学生制作的环境监测船

由学生制作的传感器平台，用于采集当地运河的水质数据，融合微控制器、防水设计、电源管理、环境科学与设计迭代。

学习目标

学生学习将环境问题与可测量的数据联系起来，再设计一个能够安全、可靠地搭载传感器的平台。项目让工程约束变得具体可见：浮力、防水、电池续航、传感器校准、信号噪声，以及负责任的数据解读。

技术配置

原型使用 ESP32 级别的微控制器、水质或环境传感器、电池组、防水外壳，以及简单的数据记录流程。最终配置可根据学校预算和当地采购条件调整。

船体组装

船体特意采用当地五金店即可购得的材料：用 PVC 排水管、接头和端盖制作浮筒；用螺纹支撑柱固定复合材料甲板；各处安装使用不锈钢喉箍。这些常见材料便于学生组装与修改。

水上试航

监测船已经下水。首次浮航测试在当地运河进行，用系绳固定船只，检查浮力、纵倾、推进器响应和防水性能。

科学工作站

这套可运行的传感器与水泵系统安装在船只的载荷箱内。12V 电池分为两条供电支路：一条由 ESP32 控制 MOSFET 模块切换水泵电源；另一条经降压转换后以 5V 为 ESP32 供电，ESP32 再向温度和电导率传感器提供 3.3V。点击原理图中的任意元件或连接网络即可追踪接线。

先前的一块浊度传感器板在台架测试中烧坏，因此当前接线中有意未安装它。这是一次有价值的故障隔离学习经历；学生先记录问题，再规划更换方案。

台架测试记录

这些照片记录了原理图中科学工作站安装到船只密封外壳之前的台架测试过程。

学生任务

设计、制作、测试并记录一艘小型监测船，使其能够采集当地水道的环境读数。学生必须论证设计决策、展示测试数据，并在实地试验后修改原型。

评估方法

评估综合考虑工程笔记中的证据、可运行原型的表现、代码质量、数据解读和最终技术说明。成功的作品不必完美，但必须体现严谨的测试与有依据的改进。

反思

让学生尽早遇到真实约束，最能体现这个项目的价值。防水、读数不稳定和机械平衡都为学生提供了具体的问题，促使他们调查、测试并解决。