеют ряд допущений, которые в свою очередь
определяют их расхождение с реальными моделями.
Для лучшего понимания процессов, протекающих в САР, необходимо наглядно
продемонстрировать различия математической модели, модели физической и реального
физического объекта.
Однако здесь возникает проблема отсутствия лабораторных стендов по дисциплинам
ТАУ (теория автоматического управления) и ТАР (теория автоматического регулирования),
создавшаяся вследствие устаревания лабораторной базы кафедр ВУЗов и развития
компьютерных пакетов имитационного моделирования.
Лабораторный стенд «ТАУ-СК» призван заполнить этот пробел. На базе данного
стенда возможно:
– исследование типовых динамических звеньев первого и второго порядка;
– исследование простейших разомкнутых и замкнутых САР;
– исследование реального объекта управления с регулируемыми параметрами;
– исследование физической модели реализованного объекта, имеющего понятную и
легкую реализацию на типовых динамических звеньях;
– наличие средств задания и регистрации сигналов;
– наличие системы аналоговых регуляторов для реализации систем подчиненного
регулирования;
– автоматизация проведения экспериментов.
Таким образом, лабораторный стенд «ТАУ-СК» прекрасно подходит для изучения таких
дисциплин как Теория автоматического управления, Теория автоматического
регулирования, Системы управления электроприводов.
(Ит-06) ЗАГИДУЛЛИН Марат Азатович
г. Челябинск, ФГБОУ ВПО «Южно–Уральский государственный
университет» (НИУ), студент, 5 курс
Использование инновационного модуля беспроводной связи для
повышения эффективности работы промышленного
автоматизированного объекта
В условиях растущего кризиса запасов энергетических ресурсов
на планете особенно значимым является решение задачи экономии
энергии. Начиная с 50-х годов прошлого века, ведутся
работы по снижению
энергопотребления и более рациональному использованию природных ископаемых.
Крупнейшими
потребителями
электрической
энергии
в
мире
являются
производственные предприятия. В числе лидеров нефтедобывающие компании. Годовое
потребление ТНК-BP составляет около 12-14 миллиардов кВт/ч. Большая часть этой энергии
используется для питания электрических двигателей, установленных на скважинах в составе
электромеханических приводов подъема нефти из пласта.
В последнее время, передовые компании начинают заменять неуправляемые станции
управления ШГН или ЭЦН на управляемые на основе частотных преобразователей. Это
связанно с их возможность не просто запустить или остановить двигатель, а полноценно
управлять его работой. Например, изменять скорость, анализировать параметры процессов
добычи. Кроме этого, в определенных режимах работы, станция управления ШГН с
преобразователем частоты способна снизить энергопотребление, но в одинаковых, с
неуправляемыми станциями,
условиях, то есть на промышленной частоте сети 50 Гц.,
заметного снижения энергопотребления нет. Это связано с особенностями характеристик
асинхронных двигателей, используемых в станках качалках. В подавляющем большинстве
случаев, мероприятия по регулированию скорости, настройке режимов работы, снятие
характеристик
производится
непосредственно
на
станции
управления
специально
обученным персоналом. Это негативно отражается на скорости подстройки оборудования
под поведение параметров скважины или выявления неисправностей оборудования и как
результат не эффективное управление процессом добычи.
Решением, позволяющим эффективно использовать частотные преобразователи на нефтяных
месторождениях
для
экономии
электроэнергии
и
оптимальной
работы,
является
оборудование их дистанционным информационно-управляющим каналом беспроводной
связи. Это существенно расширит функциональные возможности станций.
Суть моей разработки заключается в оборудовании станции управления насосом
уникальным модулем на базе микроконтроллера в сочетании с GSM модемом. Такой
уровень организации дистанционного управления предполагает удаленное получение и
управление параметрами и режимом работы скважины, графическое представление и
визуализацию её состояния в режиме реального времени и оптимизацию процессов
управления. На стороне сервера обеспечивается хранение и анализ полученных данных,
реализуется общий доступ к базам данных. В настоящий момент на кафедре «ЭМЭМС»
Южно-Уральского государственного университета разработана автоматизированная система
управления станком качалкой (АСУСК) на основе частотного преобразователя
для
нефтяной промышленности, в которую интегрирован представляемый дистанционный
канал. По результатам промышленных испытаний АСУСК, дистанционный канал показал
отличные
результаты
по
обмену
информацией
а
также
доказал
эффективность
использования дистанционного управления в целях снижения потребления электроэнергии.
Благодаря управлению и реагированию на изменение параметров нефтедобычи в режиме
реального времени экономия электроэнергии составила 4 – 12 % от удельного потребления
станций, не оборудованных дистанционным каналом.
Данная тематика исследования очень актуальна в настоящее время в России и в мире, так
как развитие телекоммуникационных технологий и телеметрии шагнуло вперед. Вместе с
тем, зарубежные аналоги в большинстве случаев не совместимы с отечественными
объектами, имеют стоимость выше, чем отечественные образцы и не являются
универсальными и гибко настраиваемыми.
На следующем этапе разработки, планируется организовать дистанционный
информационно-управляющий канал не только с диспетчерским пунктом, а между
автоматизированными объектами, объединив их в единую информационную сеть с
возможностью влияния одной системы на другую или группу систем.
На нефтяном месторождении, в месте установки АСУСК с модулем дистанционной
двухсторонней связи уже оценили необходимость и перспективность данного продукта. В
условиях разбросанности объектов по большой территории и суровой метеорологической
обстановке, получать все данные о процессе нефтедобычи и состоянии оборудования
оказалось удобнее и дешевле, чем отправлять ежедневно операторов на скважину с целью
контроля. Кроме этого, управление режимом работы станций стало более эффективным и
экономически целесообразным.
(Ит-07) СЫЧЕВ Дмитрий Александрович
г. Челябинск, ФГБОУ ВПО «Южно–Уральский государственный университет» (НИУ),
студент, 5 курс
Моделирование методом конечных элементов электропривода с синхронным
реактивным двигателем независимого возбуждения
Целью данной работы является моделирование методом конечных элементов системы
электропривода с синхронным реактивным двигателем независимого возбуждения.
В данной работе при моделировании использовался метод конечных элементов,
который является очень сложным инструментом, широко используемым для того, чтобы
решать технические задачи, возникающие в различных физических полях, таких как
электромагнитные, тепловые, прочностные, гидродинамические, акустические и др. Как
правило, метод конечных элементов находит решение любой технической задачи, которая
может быть описана конечным набором пространственных уравнений частной производной
с определенной границей и начальными условиями. Он используется, чтобы решать задачи в
широком круге технических применений для статических, установившихся и переходных
процессов.
У метода конечных элементов есть твердая теоретическая основа. Она базируется на
математических теоремах, которые гарантируют асимптотическое стремление результата
расчета поля к точному решению при уменьшении размеров конечных элементов,
используемых в процессе решения.
Результатом
проделанной
работы
стало
создание
математической
модели
электропривода с синхронной реактивной машиной независимого возбуждения в среде
Simplorer. Данная система позволяет легко интегрировать конечно-элементную модель
двигателя, которая была реализована в программном продукте ANSOFT Maxwell, где после
расчета переходных процессов можно наблюдать картину полей в реальном времени.
(Ит-08) СОКОЛОВА Татьяна Евгеньевна
г. Челябинск, ФГБОУ ВПО «Южно–Уральский государственный университет» (НИУ),
студент, 5 курс
Прогноз хаотической компоненты короткого временного ряда
В работе рассматривается задача прогнозирования коротких временных рядов по
единичной реализации процесса. Целью работы является идентификация и прогноз
хаотической
компоненты
короткого
временного
ряда.
В
качестве
инструмента
рассматривается применение нелинейных детерминированных систем с хаотическими
решениями.
Для моделирования временного ряда, длина которого не превышает 100 шагов,
используется сумма двух логистических отображений с весовыми коэффициентами. При
определении уровня шума используется понятие отношения сигнал/шум (ОСШ). Для оценки
весовых коэффициентов, параметров логистического отображения и начальных значений и
для последующего прогноза временного ряда решается задача условной оптимизации.
В качестве ошибки прогноза допустимым считается 15%. ОСШ напрямую влияет на
горизонт прогноза. Оценка параметров и прогноз временного ряда осуществляется в
программной среде MatLab 7.10. Прогнозирование осуществляется на последних 20 шагах, и
в работе наглядно показана ошибка прогнозирования, которая резко возрастает после
превышения горизонта прогноза. Дальность прогнозирования напрямую зависит от того,
насколько точно известны начальные данные. Значит прогноз зависит и от метода
оценивания параметров, что также является важным вопросом.
Увеличение горизонта прогноза позволит более эффективно управлять системой.
Исследуемый алгоритм прогнозирования хаотической компоненты короткого временного
ряда может использоваться для анализа и обработки измерительной информации, например,
сигналов высокочувствительных датчиков, а также для анализа социально-экономических
процессов.
(Ит-09) СЕРЕГИН Егор Сергеевич
г. Челябинск, ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет» (НИУ),
Приборостроительный факультет, кафедра автоматики и управления, бакалавр 3 года
обучения,
Робототехнические системы
Исследовательский лабораторный комплекс «Интеллектуальный и дистанционноуправляемый роботизированный минитранспортный комплекс» предназначен для
проведения комплексных исследований, разработки и оптимизации новых схемотехнических
решений современных мобильных робототехнических устройств и автоматизированных
систем их управления для высокотехнологичного кластера автоматизированного
машиностроительного производства энергоэффективных дизельных двигателей и
движителей транспортных систем.
(Ит-10) ПЛОТНИКОВ Виктор Александрович
Челябинская область, город Златоуст, филиал ФГБОУ ВПО «Южно–Уральский
государственный университет» (НИУ), студент, 1 курс
Автомобильное охранное устройство
Потребность в охране материального имущества появилась вместе с понятием
«собственность». Стремление спрятать, найти укромное место для хранения своего личного
имущества находится на уровне инстинктов. Поэтому первой стадией развития осознанного
действия по защите места хранения имущества стало совершение специальных охранных
мер.
Охранные устройства, представленные в бюджетном секторе рынка, не отличаются
эффективностью. Представители же известных марок довольно дороги, но их эффективность
находится на достаточно высоком уровне, чтобы оправдать затраты на их использование и
обслуживание.
