Робототехнический комплекс НАУРОБО "Автоматический дозатор"

Области знаний и применение
– Дополнительное образование
– Проектная и метапредметная деятельность (химия, физика, информатика, робототехника).

Чему научится ребенок
Робототехнический комплекс предназначен для школьников и студентов, уже имеющих базовые знания по химии и робототехнике и направлен на формирование у них:
– Навыков управления химическими процессами
– Понимания принципов построения систем с обратной связью и использованию обратной связи в управлении
– Умений разработки алгоритмов автоматизированного управления химическими синтезами с использованием циклов обратной связи
– Навыков калибровки датчиков, используемых при исследовании химических процессов и проведения синтезов
– Знаний процессов, происходящих в водных растворах (в первую очередь кислотно-основных и окислительно-восстановительным)
– Понимания количественных параметров указанных процессов
– Навыков программирования на диалекте языка Си в среде Arduino IDE.

Способ работы
Робототехнический комплекс оснащен роботизированной системой управления и контроля протекания химических реакций.
Робототехнический комплекс используется с компьютером.
Робототехнический комплекс представляет собой настольную установку с несколькими отсеками:
– Отсеком для смешиваемых реагентов
– Коммутационным отсеком
– Отсеком протекания химической реакции

Робототехнический комплекс позволяет проводить синтезы в реакционной емкости с раствором объёмом в диапазоне от 300 мл до 600 мл.

Робототехнический комплекс позволяет проводить следующие манипуляции с раствором:
– Нагревать содержимое реакционной емкости с регулируемой скоростью
– Удерживать температуру в реакционной емкости в заданном диапазоне и изменять её по заданной программе
– Перемешивать содержимое реакционной емкости, в том числе при наличии в нём толстого слоя осадка, рыхлого геля
– Измерять в реакционной емкости температуру, рН, электропроводность и редокс-потенциал
– Добавлять в реакционной емкости с разными скоростями и разными порциями от одного до трёх растворов реагентов, причём скорость дозирования и размер дозы может зависеть от температуры, рН, электропроводности и редокс-потенциала
– Добавлять в реакционную емкость от одного до трёх реагентов так, чтобы удерживать заданные значения рН, электропроводности, редокс-потенциала
– Отбирать раствор из реакционной емкости

Состав:
– Коммутационный отсек
– Отсек для смешиваемых реагентов
– Отсек протекания химической реакции
– Корпус робототехнического комплекса из прорачного пластика
– Цифровой датчик температуры химический (диапазон измерений от -40 градусов Цельсия до не менее +180 градусов Цельсия)
– Цифровой датчик pH (диапазон измерений от 0 ед.pH до 14 ед.pH)
– Цифровой датчик электропроводности (от 0 мСм/см до 250 мСм/см)
– Цифровой датчик редокс-потенциала (диапазон измеряемых напряжений от -2 Вольт до +2 Вольт)
– Управляющая плата
– Дисплей
– Методическое обеспечение на русском языке
– Программный модуль
– Система хранения

Весь набор укомплектован в пластиковую систему хранения с ложементом, которая закрывается прозрачной пластиковой крышкой на защелках для обеспечения наблюдения за содержимым.

Программное обеспечение
Программное обеспечение для полуавтоматической работы позволяет задавать значения управляемых параметров вручную, а также видеть значения управляющих параметров в зависимости от времени или от управляемых параметров.
Также оно позволяет сохранять все значения параметров, заданных или измеренных в ходе процесса.
Программное обеспечение имеет режим для проведения автоматической работы, который позволяет:
– Удерживать значение температуры в заданном диапазоне или изменять его по заданной программе в зависимости от значения управляющих параметров
– Дозировать реагенты до достижения определённого значения управляющих параметров или определённой скорости изменения значения управляющих параметров или для удержания значения управляющих параметров в определённых пределах.

Методическое обеспечение
Методическое обеспечение содержит описание автоматического дозатора, программного модуля, а также учебные эксперименты, учебные синтезы, исследовательские и проектные работы.