Түркістан облысы Жетісай ауданы

№71 жалпы білім беретін мектеп коммуналдық мемлекеттік мекемесі

Ғылыми жұмыстың тақырыбы:

«Баламалы қуат көзі жел және күн энергиясы»

Б ағыты: Ұлы өнертапқыштыққа алғашқы қадам - ІТ және робот техникасы, физика мен техника әлемі».

Шүқірқұл Нұрболат Сейтжанұлы 7 «А» сынып оқушысы

Бимырза Айбол Нурболұлы 7 «А» сынып оқушысы

Ғылыми жоба жетекшісі:

Информатика пәні мұғалімі:Ашимова Гульсин Абдималиковна

Шүқірқұл Нұрболат Сейтжанұлы 7 «А» сынып оқушысы

Бимырза Айбол Нурболұлы 7 «А» сынып оқушысы

Ғылыми жоба жетекшісі:

Информатика пәні мұғалімі:Ашимова Гульсин Абдималиковна

Ғылыми жұмыс «Баламалы қуат көзі жел және күн энергиясы»

ПІКІР

7 «А» сынып оқушысы Шүқірқұл Нұрболат Сейтжанұлының және Бимырза Айбол Нурболұлының «Баламалы қуат көзі: жел және күн энергиясы» тақырыбындағы ғылыми жұмыс қазіргі заман талабына сай өзекті тақырыптардың бірі болып табылады. Авторлар баламалы энергия көздерінің маңызын, олардың қоршаған ортаға зиянын азайтудағы рөлін және экономикалық тиімділігін жан-жақты қарастырған.

Жұмыста теориялық және практикалық деректер ұтымды пайдаланылған, зерттеу құрылымы жүйелі түрде құрылған. Авторлар жел мен күн энергиясын өндірудің физикалық принциптерін, олардың Қазақстан жағдайындағы мүмкіндіктерін нақты мысалдармен дәлелдеп көрсеткен.

Зерттеу нәтижелері экологиялық мәдениетті қалыптастыру мен жасыл технологияларды дамыту ісіне үлес қосуға бағытталған.

Ғылыми жұмыста «Баламалы қуат көзі жел және күн энергиясы» тақырыбы бойынша жазған жұмысы оқушыладың құрастырушылық ойлау қабілетін дамытуға, өнертапқыштыққа баулуға, жоғары технологиялар саласына оқушылардың қызығушылығын арттыруға бағытталған. Келешекте көп жобаларды жасап, елімізге өз үлестерін қосатын,елін сүйетін, халқының сүйікті азаматшасы болады деп сенемін.

Қорытындылай келе, бұл ғылыми жұмыс мазмұны мен ғылыми деңгейі жағынан жоғары, оқушының зерттеушілік қабілеті мен қызығушылығын айқын көрсетеді және ғылыми жоба байқауына ұсынуға толық лайық деп есептеймін.

Пікір жазған:информатика пән мұғалімі,магистр, педагог-зерттеуші

Бейсенов Сакен Нұрлыбайұлы________

Мазмұны

1. Аннотация................................................................................4-6

2. Кіріспе......................................................................................7-8

3. Негізгі бөлім............................................................................9-19

4. Қорытынды.................................................................................20

5. Жұмыс күнделігі....................................................................21-22

6. Пайдаланған әдебиеттер.............................................................23

Аннотация

Ғылыми жұмыстың мақсаты: Оқушылардың құрастырушылық ойлау қабілетін дамытуға, жас техниктерді зерттеушілікке және өнертапқыштыққа баулуға, робот техникасын және информатика пәндерін дамытатын әр түрлі білім беру ұйымдарының оқушылары мен педагогтерінің тәжірибе алмасуына және өзара әрекеттесуіне жағдай жасауға, ғылым, білім және жоғары технологиялар саласына оқушылардың қызығушылығын арттыруға бағытталған.

Тақырыптың өзектілігі: «Баламалы қуат көзі жел және күн энергиясы» заманауи жаңа технологияға байланысты.

Зерттеудің міндеті:  Жаңа технологиясының дамуы адамдар үшін маңыздылығын көрсету.

Зерттеу жұмысының дерек көздері: зерттеудің материалы ретінде деректер, түсіндірме, оқулықтар мен ғылыми еңбектер алынды.

Болжам: осы тақырыпты зерттей отырып, біз болашақта технология саласының адамға толықтай пайдасы бар деген болжамға келдік

Зерттеу әдіс-тәсілдері: зерттеу барысында өз бетімен іздеу, мағұлмат алу, жинақтау, салыстыру, талдау әдістері қолданылды.