Но
все,
же
такие
устройства
являются
пределом
мечтаний
среднестатистического человека, которому необходимо просто обезопасить свое имущество
и перестать волноваться за него. Помочь этим людям могло бы только дешёвое, но
эффективное устройство, соотношение цены и качества которого было бы достаточно
высоко, чтобы его использовали повсеместно.
В основу нашего исследования положена идея использования старого сотового
телефона в качестве устройства оповещения о проникновении в автомобиль.
Целью настоящей работы является разработка относительно дешевого охранного
устройства с практически неограниченным радиусом действия.
Проведенный анализ рынка существующих автомобильных охранных устройств
показал, что не смотря на многообразие существующих устройств, они имеют следующие
недостатки: либо ограниченный радиус действия, либо слишком дороги в эксплуатации.
Разработанное нами охранное устройство основано на очень простом принципе
работы. Когда датчик срабатывает, то замыкаются контакты на кнопке 2 телефона, что
приводит к активации быстрого набора на номер хозяина. В качестве датчика можно
использовать объёмный датчик, магнитоконтактный извещатель и т.п.
Таким образом, было спроектировано и испытано охранное устройство на основе
сотового телефона, радиус действия которого ограничен только возможностями сотовой
сети. Данное устройство получилось достаточно дешёвым (себестоимость не превышает 500
рублей), чтобы его мог купить или изготовить практически каждый. Показатель
цена/качество довольно таки, что оправдывает целесообразность его практического
использования. Также устройство может работать со всеми распространёнными датчиками,
что не вызовет проблем при его использовании, подключении и настройке.
(Ив-01) ГЛАДКОВ Андрей Сергеевич
Челябинская область, г. Челябинск, МОУ ВПО «Южно-уральский профессиональный
институт», 6 курс
Лабораторно-интерактивный комплекс «Сетевые технологии» с использованием
аппаратно-программной коммутации
Научный руководитель: Кондаков Сергей Александрович, к.п.н, заведующий кафедрой
математики, информатики и ВТ, МОУ ВПО Южно-уральский профессиональный
институт
Проект
ориентирован
на
развитие
дистанционных
информационнокоммуникационных технологий в процессе формирования основных практических навыков
и понятий у обучающихся.
Дистанционное предоставление теоретических материалов, тестов и интерактивное
общение с преподавателем уже прочно вошли в образовательный мир. Но как представить
пользователю полноценную практическую работу, которую зачастую сделать невозможно.
В результате был создан интерактивный лабораторный комплекс, который позволяет
получить удаленный доступ к реальному оборудованию. Студент дистанционно не только
может ознакомиться с теоретическими материалами, сдать необходимые тесты и пообщаться
с преподавателем на учебные темы, но, также удаленно работать на реальном сетевом
оборудовании компании D-link.
Особенность данного комплекса заключается в том, что была реализована аппаратнопрограммная коммутация соединительных кабелей, между оборудованием и лабораторными
компьютерами, т.е. студенту нет необходимости вручную коммутировать кабели или какимто образом заранее учитывать подключение разного оборудования на каждую лабораторную
работу. Он сам дистанционно указывает, с каким портом коммутатора должен быть связан
каждый компьютер или другое оборудование. Кроме того, студент может работать
совместно с одним и тем же оборудованием для выполнения общих лабораторных работ.
Преимущество нашего решения:
1. Доступность дистанционного практического образования;
2. Работа на реальном сетевом оборудовании, а не на эмуляторах;
3. Повышение качества образования;
4. Масштабируемость и гибкость наращивания дополнительных рабочих мест;
5. Возможность подключения сетевого оборудованию других фирм производителей
(Cisco и пр.);
6. Возможность предоставления удаленной работы для сторонних организаций (как
услугу).
Лабораторно-интерактивный комплекс «Сетевые технологии» с использованием
аппаратно-программной коммутации позволяет обеспечить процесс проведения удаленных
лабораторных и практических занятий, без участия преподавателя. Синтез аппаратной и
программной части позволяет организовывать образовательный процесс не только для
множества практических и лабораторных работ, а также для последующего внедрения на
практически любом сетевом оборудовании.
Лабораторно-интерактивный комплекс внедрен и работает в Южно-Уральском
профессиональном институте.
(Ив-02) МАЛЬЦЕВ Алексей Сергеевич
г. Челябинск, МОУ ВПО Южно-Уральский профессиональный институт, студент, 6 курс
Проект программного обеспечения для спортивных стадионов,
проводящих соревнования по беговым видам спорта
Цель проекта: Программно-техническое решение для проведения соревнований в
условиях современных международных правил.
Актуальность разработки. Согласно действующим международным правилам
проведения соревнований, время прохождения дистанции спортсменом должно
фиксироваться несколькими системами электронного хронометража. Проблема заключается
в том, что современное оборудование для проведения соревнований создаётся весьма
ограниченным количеством фирм в мире, и производители пишут программное обеспечение
только для собственной разработки, не учитывая потребности отдельно взятого спортивного
стадиона.
Для проведения соревнований всероссийского уровня необходимо 3 системы
электронного хронометража различных производителей, экран для зрителей (чаще 2 – 3
различных экрана), куда будет выводится информация по забегам, необходимо обеспечить
процесс жеребьёвки, наглядный для участников соревнований, обеспечить работу
секретариата, слаженную работу судей, быструю раздачу протоколов жеребьёвки,
протоколов результатов и т.д. Проблема отсутствия необходимого программного
обеспечения стоит перед каждым крупным спортивным стадионом.
Задача,
решаемая
проектом.
Данный
проект
способен
объединить
хронометрическое оборудование различных производителей с отработкой всех возможных
сбоев оборудования, вывести всю необходимую информацию на 2 вида электронных табло –
видео и цифровое, передать текстовую информацию для видео трансляций на телевидении.
В этой же программе реализована возможность проведения наглядной жеребьёвки ручным и
автоматическим способами, и возможность формирования семи видов текстовых
протоколов. Так же одной из основных задач этой программы является максимально гибкая
расширяемость.
Новизна проекта обусловлена двумя факторами: во-первых, аналогов в мире не
существует. Это наглядно демонстрирует заинтересованность этим проектом нескольких
спортивных стадионов, в том числе спорт.комплексов проекта «Сочи 2014», и прошедший в
Челябинске в 2011 году чемпионат мира по конькобежному спорту, на котором работали
голландские специалисты, проводящие кубки мира и олимпийские чемпионаты.
Во-вторых, использован нестандартный подход к созданию программного
обеспечения: программа состоит из модулей, взаимосвязь между которыми осуществляет
модуль синхронизации. Обмен между модулями программы происходит в DB MySQL.
Таким образом, дополнительный модуль создаётся на базе любого языка программирования,
способного производить обмен с базой данных, и его создание не зависит ни от чего, кроме
структуры базы данных, и модуля синхронизации. Этот подход к программированию может
быть взят на вооружение во многих других сферах.
Стадия разработки проекта. Программа разработана, 4 года назад, и за 4 года
претерпела несколько радикальных изменений, в 2011 году была использована, как основная
программа для проведения Кубка мира по конькобежному спорту. За 4 года на ней было
проведено несколько десятков соревнований. Проект вызывает интерес отдела министерства
спорта России по конькобежному спорту, как возможный вариант унификации
программного обеспечения в России.
Основные модули программы зарегистрированы в Федеральной службе по
интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам под номером 2011610862
(Ив-03) ШНАЙДЕР Павел Вадимович
г. Челябинск, ФГБОУ ВПО «Южно–Уральский государственный университет» (НИУ),
студент, 5 курс
Система “Дополненной реальности” для процессов сборки
Цель
работы:
разработка
мобильного
программно-аппаратного
комплекса
реализующего систему дополненной реальности для процессов сборки.
Методы и приемы, которые использовались в работе: в работе использована
обработка
видео
изображений
на
языке
С++,
визуализация
работы
алгоритмов
распознавания средствами 3D графики.
Полученные данные: система дополненной реальности позволяет распознавать на
видео изображении специальный маркер, рассчитывать его положение и ориентацию в
пространстве так называемую матрицу модели маркера относительно камеры, и выводить
трёхмерные объекты подсказки для техника сборщика, который выполняя то что показывает
ему система может собирать сложные конструкции, не изучая техническую документацию.
В состав системы входит микрокомпьютер MK808 на двухъядерном ARM процессоре
RK3066 с операционной системой «Android», с видео-очками EVG920V, и web-камерой,
которая крепиться на видео-очки так чтобы образовать прямой видео тракт на который
можно накладывать дополнительное 2D или 3D изображение.
В работе были использованы проверенные библиотеки являющиеся свободным
программным обеспечением. Предварительная обработка видео, выполняется с помощью
библиотеки OpenCV, визуализация 3D графики
с помощью библиотеки Ogre3D,
распараллеливание алгоритмов выполнено с использованием Intel Threading Bulding Blocks.
Выводы: получена система которая помогает производить сборку-разборку-наладку
приборов и систем, обучать работе на незнакомой технике и является мобильной, дешёвой и
простой в обращении.
(Ех-02) КАБАНОВА Татьяна Владимировна
г. Челябинск, ФГБОУ ВПО «Южно–Уральский государственный университет» (НИУ),
студент, 1 курс
Защитные покрытия для графитированных электродов
Проведено исследование защитных свойств покрытий на основе карбида кремния (SiC),
полисорба (SiO2) и техногенных отходов при окислении графитированных образцов при
температурах 600 и 850 оС.
Цель работы – разработать оптимальный состав и способ нанесения защитного покрытия
на боковую поверхность графитированного электрода.
Для достижения цели поставлены и выполнены следующие задачи:

выбрать материал покрытия;

разработать
компонентный
состав
и
технологию
нанесения
покрытия
на
графитированный образец;

окисление контрольных и покрытых образцов при температурах 600 и 850 °С;

определить сравнительную окисляемость изготовленных образцов.
Установлена линейная зависимость эффективности защитного покрытия от содержания
кремния. Выявлено отрицательное воздействие кислорода оксидов на защитные свойства
покрытия.
Разработан оптимальный компонентный состав покрытий: соотношение с жидким
стеклом: техногенных отходов и SiС 1:1, полисорба SiO2 – 1:4.
