Когда мы думали над решением для поставленной задачи, мы решили посмотреть, как сейчас обеззараживают палаты в больницах и воздух в домах. Для этого используют ультрафиолетовое излучение. Мы тоже решили попробовать использование ультрафиолета и улучшить существующие решения.

Сейчас не только в больницах, но и во многих организациях и даже некоторых домах, можно найти УФ обеззараживатели воздуха. Они бывают разные – напольные или настенные – но у всех из них есть существенный недостаток. Эти приборы хорошо очищают воздух рядом с собой, но плохо справляются с труднодоступными местами. Для хорошего результата нужно располагать несколько таких приборов и учитывать движение воздуха, что оказывается невыгодным. Поэтому мы решили сделать нашего робота мобильным и недорогим.
Основой мобильного очистителя воздуха стала вентиляционная труба. Она доступная, удобная для работы и для неё можно легко найти дополнительные детали: соединители, решётки, переходники. Чтобы прогонять воздух через трубу, мы взяли вентилятор от старого кулера для компьютера. Он отлично подошёл по размеру. Также в выборе вентилятора сыграло роль и питание. Мы хотели сделать так, чтобы вентилятор и светодиоды питались от одного небольшого аккумулятора, расположенного на корпусе робота. У нас был аккумулятор на 7.8V. Этого напряжения как раз хватило для питания вентилятора. К этому же аккумулятору были подключены и светодиоды.

Для очистки воздуха используется система из нескольких фильтров. Первый – фильтр грубой очистки, изготовленный из нетканого материала. Он нужен для фильтрации пыли, пуха и других лёгких частиц. Фильтр недорогой и может быть легко заменен в случае загрязнения. Для этого нужно снять решётку и убрать фиксатор из деталей LEGO. После замены фильтра все детали устанавливаются в обратном порядке.
Второй фильтр – ультрафиолетовый. Он обладает бактерицидным действием, обеззараживает воздух. Вместе с пользой, УФ излучение может нанести и вред: ухудшение зрения, быстрое старение кожи. Закрытый корпус и специальные наклонные решётки позволяют избежать вредного влияние УФ излучения. Во время работы МОВ безопасно находиться в помещении. Несмотря на все меры предосторожности, для участия в олимпиаде мы решили заменить ультрафиолетовые светодиоды на безопасные, которые не обладают обеззараживающим действием.
Для включения и выключения вентилятора и УФ светодиодов мы разработали схему, использующую силовой ключ Amperka. Принцип его работы следующий. С одной стороны модуля есть три контакта - питание, земля и сигнал. Они подключаются к порту управления моторов LEGO Mindstorms EV3. Два других контакта мы подключаем в цепь питания вентилятора и УФ светодиодов, размыкая землю. Подавая сигнал с EV3, мы замыкаем цепь, включая вентилятор и УФ светодиоды. Если сигнал на подаётся, вентилятор и светодиоды не работают.
Кроме системы очистки воздуха, на роботе установлен датчик температуры. Он аналоговый и подключен к одному из портов датчиков EV3. При изменении температуры воздуха меняется сопротивление на датчике и показания, которые можно получить в программе. Мы провели измерения температуры горячей воды и занесли эти измерения в таблицу.
По этой таблице в программе Excel был составлен график зависимости температуры от показаний датчика. В этой же программе была построена линия тренда и подобрана функция для зависимости. После этого мы нашли в интернете другие графики для той же зависимости – оказалось, они похожи.
По этой таблице в программе Excel был составлен график зависимости температуры от показаний датчика. В этой же программе была построена линия тренда и подобрана функция для зависимости. После этого мы нашли в интернете другие графики для той же зависимости – оказалось, они похожи.
Робот в автономном режиме может двигаться по чёрной линии. Для этого используются два стандартных датчика цвета EV3. При движении в автономном режиме ведётся постоянная очистка воздуха. Также идёт контроль температуры воздуха. Если температура окажется выше установленного значения, робот предупредит об этом громким сигналом. 

Кроме автономного режима, мы решили сделать и управление роботом с помощью мобильного телефона. Подобная схема работы есть у большинства роботов-пылесосов. Это позволяет направить робота в конкретное место, если нужно, чтобы он не мешал проходу во время работы, или требуется дополнительная очистка какой-либо зоны.
Чтобы управлять роботом с мобильного телефона, нужно подключиться к нему по Bluetooth через настройки телефона, а затем нажать на кнопку «Подключиться к EV3» в приложении. В списке нужно выбрать блок EV3, который только что был подключен к телефону. После этого мы увидим показания температуры и сможем управлять движением робота: вперёд, назад, поворот налево, поворот направо. Также можно менять скорость движения.

При разработке роботизированного решения мы столкнулись с несколькими трудностями. Во-первых, изначально мы хотели подключить не только датчик температуры, но и датчики влажности и пыли. Однако, датчик влажности оказался нерабочим (новый мы не успели бы подключить), а датчик пыли требовал подключения через Arduino. Поэтому мы решили подключить только аналоговый датчик температуры. Во-вторых, для подключения аналогового датчика к EV3 нужно было спаять контакты по определённой схеме. Раньше мы не паяли, поэтому получить рабочее подключение получилось не с первого раза. Потребовалась помощь тренера. Но в итоге всё заработало.

Мы планируем продолжать работу над проектом и в следующей версии подключим датчики пыли и влажности. Также мы хотим добавить функцию увлажнения воздуха.