Зерттеудің теориялық және практикалық мәні: зерттеу барысында жинақтаған материалдарды және алынған нәтижелерді алдағы уақытта осы тақырыпты терең зерттеу жұмыстарына пайдалануға болады

Зерттеудің жаңалығы: «Баламалы қуат көзі жел және күн энергиясы» ерекшелігі

Зерттеу жұмысының құрлымы: ғылыми жоба кіріспеден, негізгі бөлімнен, қорытындыдан, пайданылған әдебиеттерден тұрады

Аннотация

Цель научной работы: развивать творческое мышление студентов, привлекать молодых технических специалистов к исследованиям и изобретательству, создавать условия для обмена опытом и взаимодействия студентов и преподавателей различных образовательных организаций, разрабатывающих предметы робототехники и информатики, повысить интерес студентов к сфере науки, образования и высоких технологий.

Актуальность темы: «Альтернативные источники энергии ветра и солнца» зависит от современных новых технологий.

Задача исследования: показать важность развития новых технологий для человека.

Источники данных исследовательской работы: в качестве материала исследования были взяты данные, пояснения, учебники и научные труды.

Прогноз: исследуя эту тему, мы пришли к предсказанию, что в будущем область технологий будет полностью полезна для человека.

Методы исследования: в ходе исследования использовались методы самостоятельного поиска, сбора, сбора, сравнения и анализа информации.

Теоретическая и практическая ценность исследования: собранные в ходе исследования материалы и полученные результаты могут быть использованы в дальнейшем для углубленных исследований по данной теме.

Новизна исследования: особенность «Альтернативные источники энергии ветра и солнца»

Структура научно-исследовательской работы: научный проект состоит из введения, основной части, заключения, использованной литературы.

Аnnotation

The purpose of the scientific work: to develop the creative thinking of students, to attract young technical specialists to research and invention, to create conditions for the exchange of experience and interaction between students and teachers of various educational organizations developing subjects of robotics and computer science, to increase the interest of students in the field of science, education and high technology.

Relevance of the topic: “Alternative sources of wind and solar energy” depends on modern new technologies.

Research objective: to show the importance of the development of new technologies for humans.

Sources of data for the research work: data, explanations, textbooks and scientific works were taken as research material.

Prediction: While researching this topic, we have come to a prediction that in the future, the field of technology will be completely beneficial to humans.

Research methods: during the study, methods of independent search, collection, collection, comparison and analysis of information were used.

Theoretical and practical value of the study: the materials collected during the study and the results obtained can be used in the future for in-depth research on this topic.

Novelty of the research: feature “Alternative sources of wind and solar energy”.

Structure of a research work: a scientific project consists of an introduction, main part, conclusion, and used literature.

Кіріспе

Қазіргі таңда әлем елдері энергия көздерінің тапшылығы мен экологиялық мәселелерге ерекше көңіл бөлуде. Осы тұрғыда баламалы қуат көздерін, соның ішінде жел және күн энергиясын тиімді пайдалану – тұрақты дамудың басты бағыттарының бірі болып табылады.

Баламалы энергия көздері – сарқылмайтын және қоршаған ортаға зиянсыз табиғи ресурстарға негізделген қуат түрлері. Жел мен күн энергиясын пайдалану арқылы атмосфераға бөлінетін зиянды қалдықтарды азайтуға, энергетикалық тәуелсіздікке қол жеткізуге және табиғи ресурстарды үнемдеуге мүмкіндік туады.

Бұл ғылыми жұмыстың мақсаты – жел және күн энергиясын өндірудің принциптерін, олардың артықшылықтары мен кемшіліктерін, сонымен қатар Қазақстан аумағында қолдану мүмкіндіктерін талдау болып табылады. Зерттеу барысында баламалы энергия көздерін дамыту жолдары мен олардың болашақтағы маңыздылығы қарастырылады.

Ардуино уно микроконтроллері

Arduino Uno - бұл ATmega328 микроконтроллеріне (деректер парағы) негізделген құрылғы. Ол микроконтроллермен ыңғайлы жұмыс істеу үшін қажет нәрсенің барлығын қамтиды: 14 сандық кіріс/шығыс (оның ішінде 6 PWM шығысы ретінде пайдалануға болады), 6 аналогтық кіріс, 16 МГц кристалды резонатор, USB қосқышы, қуат қосқышы, коннектор тізбек ішіндегі бағдарламалау (ICSP) және қалпына келтіру түймесі. Құрылғымен жұмыс істеуді бастау үшін айнымалы ток / тұрақты ток адаптерінен немесе батареялардан қуат беріңіз немесе оны USB кабелі арқылы компьютерге қосыңыз.