Разработана технология нанесения защитных покрытий. Для повышения адгезионных
свойств покрытий предложен способ нанесения покрытия из двух слоев первый слой –
жидкое стекло, второй – паста, включающая наполнитель и жидкое стекло.
Область внедрения – электродное или электросталеплавильное производство.
ШКОЛЬНИКИ:
(Ит-11) КУРОВ Антон Олегович
Челябинская обл., г. Златоуст, ГБОУ СПО (ССУЗ) «Златоустовский индустриальный
колледж им. П.П. Аносова», 3 курс
Изготовление полезной модели проверки давления топливных насосов карбюраторных
двигателей
Полезная модель проверки давления топливных насосов карбюраторных двигателей
состоит из: топливного насоса, электродвигателя, манометра, головки блока двигателя и
кнопок пуска и остановки электродвигателя. Давление топлива 0,4 кг/см2. Габариты
0,70×0,35×0,30. Вес 8 кг.
Назначение проекта
Создание полезной модели позволит обучающимся проверить путем испытания
устройства действующего топливного насоса. Разобрать, произвести ремонт и проверить
работоспособность топливного насоса. Отработать приемы разборки и сборки, а также
технической проверки топливного насоса.
Цель проекта – изготовить стенд проверки давления топливных насосов.
Практическая значимость. Полезная модель используется в образовательном
процессе. Служит источником накопления знаний, посредством проверки действующего
топливного насоса. Способствует глубокому усвоению теоретического материала.
Литература
1. Виноградов В.М. Технологические процессы ремонта автомобилей. М.: Академия, 2008.
384 с.
2. Епифанов
Л.И.,
Епифанова
Е.А.
Проектирование
приспособлений.
Техническое
обслуживание и ремонт автомобилей. М.: Форум, ИНФРА М,2001. 280 с.
3. Карагодин В.И., Митрохин Н.Н. Ремонт автомобилей и двигателей. М.: Мастерство,
Высшая школа, 2001. 496 с.
4. Чумаченко Ю.Т., Чумаченко Г.В., Ефимова А.В. Автомобильные эксплуатационные
материалы.Эксплуатация автомобилей и охрана труда на автотранспорте. Ростов на Дону.: Феникс,
2001. 384 с.
(Ит-12) ЧЕРЕПАНОВА Елена Николаевна
Челябинская обл., г. Златоуст, ГБОУ СПО (ССУЗ) «Златоустовский индустриальный
колледж им. П.П. Аносова», 4 курс
Изготовление модели вибропресссующего оборудования для строительной индустрии
(СМЕСИТЕЛЬ ОК-340)
Стартовой моделью образовательного кластера является образовательно-производственный
инновационный комплекс «Завод «Стройтехника – ЗлатИК – ВОГ».
Одним из главных направлений инновационной деятельности кластера является подготовка
квалифицированных рабочих и специалистов среднего звена для трудовой деятельности на
новом поколении станков с ЧПУ.
Студенты колледжа разработали техническую документацию и изготовили модель
«СМЕСИТЕЛЬ ОК-340».
Для решения задач автоматизированного проектирования используются ряд систем, которые
позволяют охватить все уровни конструкторской подготовки (создание и оформление
чертежей, 3D-моделей, конструкторской документации и тому подобное) в различных
подразделениях предприятий. Проектирование изделий осуществляется
на основе
передовых CAD/CAM/ADEM-технологии; САПР «Компас-3D v.12» и другое. Современное
решение задач технологической подготовки производства немыслимо без организации
единого информационного пространства предприятия. Это необходимо для того, чтобы все
инструменты технологического проектирования могли уверенно опираться на всю
необходимую справочную информацию и реальные данные, полученные в результате
конструкторского
проектирования. Состав изделия и
разрабатываемые технологии
сохраняются в общей базе данных предприятия. Механизмы маршрутизации документов и
управления процессом проектирования позволяют описать типовые процессы перемещения
документов между исполнителями и автоматизировать большинство рутинных действий
технологов. Такую систему (интегрированная база данных «ЗлатИК – ИЗДЕЛИЕ»)
разработали студенты программисты.
Данный проект имеет большое практическое значение:
для удовлетворения потребностей развития человека с ограниченными возможностями по
здоровью создается связь с обществом путем вовлечения их в коллективную деятельность в
среде полноценных людей;
при создании действующей модели студенты осваивают на производстве все этапы
жизненного цикла изготовления объекта.
(Ит-13) САБАНОВ Кирилл Алексеевич
Челябинская область, г. Верхний Уфалей, МБОУ школа №2, 11 класс
Пути повышения эффективности работы солнечных модулей
Солнце, как известно, является первопричиной всех известных видов энергии. Нефть, газ и
уголь – это производные биомассы, появившейся за период времени около миллиарда лет
под воздействием Солнца. Нет ничего более важного для человечества, как обеспеченность
ресурсами. Едва ли можно представить, что предстоит пережить мировому сообществу, по
мере реально прогнозируемого исчерпания природных энергоресурсов, если оно не выберет
возможность перехода к использованию возобновляемых источников энергии и, в частности,
к использованию неисчерпаемых солнечных ресурсов. Возобновляемые источники энергии
уже сегодня могут удовлетворить человеческие потребности в энергии. Россия – страна со
сложным и неоднородным, по большей части холодным климатом. На территории страны
множество регионов, неохваченных централизованной сетью электроснабжения, а в ряде
регионов электро и теплоснабжение невозможно представить без привозных ископаемых
энергоресурсов. Поэтому стоимость произведенного киловатт часа электрической или
килокалории тепловой энергии разнятся от региона к региону. И только Солнце - как
энергоноситель, в той или иной мере имеются повсюду. Очевидно, что невысокая плотность
падающей солнечной энергии, которой характеризуются большинство регионов России, не
позволяет
напрямую
эффективно
использовать
наработанные
технологии
фотоэлектрического преобразования солнечной энергии в электричество. Действительно,
даже самые совершенные фотоэлектрические солнечные модули с КПД преобразования 1215%, будучи установленные неподвижно на крыше здания (загородного дома) и
сориентированные в направлении на Юг, могут вырабатывать в течение суток только 1/3
своего номинала. В работе рассмотрены пути повышения производительности солнечных
модулей с помощью применения концентраторов солнечной энергии. Первые разделы
работы поясняют принцип работы солнечных модулей и рассматривают проблемы
солнечной энергетики. В последующих разделах, рассмотрены разработки по повышению
эффективной
производительности
модулей
с
помощью
применения
солнечных
концентраторов и перспективная разработка устройства слежения за положением солнца.
Экспериментальная проверка разработок, доказала её высокую эффективность.
(Ит-14) СТУКОВ Александр Юрьевич
г.Челябинск, МАОУ гимназия №80, класс 11
Создание автоматического Robot Flunky на основе конструктора
LEGO MINDSTORMS NXT 2.0
В настоящее время активно развивается робототехника: процессы автоматизации
производства, различные достижения в области медицины (протезы, роботы-исследователи
и т.д.), создание роботизированных боевых единиц, даже детские игрушки (роботы-игрушки
WowWee). Все это говорит о том, что робототехника процветает и продолжает развиваться,
возможно, в ближайшем будущем в каждой семье будет свой робот, который будет следить
за хозяйством, помогать там, где это возможно. И у нас возникла идея создания робота,
который может производить видеоконтроль в ручном и полностью автоматическом
режимах.
Цель
работы:
Создать
модель
автоматического
робота,
осуществляющего
видеоконтроль за помещением, а также помощь людям с ограниченными возможностями в
быту.
Для выполнения цели были поставлены следующие задачи:
1.
Создать модель робота на базе конструктора MINDSTORMS NXT второго
поколения компании LEGO, который мог бы передвигаться по помещению и производить
видеоконтроль.
2.
Создать
пульт
дистанционного
управления
роботом,
на базе конструктора MINDSTORMS NXT второго поколения компании LEGO, с удобным
интерфейсом для использования людьми с ограниченными возможностями.
3.
Написать программу дистанционного управления роботом в оболочке LEGO
MINDSTORMS NXT 2.0 компании LEGO, которая позволила бы дистанционно управлять
роботом и закрепленной на нем IP-камерой.
4.
Написать программу для автоматического и автономного управления роботом
в оболочке LEGO MINDSTORMS NXT 2.0 компании LEGO, которая позволила бы роботу с
закрепленной на нем IP-камерой самостоятельно осуществлять контролировать действия,
происходящие в помещении.
В результате работы был создан робот, пульт дистанционного управления и
написанными программы для управляемого и автономного режимов работы нашего робота.
В работе представлены описание и листинги программ и описание, получившегося робота.
Данную разработку можно использовать в домашних условиях для удаленного контроля за
ситуацией в квартире (доме), причем робот может осмотреть любое место в доме. Так же,
она позволяет следить, за тем что происходит на кухне во время приготовления пищи,
узнать кто пришел в гости, посмотреть за стиральной машиной.
(Ит-15) ТОКАРЕВ Павел Евгеньевич
Челябинская область, г. Верхний Уфалей, МБОУ школа №1, 10 класс
Схемотехника дискретных регуляторов мощности
В прошлом учебном году мы проводили разработку и исследование режимов работы
мощных регуляторов мощности нагрузки, построенных на базе фазоимпульсного
управления выходным тиристором. Подобные схемы находят широкое применение в
различных экспериментальных устройствах, где требуется регулирование мощности
нагрузки. Разработанные схемы регуляторов позволили собрать простые и надёжные
устройства и проверить их характеристики. Но эти разработки имеют ряд общих
недостатков. Во-первых, у этих регуляторов мала информативность и точность настройки.
Во-вторых, подобные схемы регуляторов обеспечивают значительный уровень помех для
радиоэлектронной аппаратуры. В-третьих, эти схемы потребляют значительные токи и
обладают малым быстродействием, поскольку управление осуществляется аналоговыми
элементами. Целью новой работы является разработка и создание простых и надежных схем
электронных регуляторов большой мощности, построенных на базе цифровой и
микроконтроллерной
технологии
и
осуществляющих
дискретное
управление
регулирующего элемента - мощного симистора (тиристоров). Исходя из цели работы,
ставился ряд задач: изучение литературных источников по принципам регулирования
мощности, разработка схемотехники регуляторов, создание их и исследование режимов
работы.
Попутно
ставились
задачи
по
освоению
принципов
программирования
микроконтроллеров и освоении прикладных программ, с помощью которых осуществляется
непосредственно процесс программирования.
При проектировании и изготовлении
регуляторов, освоены элементы программирования микроконтроллеров, и изучены основы
работы с микроконтроллерной техникой. Попутно с проведением работ и конструированию
регуляторов,
мы
должны
были
разработать
схемы
простейших
программаторов,
позволяющих с успехом работать в прикладных программах прошивки и программирования
микроконтроллеров PIC и ATMEL. Разработанные схемы регуляторов нашли широкое
применение в практическом изготовлении приборов для проведения экспериментальных
работ в школьной лаборатории. Разработки регуляторов применены для изготовления
конкретных устройств и приборов (например, паяльных станций, регуляторов оборотов
двигателя, терморегуляторов).
(Ит-16) КАЗИНКИН Александр Александрович
Челябинская область, г. Златоуст, МАОУ школа № 4, класс 10
Разработка концепции тепловоза с применением энергосберегающих технологий
Цель: в процессе исследования попытаться разработать концепцию тепловоза,
который смог бы экономить энергию и топливо.
Задачи: 1.Познакомиться с общим устройством тепловоза.
2.Разработка концепции тепловоза.
3.Поэтапное изготовление макета тепловоза.
Методы исследования: Сравнение, наблюдение, анализ.
Актуальность выбранной темы
На Российских железных дорогах имеется очень большой износ подвижного состава. Около
90% грузового и более 70% пассажирского парка тепловозов пора списывать, потому что все эти
локомотивы не отвечают современным требованиям безопасности, скорости и мощности. Так как
я мечтаю связать свою жизнь с железной дорогой, я решил взяться за создание концепции нового
перспективного тепловоза.
Выдвигаемая гипотеза: разработка проекта энергосберегающего тепловоза.
Вывод:
На
примере
всего
вышесказанного
я
сделал
вывод:
Можно
создать
энергосберегающий тепловоз, который развивал бы более высокую мощность и соответственно
более высокие скорости движения.
(Ит-17) ЮРАСОВ Илья Александрович
Челябинская область, г. Верхний Уфалей, МБОУ школа №1, 10 класс
Свойства треугольника Рело и применение их в технике
Предложенная работа посвящается исследованию свойств треугольника Рело и применению
этих свойств в различных областях механики. Основной целью работы являлось:
исследование свойств треугольника, их теоретическое обоснование и исследование
возможностей применить эти свойства в практической механике. Решение этой цели
предполагало: с помощью геометрического мультимедийного построения объяснить
свойства треугольника, на основании
доказанных свойств разработать простейшие
приспособления и механизмы, которые возможно применить в машиностроительных
технологиях. В первых разделах работы раскрыты теоретические обоснования свойств
треугольника Рело. Объясняется принцип построения треугольника, приведены расчеты
траектории вращения этого треугольника в описываемом квадрате. Также в этом разделе
приводятся расчеты по получению правильного четырехугольника составным обращением
треугольника Рело. Следующий раздел работы посвящен практическому использованию
свойств треугольника в механике. На конкретном примере сверления квадратных отверстий
в деталях, приводятся расчеты и возможность проведения этой технологической операции. В
работе
приводится
расчет
практического
нахождения
стороны
равностороннего
треугольника, лежащего в основе треугольника Рело, по стороне необходимого квадрата, а
также расчет центра смещения сверла от центра квадрата. Для облегчения этих расчетов
была разработана компьютерная программа, которая также приведена в работе. В
последующих разделах рассматривается возможность применения треугольника Рело в
механизмах, лежащих в основе металлообрабатывающих станков.
(Ит-18) БОНИН Иван Александрович
Челябинская область, г. Златоуст, МАОУ школа № 4, класс 10
Изготовление модели ветряной мельницы
Цель: на примере данной модели показать альтернативный способ выработки
электроэнергии.
Задачи: 1.Изучить природу возникновения электрического тока.
2.Познакомиться с исследованиями, посвященными проблемам выработки
электроэнергии различными способами.
3.Поэтапное изготовление модели ветряной мельницы.
4.Усовершенствование модели.
Актуальность выбранной темы
74% территории России находится на севере. Если купить недорогую мельницу, то через
полгода можно забыть о квитанциях и получать из этого выгоду. В первую очередь разницу
в оплате увидят владельцы загородных домов, коттеджей, деревенских домов. Что касается
северных территорий, то там это очень актуально, потому что завоз бензина и солярки туда
очень дорого стоит. Но в большей степени я ориентируюсь на частного покупателя. Ведь
ветряк – это автономный, независимый источник электроэнергии. В России с каждым годом
всё меньше и меньше запасов нефти и газа. Поэтому стране через несколько лет понадобится
способ для выработки электричества. Так же ветряные мельницы нужно поставить в
деревнях и в горах, где нет электричества.
Полученные данные.
Генератор выделяет электроэнергию, с помощью которой зажигается лампочка.
Вывод
На примере данной модели ветряной мельницы. Мы доказали, что она может служить
альтернативным способом источником электроэнергии.
(Ит-19) АЛЕКСЕЕВ Юрий Вячеславович
Челябинская область, г. Верхний Уфалей, МБОУ гимназия №7«Ступени», 10 класс
Схемотехника управления RGB светодиодами
В настоящее время светодиоды используются не только для обеспечения красивых
индикаторов красного и зеленого цвета на электронном оборудовании. Достижения
технологии позволили использовать светодиоды в качестве практичных источников
освещения. Благодаря большой яркости свечения, малому потреблению тока, долговечности
и высокой механической прочности светодиоды (LED – Light Emitting Diode) быстро
набирают популярность при конструировании современных портативных приборов,
больших телевизионных экранов, автомобильной электроники, оптических решений в
архитектуре, ландшафтном дизайне, интерьере,
для адаптивной подсветки салона
автомобиля. Основные преимущества светодиодов - длительный срок службы, прочность и
эффективность. Типичная эффективность мощных светодиодов, измеренная в люменах на
ватт, составляет 40-80. Это в несколько раз лучше, чем у ламп накаливания, и только
люминесцентные лампы более эффективны. Так как светодиоды являются твердотельными
устройствами, они могут противостоять ударам и вибрациям, которые критичны для ламп
накаливания. Конструирование источников света из сочетания красных, зеленых и синих
светодиодов является привлекательной задачей, поскольку такие источники могут
вырабатывать широкую гамму цветов. Но подобные конструкции, требуют определённых
систем управления напряжением и током питания светодиодов и светодиодных матриц.
Целью данной работы является обоснование принципов управления RGB светодиодом и
разработка, на основе этих принципов, электронных схем управления. В разделах работы
рассмотрены, принципиальное устройство светодиодов, приведены исследования по
определению вольт – амперной характеристики их и принципы управления светодиодами.
Исследовательская часть
работы включает
в себя,
разработку схем
управления,
исследование их параметров и изготовление конкретных устройств, с использованием
разработанной схемотехники. Работа над темой позволила, разработать ряд схемных
решений по управлению током нагрузки и цветовыми характеристиками светодиодов и
изготовить конкретные схемы устройств, позволяющих реализовать принципы управления
RGB светодиодом. Изготовленные устройства, описанные в работе, могут найти широкое
применение в автомобильной промышленности, в ландшафтном дизайне и организации
управления дорожным движением. Необходимо отметить, что применение подобных
схемотехнических решений не ограничиваются вышеперечисленными примерами и могут
использоваться в других бытовых и промышленных устройствах связанных с индикацией и
освещением.
(Ит-20) МИТРОФАНОВ Никита Александрович
Челябинская область, г. Златоуст, МБОУ СОШ № 4, класс 9
«Модель датчика – сигнализатора уровня воды»
Цель
Предупреждение перенаполнения ёмкости водой через критическую отметку.
1. Использование датчика на небольших производствах.
Методы исследования
Эксперимент, наблюдение, сравнение.
В результате роста предприятий малой мощности, там где особенно недоступен
контроль за необходимым уровнем воды или другой токопроводящей жидкости, существует
потребность в датчиках – сигнализаторах уровня воды. С помощью данных датчиков можно
осуществлять контроль уровня жидкости в закрытых ёмкостях, резервуарах, отстойниках.
Использование датчика облегчает работу предприятий и исключает разлив или утечку жидкости
из резервуара. В результате моей работы разработана упрощённая схема полуавтоматического
датчика и изготовлена его модель
(Ит-21) ОХОТЮК Андрей Алексеевич
г.Челябинск, МАОУ лицей №97, 10 класс
Исследование возможности очистки воды от ионов металлов методом озонирования
Предложенная работа освещает проблемы, связанные с очисткой воды, от ионов
металлов, хлоридов и сульфатов. Основной целью работы являлась разработка методов
очистки воды природных водоисточников, с помощью озонирования. В первой части работы
изложен материал о методах химического осаждения ионов металлов, приведены
химические реакции, лежащие в основе работы установки, а так же рассмотрены химические
свойства озона. Практическая сторона проекта рассматривает разработку и изготовление
экспериментальной
установки
для
очистки
воды
озонированием.
Практическими
результатами работы является доказательство, что методом озонирования можно привести
воду из различных водоисточников, в том числе содержащих ионы металлов в значительных
концентрациях, в соответствие с нормами СанПиН. В ходе проводимых исследований
изучены методики химических и бактериологических анализов. В общем,
из анализа
экспериментальных материалов, можно сделать вывод о высокой эффективности работы
устройства. Содержание ионов металлов приведено в соответствие с нормами СанПиН, а по
некоторым показателям намного ниже их значения, жесткость воды значительно снизилась и
также соответствует нормам. Содержание бактерий очень низкое и соответствует лучшим
образцам продаваемой питьевой воды, пробы которой также проходили бактериологические
исследования в предыдущих работах. Разработанное устройство просто изготовить,
стоимость его при изготовлении в промышленных условиях невысока (намного ниже
подобных устройств, выпускаемых за рубежом). Устройство можно применять как в
бытовых условиях при создании небольших водоочищающих установок, так и в
промышленности
при
разработке
установок
соответствующей
производительности.