Барлық алдыңғы Arduino тақталарынан айырмашылығы, Uno USB-UART интерфейс түрлендіргіші ретінде FTDI чипінің орнына ATmega16U2 микроконтроллерін (ATmega8U2 R2 нұсқасына дейін) пайдаланады.

Arduino Uno R2 тақтасында микробағдарламаны жаңарту процесін жеңілдету үшін резистор қосылады, ол 8U2 микроконтроллерінің HWB сызығын жерге тартады.

R3 тақтасындағы өзгерістер төменде берілген:

Pinout 1.0: Қосылған SDA және SCL түйреуіштері (AREF істікшесінің жанында), сондай-ақ RESET істікшесінің жанында орналасқан екі жаңа түйреуіш. Біріншісі - IOREF - кеңейту тақталарына Arduino жұмыс кернеуіне бейімделуге мүмкіндік береді. Бұл түйреуіш кеңейту тақталарының AVR микроконтроллерлеріне негізделген 5V Arduino және 3.3V Arduino Due тақталарымен үйлесімділігі үшін қамтамасыз етілген. Екінші түйреуіш ештеңеге қосылмаған және болашақта пайдалану үшін сақталған.

Қалпына келтіру тізбегінің жақсартылған шу иммунитеті.

ATmega8U2 микроконтроллері ATmega16U2-ге ауыстырылды.

«Uno» (итальянша «бір») Arduino 1.0 нұсқасының алдағы шығарылымы үшін аталған. Arduino 1.0-мен бірге бұл құрылғылар Arduino-ның негізгі нұсқалары болады. Uno - Arduino платформасының анықтамалық үлгісі және USB тақталарының сериясының соңғысы; алдыңғы нұсқалармен салыстыру үшін Arduino тақталарының тізімін қараңыз.

Техникалық сипаттамалар

Микроконтроллер ATmega328

Жұмыс кернеуі 5 В

Қоректендіру кернеуі (ұсынылады) 7-12 В

Қоректендіру кернеуі (шекті) 6-20В

Сандық енгізу/шығару 14 (оның ішінде 6 PWM шығысы ретінде пайдалануға болады)

Аналогтық кірістер 6

Шығудағы максималды ток 40 мА

Максималды шығыс ток шығысы 3,3 В 50 мА

Флэш жады 32 КБ (ATmega328), оның 0,5 КБ жүктеуші пайдаланады

SRAM 2 КБ (ATmega328)

EEPROM 1 КБ (ATmega328)

Сағат жиілігі 16 МГц

Схема және түпнұсқа жоба

EAGLE файлдары: arduino-uno-Rev3-reference-design.zip (ЕСКЕРТПЕ: Eagle 6.0 немесе одан жоғары нұсқасымен үйлесімді)

Схема: arduino-uno-Rev3-schematic.pdf

Ескертпе: Arduino жобасының файлдарында ATmega8, 168 немесе 328 микроконтроллерлер болуы мүмкін.Мысалы, соңғы үлгілерде ATmega328 микроконтроллері пайдаланылады, бірақ ATmega8 микроконтроллері диаграммада көрсетілуі мүмкін. Бұл қате емес, өйткені барлық үш микросхемалар түйреуіштер бойынша бір-бірімен толық үйлесімді.

Тамақтану

Arduino Uno USB немесе сыртқы қуат көзінен қуат алуға болады - көз түрі автоматты түрде таңдалады.

Сыртқы айнымалы ток/тұрақты ток адаптерін немесе батареяны/батареяны сыртқы қуат көзі (USB емес) ретінде пайдалануға болады. Адаптердің ашасы (диаметрі - 2,1 мм, орталық түйреуіш - оң) тақтадағы сәйкес қуат қосқышына салынуы керек. Батарея/батарея қуаты жағдайында оның сымдары POWER қосқышының Gnd және Vin терминалдарына қосылуы керек.

Сыртқы қуат көзінің кернеуі 6-дан 20 В-ға дейінгі диапазонда болуы мүмкін. Дегенмен, 7 В-тан төмен қоректену кернеуінің төмендеуі 5 В істікшедегі кернеудің төмендеуіне әкеледі, бұл құрылғының тұрақсыздығына әкелуі мүмкін. 12 В жоғары кернеуді пайдалану кернеу реттегішінің қызып кетуіне және тақтаның істен шығуына әкелуі мүмкін. Осыны ескере отырып, кернеуі 7-ден 12В-қа дейінгі диапазондағы қуат көзін пайдалану ұсынылады.