Разработанную схему устройства и методику очистки воды можно использовать при
промышленной очистке сбросовых вод металлургических и химических предприятий с
целью осаждения ионов металлов и возврата очищенной воды в водоёмы или дальнейшего
её использования в замкнутых циклах производства.
(Ит-22) ОСИПОВ Владимир Станиславович
г. Челябинск, МАОУ лицей №97, 10 класс
Водородная теплоэнергетическая станция
В последнее десятилетие стала совершенно очевидной ситуация, при которой дальнейшее
интенсивное развитие современной энергетики и транспорта ведет человечество к
крупномасштабному
экологическому
кризису.
Стремительное
сокращение
запасов
ископаемого топлива будет принуждать индустриально развитые страны расширять сеть
атомных энергоустановок, которые во все возрастающей степени станут повышать
опасность их эксплуатации. Учитывая эту тревожную тенденцию, многие ученые и практики
определенно высказываются в пользу ускоренного поиска альтернативных нетрадиционных
источников энергии. В частности, их взоры обращаются к водороду, запасы которого в водах
мирового океана неисчерпаемы. Есть целый ряд известных способов разложения воды:
химический, термохимический, электролиз и др., но все они обладают одним и тем же
крупным недостатком - в технологическом процессе получения водорода используется
дорогостоящая высокопотенциальная энергия, на получение которой, в свою очередь,
затрачивается дефицитное ископаемое топливо (уголь, природный газ, нефтепродукты) или
электроэнергия, вырабатываемая на электростанциях. Такое производство водорода,
естественно, всегда будет оставаться неэкономичным и экологически опасным, а,
следовательно, бесперспективным. Поэтому в современное время актуальным является
вопрос о концентрации низко-потенциальной энергии до необходимых термодинамических
параметров при синтезе водорода. В прошлом году, экспериментально на базе школьной
лаборатории, нами доказана возможность получения водородной топливной смеси с
использованием низкопотенциальной энергии. Целью своей новой работы я определил,
разработку модели теплоэнергетической станции для индивидуального отопления жилых и
производственных помещений на основе топливной ячейки. В первом разделе работы
объясняются принципы работы топливной ячейки. Основные разделы работы посвящены
вопросам,
изучения
возможных
вариантов
питания
энергетической
станции
альтернативными источниками энергии, конструированию энергетической установки. В
последующих разделах приведены результаты экспериментальной проверки, которая
доказала реальную возможность использования теплоэнергетической станции для обогрева
жилых и производственных помещений.
(Ит-23) ВЕЙНБЕРГ Павел Евгеньевич
г. Челябинск, МАОУ лицей №97, 10 класс
Упрочнение поверхности металла в солевых расплавах
В настоящее время, при производстве деталей машин, чаще всего применяется механическая
обработка деталей на металлорежущих станках. В этом производстве необходимым
условием является применение инструмента соответствующей твёрдости (в частности
резцов, фрез и свёрл). Для изготовления этих инструментов, в основном, используются
вольфрамомолибденовые стали. Вольфрам, входящий в состав этих сталей, дефицитен и
дорог, поэтому конструкторы и производители инструмента для металлообрабатывающей
промышленности
все
больше
используют
безвольфрамовые
стали,
легированные
молибденом и ванадием. Молибден, служащий заменителем вольфрама в быстрорежущих
сталях, также как и вольфрам способствует образованию при отпуске закаленных сталей
стойких сложных карбидов типа Мо6С, обеспечивающих твердость и износостойкость
инструмента. Однако карбиды молибдена легче переходят в твердый раствор при
нагревании, чем карбиды вольфрама, что снижает стойкость инструмента. Известно, что
стойкость инструмента из быстрорежущих сталей успешно повышают путем насыщения их
поверхностей азотом или азотом и углеродом (карбонитрацией) при низких температурах.
При этом наиболее распространенным процессом насыщения является цианирование
инструмента в соляных ванных. Однако, не смотря на многие преимущества, классический
процесс карбонитрации инструментов из быстрорежущих сталей в цианистых ваннах,
разработанный в середине прошлого века, в настоящее время практически не используется
по экологическим соображениям. Применяемые при этом соли отличаются чрезвычайно
высокой токсичностью и требуют специальной сложной и высокоэффективной системы
защиты окружающей среды. Цель данной работы – разработка методики упрочнения
поверхности металла в солевых расплавах с использованием широко распространённых и
нетоксичных соединений, которые можно применять в условиях учебных мастерских, малых
производств и мелкосерийного производства режущего инструмента. В разделах работы
описана технология обработки быстрорежущих сталей в нетоксичной, карбомидо –
натриевой ванне. Экспериментальной проверкой, определён оптимальный состав расплава,
который можно рекомендовать для проведения процесса карбонитрации. Определены
оптимальные
температурные
и
временные
интервалы
процесса
карбонитрации,
позволяющие получить высокопрочный поверхностный слой режущего инструмента.
Карбонитрация в карбомидно – натриевой ванне обеспечивает повышение износостойкости
инструмента из быстрорежущей стали (примерно в 2- 3 раза) и повышение теплостойкости
инструмента. Технология карбонитрации в карбомидно – натриевой ванне может принести
значительный экономический эффект при производстве режущего инструмента при
минимальных затратах со стороны производителя.
(Ит-24) ДЕМКО Савва Михайлович
Челябинская область, город Троицк, МБОУ лицей №13, 8 класс
Учебная роботизированная метеостанция
В современном мире люди стараются сделать так, чтобы любое действие было как
можно больше автоматизировано. Если делать замеры ежедневно и установить довольно
длительное время этих замеров, то «случайно» можно «поймать» момент, когда в данной
местности произошло какое-нибудь событие. Например, падение метеорита, землетрясение,
извержение вулкана, взрыв на предприятии и т.п.
Проблема заключается в отсутствии опыта сопряжения цифровой лаборатории
«Архимед» и системы конструирования робототехники «TETRIX» и «MINDSTORMS».
Гипотеза:
1. Мы предполагаем, что датчики температуры лабораторий «Архимед» и
«LabVIEW» будут работать аналогично.
2. Создание роботизированной установки для измерения температуры и влажности
окружающей среды возможно при одновременном использовании робототехнической
конструкции и оборудования лабораторий «Архимед» и «LabVIEW».
Цель исследования:
Разработать конструкционную модель учебной роботизированной метеостанции.
Объект исследования: Учебная роботизированная метеостанция.
Предмет исследования: Возможность сопряжения конструкторов TETRIX и
MINDSTORMS,
лабораторий
«Архимед»
и
«LabVIEW»
для
создания
учебной
роботизированной метеостанции.
Задачи:
1. Изучить особенности, технологию сборки конструкции на основе LEGO
MINDSTORMS и TETRIX; изучить программное обеспечение и основы программирования
«NXT 2.0 programming g»; изучить особенности снятия измерений и преобразования данных
для лабораторий «Архимед» и «LabVIEW».
2. Определить задачи и условия их выполнения для учебной роботизированной
метеостанции, разработать и создать модель. Провести исследование состояния температуры
и влажности при помощи созданной модели; сравнить данные, полученные датчиками
температуры лабораторий «Архимед» и «LabVIEW».
5. Сделать выводы о возможном сопряжении работы датчиков цифровой лаборатории
«Архимед» и «LabVIEW».
(Ит-24) БУЛДАШОВ Максим Игоревич
Челябинск, МАОУ гимназия № 80, класс 4
Робот-защитник «Protection»
Целью работы является создание собственного лего робота.
Главные задачи исследования:
 ознакомление с научной литературой по робототехнике;
 изучение среды программирования для лего роботов;
 создание конструкции собственного лего робота.
В процессе работы был создан робот-защитник «Protection». Робот создан с помощью Lego
Mindstorms NXT 2.0 и реализован в среде программирования NXT-G.
(Ив-04) ЖАЛИЙ Артем Олегович
г. Челябинск, Дворец пионеров и школьников им. Н.К. Крупской, класс 11
Сетевой антивирус
В связи с активным развитием информационных технологий персональные компьютеры
стали появляться практически в каждом доме, а рабочий процесс представить без них стало
практически невозможным. Обычно компьютеры объединяются в локальную
вычислительную сеть, для организации доступа к сети Интернет и предоставления
возможности общения между сотрудниками предприятия.
Зачастую в наш век информационных технологий производятся вирусные атаки, которые
могут нарушать работу компьютеров и приостанавливать рабочий процесс. Решение данной
проблемы обычно возлагается на системных администраторов, которые в свою очередь
должны найти решение данной проблемы и выполнить его на каждом компьютере. Самым
простым решением в данном случае является установка на каждый компьютер
антивирусного программного обеспечения. Проанализировав данную проблему, была
разработана антивирусную программа, которая может осуществлять удаление вирусов на
всех компьютерах в локальной сети. Данная программа имеет два логических модуля – это
серверная и клиентская части. Через серверную часть администратор сети подает команды
на клиентские программы для произведения лечения компьютера. Клиентская часть, в свою
очередь, получает данные команды от сервера, и выполняет их в окружении операционной
системы пользователя. Но при использовании такой модели работы может возникнуть
проблема при лечении в случае выхода из строя центрального компьютера, который
является сервером. Поэтому программа предусматривает возможность запуска
промежуточного сервера на других компьютерах.
Уже сейчас в этой программе достаточно функций для её использования и внедрения на
предприятии.
(Ив-05) АНДРЕЕВ Владимир Сергеевич
г. Челябинск, МАОУ лицей № 142, класс 11
Предприятия Челябинской области. Учебное пособие в электронном виде
В различных источниках информации, в том числе и в Интернете о предприятиях
Челябинской области очень мало информации. Поэтому и появилась идея: создать учебное
пособие в электронном виде о предприятиях Челябинской области, что даст возможность
учащимся изучить родную страну, не только читая текст, но и просматривая фотографии,
видеоролики, а учителям позволит пополнить свой учебно-методический комплекс и даст
возможность проводить интересные уроки с применением новых информационных
технологий.
Сравнительный анализ информации о предприятиях Челябинской области показал, что
материал везде разный, слабо структурирован, нет связи между компонентами, поэтому
нашей задачей было сформировать информацию по отдельным группам, которые могли бы
передать самое главное о предприятиях Челябинской области. Таких групп определилось 4:
предприятия Челябинской области, словарь терминов, поиск предприятий, полезные сайты.