Төмендегілер тақтада орналасқан қуат түйреуіштері:

VIN. Arduino-ға тікелей сыртқы қуат көзінен жеткізілетін кернеу (USB немесе басқа реттелетін кернеуден 5 В-қа қатысты емес). Бұл шығыс арқылы құрылғы сыртқы адаптерден қуат алған кезде сыртқы қуатты беруге және токты тұтынуға болады.

5В. Шығу құрылғының қалай қуаттанғанына қарамастан, борттағы кернеу реттегішінен 5 В кернеуін алады: адаптерден (7 - 12 В), USB (5 В) немесе VIN пин (7 - 12 В) арқылы. Құрылғыны 5V немесе 3V3 түйреуіштер арқылы қуаттандыру ұсынылмайды, өйткені бұл жағдайда кернеу реттегіші пайдаланылмайды, бұл тақтаның істен шығуына әкелуі мүмкін.

3v3. Тақтадағы кернеу реттегішінен келетін 3,3 В. Бұл түйреуіштен алынатын максималды ток 50 мА құрайды.

GND. Негізгі қорытындылар.

IOREF. Бұл түйреуіш кеңейту тақталарына Arduino микроконтроллерінің жұмыс кернеуі туралы ақпаратты береді. IOREF түйреуішінен оқылатын кернеуге байланысты кеңейту тақтасы сәйкес қуат көзіне ауыса алады немесе деңгей түрлендіргіштерін пайдалана алады, бұл 5 В және 3,3 В құрылғыларымен жұмыс істеуге мүмкіндік береді.

Жад

A Tmega328-де 32 КБ флэш-жад бар (оның 0,5 КБ-ын жүктеуші пайдаланады).

М иниатюралық редукторлы қозғалтқыш DC3V-6V DC қозғалтқышының металл редукторы

Bluetooth модулі HC-05

Bluetooth HC-05 модулі әртүрлі нысандарды басқару кезінде Bluetooth протоколы арқылы екі бағытты радиобайланысты орнатуға мүмкіндік береді. Микроконтроллері бар немесе жоқ құрылғыға орнатылған модуль оны дербес компьютермен немесе Android құрылғысымен Bluetooth протоколы арқылы радиобайланысты пайдалана отырып қосады.

Екінші қолданбалы микроконтроллер-микроконтроллер немесе микроконтроллер-құрылғы схемалары арқылы екі құрылғыны қосу. Құрылғы сымды USART интерфейсі арқылы қосылған. HC-05 қолданбасы USART-bluetooth-USART құрылғылары арасында көпір жасайды. МК bluetooth HC-05 модулін USART жауап беру құрылғысы ретінде қабылдайды, ал модуль электроникасы радиобайланысты ұйымдастыруға жауап береді. Құрылғыны пайдалану кезінде инженерге bluetooth білімі қажет емес.

М одульдің сипаттамалары тұрмыстық және коммерциялық пайдалануға жарамды. Android, ноутбук немесе компьютерде орналасқан арнайы жазылған бағдарламаны пайдаланып, микроконтроллерге негізделген құрылғыны басқаруға және құрылғының сенсорларынан деректерді алуға болады. Қолдану аясы 9 м қашықтықта ғимарат ішіндегі байланыс болып табылады.

Мотор драйвері L298n

MX1508 чипіне негізделген ықшам мотор драйвері модулі. Екі төмен вольтты тұрақты ток қозғалтқышын немесе бір төрт сымды екі фазалы қадамдық қозғалтқышты қосуға мүмкіндік береді, ол неғұрлым қуатты L298N драйверіне балама ретінде қарапайым өздігінен жүретін машиналарды құрастыру кезінде пайдалы болуы мүмкін. Кейде құжаттамада L298N-MINI ретінде кездеседі.

Техникалық сипаттама

Арналар саны

2 (кері 2 қозғалтқыш немесе кері қозғалтқышсыз 4 қозғалтқыш немесе 1 қадамдық қозғалтқыш)

Импульстік режимдегі ток шегі

2,5 Ампер

қызып кетуден қорғау

иә, гистерезис әсерімен

Бір арнаға максималды шығыс тогы

(тұрақты жүктеме кезінде) 1,5 Ампер

Жұмыс кернеуі

2-ден 9 вольтке дейін

Ө лшемдері

Ұзындығы

24,7 мм

Ені

21 мм

Биіктігі

5 мм

Электроника құрылғыларын схема бойынша қосамыз.