Материал в работе представлен в разных видах: текстовый материал, фотографии,
видеоролики. Текст выделен яркими цветами, что привлекает читателя, и для наглядности
дополнен картинками, которые используются для создания полного образа предмета.
Весь собранный нами за 1 год работы, как в классе, при подготовке к урокам, так и на экскурсиях,
проведенных в последний год, материал был систематизирован в очень простое и удобное в
использовании пособие, в котором мы постарались показать все преимущества и недостатки
предприятий Челябинской области. Пособие может быть полезно и с исторической точки зрения,
т. к. в нем рассказывается об истории возникновения предприятий Челябинской области.
Учебное пособие создано в среде программирования PHP Devel Studio. Также в процессе работы
использованы следующие программы: Microsoft Word, Snagit, Total Video Converter, Adobe
Photoshop CS5, Nero, CorelDraw X4, Delphi 7.
Системные требования: Windows 98/ME/XP/2000/2007/Vista/7/8, Pentium 166MHz, 32 MB RAM,
4-x CD-ROM, звуковая карта, интернет. Для корректной работы необходимы программы Adobe
Flash Player 10.0, Quik Time Player 7.0.
В текущем учебном году данная работа использовалась в лицее №142 на уроках физики,
химии, биологии, географии, краеведения, истории, ОБЖ.
(Ив-06) УСОВ Дмитрий Сергеевич
г. Челябинск, Дворец пионеров и школьников им. Н.К. Крупской, класс 11
Система для организации конференций
Существующая система регистрации работ и проведения заочного этапа научного конкурса
«Шаг в будущее» изначально показалась мне весьма не удобной. В школе перед
конференцией все время возникали какие-либо проблемы и ошибки с отправкой работ.
После беседы с ответственными за проведение конкурса лицами оказалось, что и для них
система не удобна в использовании. Досконально проанализировав существующую
систему, опираясь на отзывы учащихся, учителей и организаторов конференции, был
выявлен ряд существующих недостатков:
1) низкая степень автоматизации;
2) использование сторонней программы для отправки работ;
3) неудобный алгоритм отправки работ;
4) большое количество ошибок возникает и тогда, когда преподаватель решает помочь
ученику, не согласовавшись с ним, и заполняет форму вместо него;
5) неудобный процесс проверки и рецензирования работ.
Исходя из всего этого, была разработана система регистрации и проведения
городского этапа научного конкурса «Шаг в будущее. Работа с данной программой
осуществляется через сеть Интернет. Все это позволяет хранить все работы в единой базе
данных, отправлять их на проверку различным пользователям и получать более
объективные оценки рецензентов.
В данное время программа проходит тестирование во Дворце пионеров и школьников им.
Н.К. Крупской. На текущем этапе тестирования был выявлен ряд ошибок, которые в
дальнейшем были устранены. Планируется внедрять данную систему в процесс организации
конференции в 2012/2013 учебном году.
(Ив-07) ТОКАРЧУК Антон Иванович
Челябинская область, г. Златоуст, ГБОУ СПО (ССУЗ) «Златоустовский индустриальный
колледж им. П.П. Аносова», группа ПО-31, 4 курс
Разработка полезных моделей для выполнения лабораторных работ по специальным
дисциплинам специальности 230105 «Программное обеспечение вычислительной
техники и автоматизированных систем»
Лабораторная работа – небольшой научный отчет, обобщающий проведенную
студентом работу, которую представляют для защиты преподавателю. К лабораторным
работам предъявляется ряд
требований, основным из
которых
является полное,
исчерпывающее описание всей проделанной работы, позволяющее судить о полученных
результатах, степени выполнения заданий и профессиональной подготовке студентов.
С учетом практической направленности компетентностного подхода, простого
выполнения лабораторной работы и сдачи листинга с исходным кодом программы не
достаточно. Для успешной защиты лабораторной работы необходимо в режиме пошагового
выполнения объяснить работу программного модуля.
В силу разных причин (плохо учится, болезнь, пропуски занятий и так далее.) у
студента возникают проблемы. Защитить лабораторную работу – желание есть, но знаний
недостаточно. А пройти весь предыдущий курс обучения – проблема.
Поэтому возникла идея – разработать макет полезный модели выполнения
лабораторной работы.
Макет полезной модели выполнения лабораторной работы не может заменить ее
самостоятельное выполнение студентом, но помогает понять суть лабораторной работы (так
как все модели студент передвигает руками и формирует необходимый объект).
Цель проекта – разработка макета полезной модели выполнения лабораторной
работы по специальным дисциплинам специальности 230105 «Программное обеспечение
вычислительной техники и автоматизированных систем».
Объект исследования – защита лабораторных работ.
Предмет исследования – использование полезной модели выполнения лабораторных
работ в помощь студентам при защите лабораторных работ.
Практическая значимость. Макет полезной модели выполнения лабораторной
работы дает возможность студенту с помощью моделей объектов выполнять сценарий
лабораторной работы. А затем, создав образ (модель предметной области) выбрать
известный способ решения задачи.
(Ив-08) АХМЕТОВ Далер Валерьевич
г. Челябинск, Дворец пионеров и школьников им. Н.К. Крупской, класс 11
Программа «Таланты развитой памяти и логики»
Во время проведения соревнований с помощью программы «Таланты развитой памяти и
логики» третьей версии происходило множеством проблем. Случались сбои с настройкой
разрешения, что мешало выполнять задания, а также бывали случаи, когда происходило
аварийное завершение программы. Подсчет набранных баллов производился неправильно, а
также отсутствовала возможность гибкого подсчета оценки.
Проанализировав выше сказанное, была разработана следующая версия программы «ТРПЛ».
Во время разработки был разработан новый графический интерфейс, который максимально
приближен к старому. Данный графический интерфейс довольно гибок и старые конкурсы
будут иметь такое же оформление что и основная программа. Была добавлена система
восстановления, которая поможет сохранить участникам свои результаты. Также
реализована система подключения динамических библиотек, что позволяет добавлять в
программу новые конкурсы и задания. При этом разработчикам библиотек не нужно
использовать функции библиотеки для работы с 3D-графикой, потому что основной
функционал уже реализован в головном модуле программы. Программа передает
графический контекст и другую служебную информацию, а разработчику остается лишь
запрограммировать логику конкурса.
Приложение ориентировано на старые компьютеры, чтобы на местах проведения
соревнований не возникало проблем с запуском программы. Для этого используются менее
ресурсоемкие функции библиотеки DirectX 9 и графическая библиотека GWEN, которая
довольно быстро работает слабых компьютерах.
Планируется внедрить данную программу на все этапы (включая Всероссийский этап «Шаг
в будущее») проведения конкурса «ТРПЛ» в 2013/2014 учебном году.
(Ив-09) ЭРЛИХ Кирилл Вадимович
г. Челябинск, МАОУ гимназия №80, класс 11
Методы защиты компьютера от вредоносного программного обеспечения
использующего флеш-накопители
Целью исследования является - разработать программный продукт для защиты flashнакопителей от вредоносного программного обеспечения типа autorun.
Для достижения цели были сформулированы следующие задачи:
1. Изучение языка программирования C# и платформы .NET
2. Сравнение особенностей файловых систем NTFS и FAT32. Их плюсы и минусы.
3. Анализ алгоритма распространения вирусов типа autorun, их вредоносного действия
4. Создание и применение алгоритма для защиты flash-носителей.
В ходе работы создана программа защиты от вредоносного программного обеспечения
типа autorun.
Программа созданная в ходе исследования может быть использована для массового
использования.
В работе представлены алгоритм и методы
защиты флеш-накопителей основанный на использовании особенностей файловой
системы NTFS, в которой впервые стал использоваться принцип разграничения доступа из
всех
файловых
систем,
используемых
для
семейства
операционных
систем Microsoft Windows.
Актуальность данной работы очень высока, так как повсеместное распространение
USB-носителей, или попросту, «флешек», привело к появлению новых уязвимостей в
современных информационных системах.
(Ив-10) СТАРОДУБЦЕВ Александр Евгеньевич
Челябинская область, г. Златоуст, ГБОУ СПО (ССУЗ) «Златоустовский индустриальный
колледж им. П.П. Аносова», группа ПО-31, 4 курс
Сетевая обучающая программа «Клавиатура»
В условиях развития информационно-коммуникационных технологий все сферы
деятельности государственных органов в электронном виде являются востребованными
гражданами и организациями различных форм собственности. Актуальность данного
направления подчеркивается динамичностью развития таких сфер как, социальная (Фонд
Социального Страхования, Пенсионный Фонд, Фонд Медицинского Страхования),
юридическая
(адвокатура,
нотариат,
судопроизводство),
экономическая
(бюджет,
финансы, налоги), культурная (наука, образование), медицинская, муниципальная сфера
(Жилищно-Коммунальное Хозяйство) и так далее.
Правительство России переходит на создание электронного правительства, которое
обеспечит: 1. Оптимизацию предоставления правительственных услуг населению и бизнесу;
2. Поддержку и
расширение возможностей
самообслуживания граждан;
3. Рост
технологической осведомленности и квалификации граждан; 4. Повышение степени участия
всех избирателей в процессах руководства и управления страной; 5. Снижение воздействия
фактора географического местоположения.
Для того чтобы воспользоваться государственными услугами, необходимо чтобы
население имело начальный уровень подготовки работы на компьютере.
В нашем колледже постоянно проводятся курсы для населения «Компьютерная
грамотность для каждого – это не прихоть, а веление времени».
Целью проекта является разработка сетевой обучающей программы «Клавиатура».
Объект исследования – проведение курсов для обучающих компьютерной
грамотности в колледже.
Предмет исследования – помощь студентам курсов при обучении работы с
клавиатурой в соответствии с программой начального уровня подготовки.
Практическая значимость. Программа «Клавиатура» позволяет пользователям, не
имеющим опыта работы с клавиатурой, получить все необходимые сведения о клавиатуре,
изучить комбинационные, горячие и служебные клавиши с подробным их описанием в
качестве подсказок. Благодаря возможности отключения подсказок можно выполнять
задания самостоятельно, улучшая и закрепляя свои знания. Это позволяет быстро изучить и
освоить клавиатуру при помощи программы «Клавиатура».
(Ив-11) ЛЫЖИН Иван Александрович
Челябинская область, г. Златоуст, МАОУ СОШ №90, класс 11
Разработка приложения ChampMaster на языке C#
Данная работа состоит из введения, исследовательской части, практической части и
заключения.
Во введении обосновывается актуальность выбранной темы, формулируются цель и
задачи исследования, указывается объект и предмет исследования, выдвинута гипотеза.
При написании научной работы использованы следующие методы исследования:
теоретический анализ; изучение литературы; описательный; сравнительный анализ;
моделирование; эксперимент.
Также описаны термины, используемые в работе, требования, которыми должно
обладать приложение для ведения спортивной статистики.
Первая глава посвящена поиску и анализу готовых программ по ведению спортивной
статистики, а также выбор языка и среды программирования для создания собственного
приложения.
Во второй главе описано создание собственного проекта, представлены системные
требования к готовому приложению, приведена сравнительная таблица возможностей
найденных программ и собственной программы.
В заключении отмечено, что работа не закончена, созданная программная оболочка
впоследствии будет доработана и усовершенствована, поставлены цель и задачи на будущее.
(Ив-12) ЮФЕРОВ Александр Владимирович
г. Челябинск, МАОУ гимназия № 80, 10 класс
Алгоритмы построения поверхностей
и реализация их в Delphi
Целью
исследования
является
создание
программы
для
визуализации
поверхностей.
Для достижения цели были сформулированы следующие задачи:
1. Рассмотреть способы построения трехмерных объектов
2. Освоить объектно-ориентированную среду программирования Delphi 10 и
открытую графическую библиотеку OpenGl 3.3.
3. Создать программу для реализации собственного способа построения
трехмерных объектов.
4. Построить разные поверхности.
В работе представлены алгоритмы решения построения трёхмерных объектов. Создан
алгоритм для построения трехмерных объектов. Алгоритм реализован в
программирования Delphi. с использованием открытой библиотеки OpenGL 3.3.
среде
(Ив-13) СИВКОВ Даниил Вадимович
Челябинск, МАОУ гимназия № 80, класс 8
Развивающий квест «Математическая школа ремонта»
.
Целью работы являлось создание развивающего квеста на основе задач по основным
темам курса математики 5-6 класса.
Главные задачи исследования:
-
Выяснить правила и принципы построения игры – квест.
-
Подобрать задачи и справочный материал для создания квеста.
-
Создать алгоритм квеста, иллюстрации.
-
Изучить литературу и ознакомится с языком Pascal и средой программирования
Delphi и создать программу для реализации квеста.
В процессе работы был создан квест «Математическая школа ремонта». Квест реализован в
среде программирования Delphi. Квест предназначен для учащихся 5-6 классов.
(Ив- 14) АЛЬЖАНОВ Максим Булатович
Челябинск, МАОУ гимназия № 80, класс 4
Внутри игры
Целью работы являлось создание проектов в программной среде Scratch.
Главные задачи исследования:

Изучить, как взаимодействуют исполнитель, компьютер и человек – программист.

Получить представление о языках программирования и программных средах (средах
разработки).

Познакомиться с существующими программными средами для детей.

Начать изучение программной среды Scratch.

Создать свои проекты игр в программной среде Scratch.
В процессе работы был изучен теоретический материал по теме, созданы проекты,
один из которых обучающая игра «Разбор слова по буквам», предназначенная для
дошкольного и младшего школьного возраста.
(Ex-03) ВЫДРИНА Анастасия Валерьевна
Челябинская область, г. Златоуст, МБОУ ДОД «Дворец детского
творчества», МАОУ СОШ № 2, 10 класс
Простые химические процессы для обезвреживания
хромсодержащих и травильных стоков
Гальваническое
производство
является
одним
из
самых
опасных
и
расточительных производств. По шкале стресс – факторов загрязнения ионами
тяжёлых металлов занимают первое место. При систематическом поступлении в организм
человека ИТМ способны вызвать ряд тяжёлых заболеваний. Повсеместно применяемый
реагентный способ очистки сточных вод гальванического производства морально устарел и при
отсутствии специального полигона для захоронения шлама является противопоказанным.
Существуют современные способы очистки таких вод: электролиз, электродиализ и т.д. Но их
внедрение требует создания дополнительных производств, больших капитальных затрат,
производственных площадей и т.д.
Целью нашей работы стало показать возможность создания простых технологических процессов
в "идеале" используя при этом только отходы производства. В частности для обезвреживания
отработанных хромсодержащих и травильных стоков была использована помимо отработанных
растворов только стальная стружка.
В результате исследования разработана простейшая технология обезвреживания отработанных
хромсодержащих и травильных стоков.
(Ех-04) ГОРИН Лев Евгеньевич
г. Челябинск, МАОУ лицей № 102, класс 9
Исследование процессов дехлорирования при формировании пленочных оксидноникелевых покрытий на подложках методом пиролиза водного раствора хлорида
никеля
Среди различных функциональных и конструкционных материалов оксиды металлов
занимают важное место. Среди них особое значение имеют оксидно-металлические пленки и
покрытия. Пленки оксидов металлов, сформированные разными способами, и нанесенные на
различные носители и подложки выполняют в разнообразных изделиях важные функции. В
частности, оксиды переходных и благородных металлов используются как катализаторы и
антикоррозионные покрытия, материалы топливных элементов, сенсоры, фотохромные,
электрохромные, термохромные и гальванолюминесцентные материалы. Оксид никеля –
перспективный компонент электродных покрытий
для малоизнашиваемых анодов,
топливных элементов; катализатор, нанесённый на носитель в виде плёнки; прекурсор
металлизированной каталитически активной плёнки никеля, определяющий её морфологию
и, соответственно, свойства. Поэтому исследование процессов формирования оксидноникелевых плёнок является актуальной задачей.
Цель исследования: изучение процессов дехлорирования при формировании
пленочных оксидно-никелевых покрытий на подложках методом пиролиза водного раствора
хлорида никеля в процессе исследования зависимости «способ получения – состав,
структура».
В ходе выполнения работы использовались следующие методы и приёмы: изучение
литературных источников, экспериментальный метод (аргентометрическое определение
хлорид-иона по Мору, меркуриметрическое определение), методика качественного и
количественного анализа, метод наблюдения
По результатам проведенного исследования можно сформулировать следующие
выводы:
1. Хлорид-ионы обнаружены в промывных водах для плёнок, полученных при
температурах прокаливания 150, 200, 250, 300⁰С.
2. Данные качественного анализа позволяют заключить, что водорастворимая форма
хлора сохраняется в плёнках вплоть до температуры 300⁰С.
3. При повышении температуры прокаливания каждого слоя, процесс дехлорирования
усиливается и концентрация оксида никеля увеличивается, что подтверждает поставленную
нами гипотезу.
(Ех-05) ТУПОНОГОВ Андрей Владимирович
Челябинская область, г. Верхний Уфалей, МОУ СОШ №1, 9 класс
Получение высокооднородных коллоидных растворов серебра гальванохимическим
методом
Серебро использовалось в лечебных целях в течение многих тысячелетий. Серебряные чаши
и сосуды для хранения и перевозки воды были найдены в царских захоронениях,
датированных 4 тысячелетием до нашей эры. До 1938 коллоидное серебро использовалось
как бактерицидный препарат и дезинфицирующее средство. Тем не менее, в начале 1940-х
годов использование серебра сократилось в связи с широким применением антибиотиков.
Начиная с 1990 - х годов в нетрадиционной и профессиональной медицине наблюдается
возрождение использования коллоидного серебра в качестве средства для лечения
многочисленных болезней. Проблемой в практическом применении данных растворов
является их получение, причём дисперсность частиц должна иметь высокую однородность и
размер соответствовать наноуровню. Целью данной работы является разработка технологии
и исследование возможного варианта получения высокооднородного коллоидного раствора
серебра для применения в различных областях науки и производства. В первых разделах
работы, рассмотрены вопросы: коллоидное состояние вещества и методы получения
коллоидов. В последующих разделах, объясняется метод получения коллоидного серебра
гальванохимическим диспергированием и устройство генератора предназначенного для этих
целей. В работе приведён материал по экспериментальной проверке действующего прибора
и выводы о целесообразности его применения. В результате проделанной работы проверена
возможность получения коллоидных частиц серебра методом гальванохимического
диспергирования импульсным током. Выяснена наиболее оптимальная форма тока и режим
работы прибора (изменение направления тока). Выявлены аналогии между процессом
электроимпульсного диспергирования и процессом гальванохимического диспергирования.
В ходе работы обозначилось предположение, что процессом диспергирования можно
управлять, изменяя форму и параметра тока, добиваясь получения коллоидных частиц
определённого размера. Для проверки этого предположения необходимо разработать ряд
приборов, что является целью и задачами последующей работы. Производительность
разработанного генератора достаточно высока, что позволяет его использовать для
исследовательских и производственных целей.
(Еф-01) ЗЕТКИНА Светлана Ильинична
г. Челябинск, лицей 142, 11 класс
Пъезокристаллический эффект как источник альтернативной энергии
Давно известно явление пьезоэлектричества. Около двух с половиной веков назад
основные представления о природе пьезоэффекта были высказаны братьями Кюри. С тех пор
было создано множество различных применений этого эффекта.
В моей работе представлен способ генерации электрического тока, пока мало
изученный в России. Мною представлено теоретическое основание и модель устройства,
работающего на принципе пьезоэффекта. На базе аналогов, различных характеристик
данной технологии и собственной апробации предполагается возможная эффективность
применения
пьезоэлектриков
для
получения
электроэнергии.
Пьезосистемы
могут
заключаться в:
o Заводских ударных установках
o Напольных покрытиях в концертных залах, ночных клубах, залов для спортивных
занятий
o Колесах автомобилей, велосипедов, различных тренажерах
o Железных и автомобильных дорогах, ветки метро, трамвайные пути
И это лишь несколько возможных вариантов применения пьезоэлектрического
эффекта.
Для выполнения данной работы были поставлены следующие задачи:
1. Найти и изучить материал по пьезоэлектрическим явлениям
2. Приобрести необходимые элементы для создания модели
3. Сконструировать модель с применением пьезокристаллов
4. Сделать вывод о необходимости и выгоде применения пьезоэлектричества
Моя цель – на основании изученного теоретического материала, создать модель
использования пьезоэлектриков для получения электроэнергии и сделать вывод о
возможности применения пьезоэффекта – была реализована.