#define REMOTEXY_MODE__SOFTSERIAL

#include "flprogUtilites.h"

#include <RemoteXY.h>

#define REMOTEXY_SERIAL_RX 2

#define REMOTEXY_SERIAL_TX 3

#define REMOTEXY_SERIAL_SPEED 9600

#pragma pack(push, 1)

uint8_t RemoteXY_CONF[] = {255, 3, 0, 11, 0, 102, 0, 17, 0, 0, 0, 4, 1, 106, 200, 1, 1, 5, 0, 129, 16, 21, 78, 7, 31, 208, 154, 210, 175, 208, 189, 32, 209, 141, 208, 189, 208, 181, 209, 128, 208, 179, 208, 184, 209, 143, 209, 129, 209, 139, 59, 32, 86, 45, 208, 178, 208, 190, 208, 187, 209, 140, 209, 130, 0, 67, 29, 34, 56, 35, 4, 31, 26, 11, 4, 16, 77, 18, 74, 0, 31, 26, 4, 78, 77, 18, 74, 0, 31, 26, 1, 41, 156, 29, 29, 0, 10, 31, 208, 150, 208, 176, 209, 128, 209, 139, 210, 155, 0};

struct

{

signed char slider_01;

signed char slider_02;

unsigned char button_01;

char text_01[11];

unsigned char connect_flag;

}

RemoteXY;

#pragma pack(pop)

bool _trgt1 = 0;

bool _trgt1I = 0;

void setup()

{

pinMode(4, OUTPUT);

digitalWrite(4, 0);

RemoteXY_Init ();

}

void loop()

{

RemoteXY_Handler ();

//Плата:1

((_floatToStringWitRaz(((analogRead (0)))/(51.15),0))).toCharArray((RemoteXY.text_01), 11);

bool _tmp1 = (RemoteXY.button_01);

if (_tmp1)

{

if (! _trgt1I) _trgt1 = ! _trgt1;

}

_trgt1I = _tmp1;

digitalWrite(4, _trgt1);

analogWrite(6, (map(((RemoteXY.slider_02)), (0), (1), (0), (255))));

analogWrite(5, (map(((RemoteXY.slider_01)), (0), (1), (0), (255))));

}

String _floatToStringWitRaz(float value, int raz)

{

return String(value,raz);

}

Қорытынды:

Біздің ұсынысымыз: Қазақ халқының Ұлы ақыны Абай Құнанбаев айтқандай.

«Әсемпаз болма әрнеге, Өнерпаз болсаң арқалан, Сен де бір кірпіш дүниеге, Кетігін тап та бар қалан» деп айтқандай. Ғылымға, өнерге, шеберлікке, өнертапқыштыққа баулитын ұстаздарымыз көп болсын. Жаңа ғылыми жобаларды, тапсырмаларды орындап биік шыңдардан көріне берейік. Туған елімізді көркейте берейік. Мәңгілік ел болайық ағайын.

Пайдаланған әдебиеттер тізімі

[1. http://el.kz/kz/news/archive/қазақстандағы-робототехника]

[2. https://www.zakon.kz/4816508-tarazda-robototekhnika-o1179u.html]

[3. http://bilimainasy.kz/?p=13974]

Ғылыми жұмыс күнделігі

Жұмыс тақырыбы «Баламалы қуат көзі жел және күн энергиясы»

Оқушының Т.А. Шүқірқұл Нұрболат Сейтжанұлы

Бимырза Айбол Нурболұлы

7 «А» сынып оқушылары

Мектеп, сынып №71 жалпы білім беретін мектеп

коммуналдық мемлекеттік мекемесі

Ғылыми жетекші: Информатика пәні мұғалімі:

Ашимова Гульсин Абдималиковна

№	Мерзімі	Жұмыс мазмұны	Жұмыс әдістері	Ескерту
1	13.01.2025ж	Жұмыс жоспарын құрастыру	Жұмыс дәптеріме жазу
2	10.02.2025ж	Ғылыми жетекшілермен кеңес жүргізу	мәлімет жинау
3	12.03.2025	Ғылыми жетекшілермен кеңес жүргізу	Ғаламтор сайттарына жүгіну
4	14.04. 2025	Ғаламтордағы электроника сайттарына жүгіну	Керекті сызбаларды принтерден шығарып алу
5	12.05.2025	Ғылыми жетекшілермен кеңес жүргізу	Ғылыми жетекшімен кеңесу
6 6	22.05.2025	Ғылыми жетекшіге көрсету	Ғылыми жетекшімен кеңесу
7	15.09.2025ж	Ғылыми жетекшімен кеңес жүргізу	Ғылыми жұмыстың жартылай нұсқасын көрсету
8	25.09.2025ж	Ғылыми жетекшімен кеңес жүргізу	Ғылыми жұмыстың толық нұсқасын көрсету