(Еф-02) МАКФУЗОВА Анна Игоревна
г. Челябинск, МБОУ СОШ № 99, 10 класс
Термоэлементы, как дополнительные источники
энергии на орбитальной станции
С развитием космической техники стало возможным изучать небесные тела и следить
за состоянием космического пространства с помощью спутников, орбитальных и
межпланетных станций, а для этого необходимы постоянные источники энергии.
Одним из видов дополнительного источника энергии на орбитальной станции
является термоэлемент.
Термобатареи являются безопасными и эффективными источниками энергии на
орбитальных станциях. Они занимают минимальное пространство и не требуют
значительного ухода.
В данной работе исследовался Эффект Зеебека, который заключается в том, что
возникающий в электрической цепи ток, зависит от разности температур.
Нами была проверена зависимость термоэдс и силы тока от разности температур в
школьных условиях. Была установлена зависимость мощности термоэлементов от разности
температуры.
В данной работе рассматриваются перспективы создания термоэлектрических батарей
из новых материалов и использование их на орбитальной станции в качестве
дополнительного источника энергии.
Цель
работы:
Оценить
эффективность
использования
термоэлементов
на
орбитальной станции.
Задачи: 1.Изучить проблему энергосбережения на станции и возможности
использования термоэлемента на ней.
2. Создание термоэлемента из простейших материалов.
3.Установить зависимость возникающей термоэдс от изменения температуры.
4. Рассмотреть возможности практического использования термоэлементов на орбитальной
станции.
(Еф-03) ЧУДИН Денис Алексеевич
г. Челябинск, МАОУ лицей №142, 11 класс
Модуль очистки воздуха на основе электролиза
В результате бурно развивающейся промышленности и транспорта загрязнение
воздуха в крупнейших городах мира превратилось в острейшую проблему современности,
поэтому очень актуальным для каждого человека встаёт вопрос об использовании чистого
воздуха, хотя бы в бытовых условиях. Согласно результатам Челябинского Гидрометцентра,
который исследовал уровень загрязнения атмосферного воздуха, установил превышение
ПДК формальдегидом – в 4,7 раза, фенолом – в 3,2 раза.
Целью данной работы явилось создание компактного и экономичного устройства для
очистки воздуха с помощью электролиза.
Новизна работы: создан новый подход к решению проблемы загрязнения воздуха
электролитическим путём.
Практическая значимость
заключается в том, что данный прибор можно
использовать в промышленных и бытовых условиях.
Выводы:
1. Создана реально действующая установка для очистки воздуха.
2. Проведены испытания, подтверждающие эффективность очистки воздуха.
3. Данная установка очень компактная, поэтому может быть использована в школе,
больнице, на предприятиях и т.д.
4. Создан новый способ решения проблемы загрязнения воздуха электролитическим
путём.
5. Создано учебное пособие в электронном виде об электролизе.
6. Данная работа поможет учителям физики, химии, биологии, ОБЖ в проведении
познавательных уроков с применением данного прибора.
(Еф-04) НИКИФОРОВ Александр Сергеевич
г. Челябинск, МАОУ лицей №102, класс 9
Модель центрифужной установки для очистки водной поверхности от нефтепродуктов
Современные промышленные предприятия используют нефть главным образом для
производства различных видов топлива, для того чтобы приобрести степень мобильности –
на суше, на море, в воздухе, то есть делать то, что невозможно было даже представить ещё
сто лет назад. Помимо этого нефть и её производные используются в производстве
медикаментов и удобрений, пищевых продуктов, пластиковых, строительных материалов,
красок и электричества. Значительное увеличение потребления человечеством
нефтепродуктов, наблюдающееся с середины XX в., привело к глобализации в современном
обществе экологической проблемы, связанной с загрязнением окружающей среды нефтью и
нефтепродуктами. Загрязнение городской среды нефтью и нефтепродуктами появляется в
результате работы автотранспорта, автозаправочных станций, крупных нефтехранилищ.
Хотя Россия и очень богата водными ресурсами, проблема чистой воды и в нашей стране
стоит очень остро. Это обусловлено не только неравномерностью распределения водных
ресурсов по регионам, но и высоким уровнем загрязнённости водных объектов, основными
источниками которой являются сточные воды. Все эти проблемы, ставят на повестку дня
актуальность разработки наиболее эффективных способов и методов очистки
окружающей среды, в том числе воды и водной поверхности от нефтепродуктов. Цель
исследования: подобрать оптимальную частоту вращения центрифуги, при которой будет
достаточно высокая степень очитки воды и водной поверхности от нефтепродуктов. Объект
исследования: вода, поверхность воды, загрязнённая нефтепродуктами. Предмет
исследования: проверка работоспособности представленной модели для очистки воды и
водной поверхности от нефтепродуктов. Задачи исследования: изучить литературу по
проблеме загрязнения и способам очистки воды и водной поверхности от нефтепродуктов,
создать мобильную установку для очистки воды и водной поверхности от углеводородов,
определить степень очистки воды от углеводородов с помощью данной модели, определить
частоту вращения центрифуги достаточную для максимально эффективной очистки водной
поверхности от нефтепродуктов, сделать выводы об эффективности предложенной
установки. В качестве ведущего метода исследования был выбран эксперимент. Выводы и
рекомендации: экспериментально проверена возможность удаления нефтепродуктов
(масла) с поверхности воды центрифужной установкой. При центрифужном способе очистки
масло движется по поверхности воды на периферию, то есть к стенкам вращающейся
ёмкости. Удаление масла может производиться либо путём слива его через край ёмкости,
либо откачиванием дополнительными насосами. Окончательная очистка воды от оставшихся
масляных включений может производиться путём фильтрации. Оптимальной частотой
вращения центрифуги при которой достигается максимальный эффект можно считать 83
об/мин. Таким образом, мы удостоверились в эффективности данного способа очистки,
который позволяет удалять нефтепродукты с поверхности воды. При увеличении частоты
вращения двигателя, нефтепродукты концентрируются на периферии центрифуги, что
позволяет эффективно их удалять.
(Ем-01) ПОПОВА Мария Андреевна
г. Челябинск, МАОУ гимназия № 80, класс 10
Замечательные точки и линии треугольника
Треугольник является неисчерпаемым объектом изучения – никто даже в наше время
не осмелится сказать, что изучил и знает все его свойства.
Свойства треугольника были хорошо изучены еще в древности греками.
Изучение треугольника не сводится только лишь к изучению замечательных точек. В
последние годы было открыто множество замечательных точек и связанных с ними
замечательных линий и кривых второго и третьего порядка. Все вышесказанное
обосновывает актуальность данной работы.
Целью моей работы было изучение и исследование материала о замечательных
точках треугольника, замечательных линия и кривых второго и третьего порядка, связанных
с треугольником, создание электронного пособия по данной теме.
Цели работы реализовались через решения следующих задач:
1) изучение теоретического материала по данной теме;
2) изложить геометрический материал по замечательным точкам треугольника, как
изучаемым, так и не изучаемым в школьном курсе геометрии;
3) провести классификацию замечательных точек треугольника;
4) рассмотреть, как связаны кривые второго и третьего порядка с замечательными
точками;
5) построение точек, линий, кривых с помощью интерактивных сред «Живая
математика» и «GeoGebra»;
6) Практическое подтверждение некоторых свойств замечательных точек и линий
треугольника.
В своей работе я познакомилась с 20 из замечательных точек треугольника, построила
и на практике, с помощью интерактивных сред, подтвердила свойства данных точек,
рассмотрела линии, связанные с треугольником (прямые и коники – построила в
интерактивной среде GeoGebra), доказала существование кривых третьего порядка для
треугольников, построила данные кривые для прямоугольного, остроугольного треугольника
в интерактивной среде GeoGebra, создала электронное пособие по данной теме.
Благодаря своей увлекательности данная тема может использоваться на уроках
геометрии, на факультативных и внеклассных занятиях по геометрии.
(Ем-02) ЕВГЕНЬЕВ Михаил Алексеевич
г. Челябинск, МАОУ лицей №102, 9 класс
Изучение некоторых замечательных точек треугольника
через нахождение центров тяжести площади и периметра
В реальной жизни мы имеем дело не с абстрактным треугольником а с его
физическими моделями. Чаще всего в качестве реального объекта треугольник
представлен в виде треугольного каркаса или «сплошной» треугольной пластины. Работа
посвящена поиску способов нахождения центров тяжести реальных объектов, имеющих
треугольную форму. Автором рассматриваются физические модели геометрической
абстракции «треугольник»: треугольный контур и «сплошная» треугольная пластина,
исследуется зависимость положения центра тяжести от вида модели треугольника. Проблема
исследования состоит в том, чтобы получить ответы на поставленные вопросы, не выходя за
пределы программы курса геометрии основного общего образования (8-9 класс).
Целью данной работы является изучение положения центров тяжести «сплошного» и
«каркасного треугольников» и выявление соотношений между ними.
Автором решены следующие задачи:
1.
изучены методы нахождения центров тяжести плоских фигур,
2.
выявлены закономерности их расположения в треугольных моделях,
3.
проведены эксперименты по нахождению центра тяжести треугольной пластины,
пользуясь физическим методом и по исследованию траектории движения центров тяжести,
для чего построена в среде «Живая математика» интерактивная модель треугольника,
4.
доказана гипотеза о сохранении формы траектории движения центроида,
5.
проведен расчет для определения длины подвесов при изготовлении реальных
объектов треугольной формы – контурных треугольных светильников для освещения малого
конференц-зала лицея.
Результаты данного исследования, позволяют школьникам 8-9 классов доступно и с
достаточной степенью математического обоснования изучать вопросы, связанные с
физическим смыслом некоторых геометрических объектов. Самостоятельно разработан
алгоритм построения центров тяжести «сплошного» и «каркасного треугольников»,
реализованный в качестве Инструмента в программной среде «Живая математика».
Приведен пример решения задачи практического содержания, с использованием результатов
при проектировании реальных объектов (размещение светильников треугольной формы в
малом актовом зале лицея).